楊俊東,胡建峰,鄺學(xué)軍，周關(guān)南

(廣州中船文沖船塢有限公司，廣東 廣州 511462)

某型改裝船長(zhǎng)推進(jìn)軸系校中修理

楊俊東,胡建峰,鄺學(xué)軍，周關(guān)南

(廣州中船文沖船塢有限公司，廣東 廣州 511462)

在船舶修理及改裝工程中，經(jīng)常會(huì)遇到各種結(jié)構(gòu)的推進(jìn)軸系校中修理工程。文章闡述了某型改裝船長(zhǎng)推進(jìn)軸系校中修理的關(guān)鍵和難點(diǎn)，提出的校中方案，在滿足船級(jí)社規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求和保證校中質(zhì)量的前提下，減少修理成本，縮短修理周期，成功地完成了變形嚴(yán)重的長(zhǎng)推進(jìn)軸系校中修理工程。

長(zhǎng)推進(jìn)軸系；偏差；校中方案；校中質(zhì)量

廣州中船文沖船塢有限公司近期完工的某型改裝船舶，其推進(jìn)軸系為四機(jī)雙軸雙槳的長(zhǎng)軸系，左右舷對(duì)稱布置，圖1為該船右舷推進(jìn)軸系布置圖。整個(gè)推進(jìn)軸系由主機(jī)、氣胎離合器、并車齒輪箱、中間軸、鼓型齒輪聯(lián)軸器、推力齒輪箱、艉軸、美人架、螺旋槳、螺旋槳導(dǎo)流罩組成。其中艉軸長(zhǎng)約16 m；中間軸分3段，總長(zhǎng)約17 m；整個(gè)推進(jìn)軸系從主機(jī)前端到螺旋槳總長(zhǎng)約42 m。該推進(jìn)軸系是迄今為止我們所遇到的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、軸線最長(zhǎng)的推進(jìn)軸系。

1 推進(jìn)軸系的狀態(tài)

由于該船建造年代久遠(yuǎn)，船體的變形嚴(yán)重影響了推進(jìn)軸系中心線，其中以艉軸中心線偏差最為嚴(yán)重，具體數(shù)據(jù)見圖2和圖3所示。右舷艉軸從船首往船尾在水平方向整體向左偏移，偏移量最大約3.5 mm；在垂直方向首部向下偏移，尾部向上偏移，偏移量最大超過(guò)20 mm。左舷艉軸從船首往船尾在水平方向首部向右偏移，尾部向左偏移，在垂直方向，首部向下偏移，尾部向上偏移，偏移量最大約15 mm。另外，螺旋槳與導(dǎo)流罩中心線也發(fā)生偏移，其中右舷螺旋槳中心線相對(duì)導(dǎo)流罩中心線向右偏移，最大偏量約35 mm；左舷螺旋槳中心線相對(duì)導(dǎo)流罩中心線向下偏移，最大偏移量約8.3 mm。而且左右舷艉軸管前后軸承、美人架軸承磨損嚴(yán)重，均須換新。中間軸中心線偏差雖然較小，但左舷推進(jìn)軸系第4道軸承(中間軸軸承，見圖1)燒損，需要換新。

2 軸系校中方案

從表面上看，該推進(jìn)軸系軸線長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、中心線偏差大、校中工作量大。但經(jīng)過(guò)我們仔細(xì)的勘驗(yàn)和分析，認(rèn)為可將該推進(jìn)軸系分為3大部分，第一部分是艉軸部分，包括推力齒輪箱；第二部分是中間軸部分，包括中間軸輸入氣胎離合器；第三部分是主機(jī)部分，包括主機(jī)輸出氣胎離合器和并車齒輪箱。第一部分與第二部分由鼓型齒輪聯(lián)軸器連接在一起(見圖1)，由于鼓型齒輪聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器的中心線允許有0.5°的偏差(夾角)，這樣，在滿足鼓型齒輪聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器中心線最大偏差(夾角)不超過(guò)0.5°的前提下，將推進(jìn)軸系分成3部分分別進(jìn)行校中，校中工作就容易實(shí)施了。

圖1 右舷軸系布置圖(左舷對(duì)稱)

圖2 用激光準(zhǔn)直儀測(cè)量右舷艉軸中心線偏差情況示意圖

圖3 用激光準(zhǔn)直儀測(cè)量左舷艉軸中心線偏差情況示意圖

由船體變形造成艉軸管、美人架、螺旋槳導(dǎo)流罩三者中心線發(fā)生嚴(yán)重的偏差，是推進(jìn)軸系校中的關(guān)鍵和難點(diǎn)。我們制定了多個(gè)校中方案，從修理工程量、修理周期、修理成本等方面進(jìn)行綜合對(duì)比，確定最優(yōu)的方案。方案要點(diǎn)如下。

1)推進(jìn)軸系為長(zhǎng)軸系，軸徑較細(xì)，柔性較大，各軸段連接法蘭曲折量產(chǎn)生的彎矩對(duì)軸承產(chǎn)生的額外負(fù)荷較小，可按推進(jìn)軸系法蘭的曲折、偏移的允許值和實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行校中。校中完成后，用頂舉法測(cè)量艉軸管前軸承和中間軸各道軸承的負(fù)荷，最小負(fù)荷應(yīng)不小于相鄰兩跨距間自身重量及外載荷等所有重量總和的20%，最大負(fù)荷應(yīng)不大于按軸承材料許用比壓及軸承結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算的負(fù)荷。

2)主機(jī)、并車齒輪箱、推力齒輪箱的軸線在運(yùn)行時(shí)會(huì)受熱升高，因此，在冷態(tài)校中時(shí)應(yīng)根據(jù)熱膨脹升高量降低主機(jī)、并車齒輪箱、推力齒輪箱軸線的高度。

3)在保證修正后的艉軸中心線與中間軸的中心線的偏差小于0.5°的前提下，采用艉軸管、美人架殼體鏜孔及艉軸管軸承、美人架軸承偏心加工的方法修正艉軸管、美人架、螺旋槳導(dǎo)流罩三者中心線的偏差。通過(guò)幾何計(jì)算，確定艉軸管、美人架殼體鏜孔的鏜孔量及艉軸管軸承、美人架軸承偏心加工量，并滿足艉軸管、美人架殼體鏜孔后壁厚減少量應(yīng)不大于原壁厚的20%的要求；軸承偏心加工后的最小厚度不小于軸承材料生產(chǎn)廠家推薦的最小厚度要求。省去因調(diào)整艉軸管、美人架、螺旋槳三者相對(duì)位置所需的巨大的工作量、大量的成本和長(zhǎng)時(shí)間占用的塢期。

4)艉軸管前軸承前一段與推力齒輪箱連接的艉軸為懸臂梁，校中時(shí)，須按撓度計(jì)算結(jié)果將艉軸前法蘭抬高。

5)根據(jù)船方反饋，推進(jìn)軸系運(yùn)行時(shí)，中間軸軸承溫度過(guò)高，其中左舷推進(jìn)軸系第4道軸承(中間軸軸承，見圖1)已燒損，因此，必須對(duì)中間軸軸承及其潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

校中方案得到船東和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師的認(rèn)可后，我們?cè)诖w大構(gòu)件改裝工程完工后進(jìn)行推進(jìn)軸系的校中工作。由于中間軸部分和主機(jī)部分的中心線偏差相對(duì)較小，在施工順序上首先進(jìn)行艉軸部分軸線校中，再進(jìn)行中間軸部分和主機(jī)部分的中心線校中，最終完成整個(gè)推進(jìn)軸系校中。

3 校中質(zhì)量檢驗(yàn)

推進(jìn)軸系校中完成后，用頂舉法測(cè)量了艉軸管前軸承和中間軸各道軸承的冷態(tài)和熱態(tài)負(fù)荷，測(cè)量結(jié)果均在許用范圍內(nèi)，誤差不大于±20%。測(cè)量4臺(tái)主機(jī)曲軸冷態(tài)和熱態(tài)的臂距差均符合主機(jī)說(shuō)明書要求。進(jìn)行系泊和航行試驗(yàn)，推進(jìn)軸系運(yùn)行狀況良好，沒(méi)有發(fā)生扭振現(xiàn)象，艉軸管軸承、中間軸軸承及齒輪箱軸承沒(méi)有發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。船舶出廠后進(jìn)入南海海域進(jìn)行潛器下放，深拖模式等海試項(xiàng)目，經(jīng)受住了海水風(fēng)浪、拖航試驗(yàn)等多種工況的考驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

船舶推進(jìn)軸系結(jié)構(gòu)種類繁多，既有單軸系，也有雙軸系；既有長(zhǎng)軸系，也有短軸系；軸系構(gòu)件有多有少。只要我們遵循船舶推進(jìn)軸系校中理論，仔細(xì)分析各種結(jié)構(gòu)推進(jìn)軸系的特點(diǎn)，是可以制定出符合船級(jí)社規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求和修船特點(diǎn)的推進(jìn)軸系校中方案，在保證校中質(zhì)量的前提下，降低修理成本，縮短修理周期，完成各種結(jié)構(gòu)的推進(jìn)軸系校中工程。

聲 明

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《中國(guó)修船》編輯部

During ship conversion,shafting alignment is required frequently.The converted project in this paper is a case with long shafting that is found deformed seriously.To meet the ship standard by keeping the quality，lowering the cost and reducing repair period,a reasonable and economical plan is made to align the shafting with a good result.

long shafting;excursion;plan for alignment;alignment quality

楊俊東(1982-)，男，山西太原人，工程師，碩士，主要從事船舶與海洋工程設(shè)計(jì)工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.01.003

2016-07-14