付胜宽

（贵州省思南兴黔船业有限责任公司）

　　摘　要：随着当前大型船舶建造的兴起，海上交通业倍受我们的重视。针对船舶的维修和轴系校正方面的技术就成为了我们急需解决的课题之一。轴系是船舶的动力传送源，所以说在船舶建造过程中船舶轴系质量是影响船舶行驶效率的关键。船舶在行驶一定年限后必须进行找正和校中，它的作业质量是船舶正常运转的保证。本文通过对轴系找正的过程和步骤进行分析，望广大同行能够给予指导。

　　关键词：调整；研究；方法
　　引言：传统的找正方法都是使用直线对中法进行轴系的找正，对于出现的偏差往往利用外力进行顺直，这种方法对轴系的危害很大，甚至在顺直的过程中造成轴系的损坏，本文根据船舶运行的实际情况进行分析，提出了采取中轴位置下移的形式进行轴系受力的改变，并提出相对合理的轴系校中形式。
　　一、针对船舶轴系的研究
　　船舶轴系是动力传导的主要构件，也是船舶在航行中的重要系统构件。轴系系统对船舶的使用寿命和运行效率起到直接影响，所以轴系的安装、找正、维修等工序必须保证质量。目前针对船舶的维修、设计等方面都引起船舶制造企业的广泛重视。并且为轴系的找正和安装制定了一系列行业规范，根据现行规范要求针对船舶的轴系和安装工作必须在船舶下水后进行。也就是说针对船舶的陆地工作只能限制在尾轴管、尾轴及推进器等构件的安装，而真正的轴系零件必须在船舶下水后才可以进行，并且以尾轴前端法兰盘为基准，依次向前找正，保证系统安装的坚固性。
　　二、如何确定找正目标
　　船舶轴系找正的根本目的是保证轴承能够处于Z佳的状态下，使船舶在不同环境、承载变化的状态下使轴系的反力和弯曲力达到Z佳，所以找正的目的是为船舶服务的，只有满足船舶使用环境，才能完成对中。
　　1.对中产生的主要因素
　　船舶的对中目的是将连接轴系的荷载达到一个满意的分布形式，所以对中范围不会集中在轴颈和轴承表面，同时齿轮箱和主机的设置只要保证复核静态负荷范围即可。低速柴油机在规定上针对不同的法兰接触形式会产生一定的剪切力和弯矩，以及曲轴曲臂差范围。这就使船舶在运行的过程中会产生热变形。再加上不同压载和装载的变化，船体会发生一定的变形。这些因素会根据不同的位置变化发生改变都会使轴承位置发生变化，同时轴承系统在设计之初会因为刚性的设定改变轴承位置，对中能够使这种变化处于允许范围内。
　　2.相关的对中要求
　　根据我国船级社的规范和规定，在后艉管轴承和轴间设计角度不居中的条件下，静态支撑点不能超过3x10^-4角度（0.30mm/m）；同时船级社对艉管和中间轴承的负荷范围，进行了一定的设定。
　　三、轴系对中的相关计算
　　轴系对中目标需要轴系在对中过程进行相应的计算，通常使用简化连轴梁、轴系建模的计算形式，同时在参数分析上使用合理的计算机程序进行受理分析。通过以上分析不难看出。轴承负荷数值和两轴之间的法兰轴向定位可以作为实际的轴系控制标准。同时在计算完成后要根据艉管轴承和轴间的不中点调试来满足船级社规定。
　　1.轴承的偏移量
　　当轴承偏移量较低时（少于30厘米），轴承可以采取直线方式对接来完成荷载分配。当轴承的直径发生增加，系统的刚性就会随着直径的立方递增。这时直线方式就不能符合负荷分配。所以轴承在直线位置上发生偏移时，轴承间的相对位置就会根据系统轴承负荷进行分配。同时轴承将直线偏移数据将会被纠正，这样就能符合船级社的规定。
　　2.船体形变
　　船体在下水后会发生一定的形变，这种形变主要来自水上和压载状态下，轴承在这个时候就会起到一定的支撑作用，但是轴承自身有一定的弹性。这和船体变形所引发的轴承位置变化相互作用，所以轴承的设计在初始阶段就必须考虑这些问题，可以将刚性系数设定为Z小，以满足轴承位置的轻微变化。
　　3.优化设计
　　在轴承运行时要计算出轴承能够接受的负荷，对滚动轴承可参考厂家允许的轴承负荷数据，将实测的轴承负荷要经过厂家认可。在艉管后的轴承和轴的不中度要进行计算，这关系到艉管轴承是否能够进行轴系对中安装工艺。
　　四、确定轴系中心线
　　确定轴系中心线的方法有拉线法、光学照光法、激光对中法。这些方法在工作区域主要为艏、艉两端竖立两个拉线架，从而建立了相对的轴系中心线。但是钢丝有一定的韧性。在检测中容易产生形变，造成误差，所以使用钢丝在空间进行检测容易出现误差，使Z小范围内的允许值受到局限。
　　1.中心线的确定
　　光学照光法是解决拉线法精度不高的改进工艺，依靠光在均匀介质中直线传播的原理确定点、线、面。激光对中法是以艏、艉两端轴系理论基准点为基准，精确定出轴系各临时拉线架与理论基线的交点，从而定出轴系理论中心线。目前常采用先拉线后激光对中法的方法，照光应在机舱结构到上甲板结构完整后进行。在对中测量时要特别考虑天气影响。白天太阳对左舷或右舷船体表面加热，船体会有不相等的变形，这会显著影响照光测量结果，特别是艉管。为避免这种情况发生，推荐在半夜和阴天进行测量。
　　2.艉管镗孔
　　在镗前要针对不同的钢结构形式进行分析，并且选取垂直方向的艉毂前，结构钢结构在垂直方向上的甲板，其水平方向的工作在机舱前完成前完工。要选择使用镗刀进行受力变形，当水平重量发生下垂时要使用工具支撑起镗排靠近加工孔表面，这样使工具变形和工具受力振动减到Z小。后轴承有时要斜孔以和外挂螺旋桨重量导致的螺旋桨轴斜度相配。轴承和静态轴颈位置的不中度要求小于3x10^-4角度（每米轴承长度允许偏移30厘米）。设计斜度通过使镗排偏置加到艉管轴承座上。通常后轴承座前后端先粗加工，然后重置镗排到设计的偏移和斜度进行精加工。当用百分表调整镗排时，后端同心，前端中心偏移。轴承座前后端面要划参考圆，这样在加工过程中和精加工结束后可以检查。或者，在镗孔加工过程中通过同时偏移前后端获得斜度或偏移。
　　3.安装艉管轴承
　　把艉管轴承安装到轴承座有三种方法：在常温下压力式安装；用干冰或液氮冷却收缩式安装；浇铸环氧树脂安装。
　　4.静态轴承负荷测量及调整
　　轴系负荷的分配是轴系使用寿命的关键，通常在轴承负荷项的试验中要进行一定的测量。它一般利用轴的升高和顶升之间的线性关系，并利用千斤顶生法，在记录轴的升高与顶升力之间关系曲线求得顶升部位的负荷，将此负荷乘以修正系数，即可得出被测轴承实际负荷，测量时，千斤顶尽量靠近所测轴承，并且位于轴中心线正下方。轴承负荷可接受的公差范围是±20%。
　　五、海上试航及调整
　　轴系在找正完成后必须进行试航，以保证轴系调整的有效性。在试航过程中需要一定的特定阶段，同时对满负荷载右舵，要将轴承温度的监控放在首位。在正常状态下轴承的静态荷载是通过千斤顶负荷试验来确定的。所以机器的热膨胀关系到设备的吃水和荷载变化。如果热负荷超过了允许范围内就必须进行相应的调整，当艉管轴承被固定好后只能对中间轴承进行调整，可以通过塑料垫块的薄厚进行调整，根据情况调整轴承高度。
　　结束语：
　　我国的巨型船舶的数量在不断上升，同时主机动力、螺旋桨的功率也在升高，针对这类船型的轴系校中问题已经成为了一大难题，轴系校中中理论计算和实际找正操作有着密切的关系。本文通过对船舶轴系的分析和计算分析出找正工艺的关键，力争为巨型船舶的找正、维修提供技术水平和生产效率的保证，希望能够为广大同行提供参考。
　　参考文献：
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来源：《科技创业家》2014年08期