船舶建造和轴系修理时,均有轴系安装和轴系校中工作,轴系的安装和校中质量直接关系到主机推进系统运转的可靠性和船舶航行的安全性。轴系的安装与校中都是依轴系理论中心线为依据的。
轴系的理论中心线是船舶设计的确定的轴系中心线。它是有首、尾两个基准点确定的,首基准点一般在前隔舱壁上或主机某处;尾基准点一般在后隔舱壁或舵系中心线后某处。理论中心线的高低由基准点的高度确定。单轴系的船舶的理论中心线位于船体的中纵剖面上;双轴系的中心线按船体纵剖面对称分布。
轴系校中就是要按一定的要求和方法把轴系安装成一定的状态,在此种状态下轴系的各轴段内的应力和所有轴承上的负荷,都在允许的范围之内或具有合理的数值,从而使轴系能可靠地运转。轴系校中的实质就是准确地确定船轴机器轴承的位置。船舶轴系是否能可靠地运转,不仅取决于轴系的结构设计、材料和制造,而且更重要的是取决于轴系的安装质量。轴系校中、安装质量不佳,会造成轴承发热,尾轴承过度磨损、密封装置损坏和轴系振动等。因此,轴系校中是按照一定的原理和方法,将轴系布置成某种轴线状态,舰船研发设计动力推进轴系校中计算,使各轴承上的负荷,各轴段内的应力、弯矩、转角等尽可能在允许值的范围内或取得合理的数值,从而保证轴系安全、可靠地运转。
在轴系校中过程中,轴承负荷测量是非常重要的一环,
大多数船厂的工艺都要求在主机浇注环氧前后至少各测一
次,现就浇注环氧后的轴承负荷测量过程进行介绍。顶举法
是目前应用广泛的一种轴承负荷测量方法,按照工艺文件
的要求,需对中间轴承、艉管前轴承、主机后面的轴承和
主机后面的第二道轴承逐一进行测量。
各轴承负荷测量过程基本相同,首先按照工艺文件设置
好液压顶升器,将液压泵的油压逐渐升压。刚开始时,负荷
由中间轴承承担,当油压继续升高,负荷则由液压顶承担,
此时在中间轴承与中间轴底部出现一定的间隙,此间隙约为
0.05-0.25mm,继续加液压顶升中间轴,但不允许超过此间
隙。轴升起后,油压逐渐降低,每隔2MPa 测取一次读数(需
稳压一段时间,待示值稳定后读数),在0-0.20mm 间,测
量点应尽量多一些,以减少绘图和计算时的误差。
轴系校中的原理和方法
船舶轴系校中计算, 可以认为是轴系设计的
一部分或轴系校中设计。这是按一定的要求和方
法,将轴系铺设成某种状态,使所有轴承上的负荷
及各轴段内的应力均处于允许的范围之内, 或具
有的数值, 从而确保轴系能够持续正常的运
转。
船舶主推进轴系校中按照轴系校中原理,目前
可分为3 种:轴系直线校中、轴系轴承负荷校中、轴
系合理校中。超大型民用船舶推进轴系一般采用合
理校中。轴系合理校中是把轴承负荷、螺旋桨轴在
尾管后轴承处的相对倾角、轴弯曲应力作为限制条
件,同时满足主机厂家的要求,通过理论计算,以确
定轴承的理论高度,并使得轴承在运行工况下都有
合理的负荷。其采用的计算方法有三弯矩法、传递
矩阵法和有限元法等。
对于以两冲程柴油机为主机的船舶推进轴系而
言,轴系校中的目标为:
1) 所有轴系轴承和主轴承都有负荷,且在合理
范围内(所有轴承不可以脱空)。
2) 对尾管后轴承的倾斜安装或尾管的斜镗孔
给出指导意见。
3) 柴油机所有气缸的拐挡差满足专利公司的
要求。
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