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摘 要：介绍了9800DWT散货船主机及轴系校中安装方法，概述了轴系合理校中、顶举法进行负荷检验的安装工艺及技术要点，并对校中安装常见问题提出了总结性建议，有助于提高该类船型主机、轴系安装的质量和效率。
关键词：轴系；合理校中；顶举法
中图分类号：U674.13 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0242-02
1 引 言
主机及轴系的校中安装是整个主动力装置安装最重要的安装阶段，其安装质量的好坏，对保证主推进装置的正常运行，减小船舶的振动和噪声，提高营运经济性乃至航行安全性都有着至关重要的作用。
9800DWT散货船是江海直达矿石运输船型，我厂通过对该船及同类船舶的安装，在主机、轴系校中安装方面积累了宝贵经验。这里以9800DWT散货船为例，总结了该类船主动力设备、轴系的校中安装工艺的技术要点，为类似船型主机、轴系校中安装提供参考。
2 主动力装置结构
9800DWT散货船为尾机型，双机、双轴系、双螺旋桨船，主机为船用增压中速柴油机，额定功率1470KW，转速850RPM。主机通过弹性联轴节同减速齿轮箱相连，齿轮箱输出端与中间轴相连，中间轴再与螺旋桨轴首端可拆联轴器相连接（见图1）。中间轴基本直径210mm，尾轴基本直径240mm，自螺旋桨尾端至齿轮箱输出法兰端面轴系总长6495mm。左右轴系对称布置于距纵中6500mm的纵剖面上，平行于基线，距基线的高度为1850mm。
3 轴系校中安装工艺实施
对于该船有齿轮箱的主推进装置分为两个校中过程：先进行齿轮箱与中间轴、艉轴校中，后进行齿轮箱与主机校中。
3.1 轴系校中前的准备
（1）艉轴及螺旋桨根据轴系布置图安装并已交验结束；
（2）根据本船《轴系布置图》及《主机、齿轮箱安装图》要求，主机、齿轮箱及中间轴承已初步定位；
（3）按轴系校中计算书模型（见图2）所示位置装妥可调临时支撑，临时支撑的架设必须有足够的强度。齿轮箱、轴系法兰之间应留有满足轴系校中的足够的测量间隙；
（4）船上设备的装载状态基本保持不变，调整船舶浮态使螺旋桨处于50%浸没状态下校中。
3.2 轴系校中（轴系螺栓连接前）
轴系校中工作应在船舶下水后进行，船舶处于自由浮态。校中安装时应避免阳光照射，要求在夜间或阴雨天进行。轴系校中和交验期间应停止振动和敲打作业，应无集中负荷的迁移。
本船按《轴系校中计算书》要求合理校中，采用指针法，以尾轴和中间轴前端法兰为基准自尾向首依次进行对中安装。配置一个带压力表的液压千斤顶（约50KN），2～3个百分表以及直尺、塞尺等工具。
将中间轴承安放在基座上，利用前后左右的调节装置，使轴瓦的左右中心在轴线纵剖面上，轴瓦的前后中心离尾轴联轴节法兰的前端面在指定位置。在中间轴承座下设调节螺栓。调整中间轴承座和临时支承的高度，使中间轴艉法兰与螺旋桨轴法兰的“曲折”（GAP1）和“偏移”（SAG1）符合计算书要求。
3.3 轴系法兰紧配螺栓安装
将齿轮箱、中间轴承临时固定在各自的基座上，并用临时螺栓压紧。应用冷冻安装工艺将合格的紧配螺栓（连接前需喷涂二硫化钼）分别连接齿轮箱和中间轴的法兰、中间轴与螺旋桨轴法兰。
3.4 测量轴承负荷（连接轴系螺栓后）
轴系按校中计算安装结束后，为了检查轴系校中是否满足要求，要進行顶举试验以测量轴承的实际负荷。
3.4.1 轴承负荷计算方法及步骤
（1）按照《轴系校中计算书》所示的位置，安装千斤顶，检查千斤顶座架是否牢固（见图3）。
（2）在千斤顶所对应的轴颈上，放置一个百分表，并检查百分表的支架是否牢固。
（3）掀动油泵从而顶升中间轴，要求油压每升高1.0MPa，记录对应的百分表读数（即轴上升量），直到压力上升不大但轴颈抬高较快时为止。
（4）慢慢地泻放油压，每降1.0MPa，记录对应的百分表读数（即轴下降量），直至油压完全释放。
（5）在升压与降压的过程中，应记录千斤顶压力和千分表的稳定读数，不允许在千斤顶上升（或下降）的过程中降压（或升压）。
（6）根据记录的数据，在坐标轴纸上绘制出压力与位移的曲线，计算轴承负荷。
3.4.2 中间轴承负荷测量
（1）松开中间轴承上轴瓦，按照（1）中的方法测量中间轴承负荷。
（2）按照（1）中公式计算轴承负荷，并按中间轴承计算结果与《轴系校中计算书》计算值误差在±20%以内校中合格为依据验收（见图4）。
3.4.3 艉管前轴承负荷测量同上述方法
校中检验合格后，按主机齿轮箱安装图的要求，浇注齿轮箱环氧垫块，紧固齿轮箱地脚螺栓，装配中间轴和齿轮箱输出轴法兰连接螺栓。
3.5 主机与弹性联轴器的安装
根据《主机齿轮箱安装图》，将主机定位于其最终轴向位置。主机采用纵向及侧向支撑定位。主机与弹性联轴器、齿轮箱对中定位前应检查并记录主机曲轴臂距差，以对照验证主机出厂报告及允许值。
在安装弹性联轴器之前，应对联轴节进行对中调节（轴向校中、径向校中、角度校中）。按弹性联轴器厂商提供的安装说明书和技术数据，用调整主机曲轴轴线的方法，使飞轮与齿轮箱输入轴法兰的安装精度达到说明书中的对应要求。
4 实施效果及总结
9800DWT散货船采用了合理校中、负荷验证的安装工艺，经过海上航行试验，各项指标均达到设计要求且运行良好。为提高轴系校中的成功率，通过分析该船的实施过程记录，总结现场施工出现的常见问题，对轴系校中安装有以下几点建议：
（1）中间轴承座、顶升千斤顶临时支座、百分表支架，应充分考虑船体结构强度对测量精度的影响。如因内底板太薄、肋骨间距过大而引起的变形，须采取相应结构补强措施。
（2）由于首制船轴系校中一次成功率较低，为便于返工拆装，轴承负荷测量时中间轴的联接螺栓宜分别用4个临时固定螺栓将齿轮箱输出法兰与中间轴前法兰、尾轴联轴节和中间轴后法兰联接起来，临时螺栓与对应的配合间隙为-0.02～-0.03mm，且应均布。
（3）《轴系校中计算书》应提供0℃、10℃、20℃、30℃环境温度时的轴承负荷计算值；安装时应跟据实际环境温度进行修正。
（4）轴承负荷测试前，应提前了解各轴承的配合间隙；轴承负荷测试时，轴在任何轴承处的被顶升高度都不得超过该处轴承间隙。中间轴承负荷测试时，可将轴承盖吊起。
（5）因船舶轴系是一个多支承的超静定梁，各轴承之间力的相互作用相当复杂，尤其对于多轴承短轴系。在现场轴承负荷顶举过程中，应跟踪测量相邻轴承与下瓦之间的间隙，判断千斤顶顶举过程中哪个轴承先脱空，从而确定被测轴承。防止误分析顶举曲线图，而得出不正确的结论。
参考文献
[1]轮机工程手册编委会.轮机工程手册[M].北京：人民交通出版社，1994.
[2]陆峻岫.船舶建造质量检验[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1996.
收稿日期：2018-9-2
作者简介：罗金锋（1983-），男，工程师，大学本科。
关键词：轴系；合理校中；顶举法
中图分类号：U674.13 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0242-02
1 引 言
主机及轴系的校中安装是整个主动力装置安装最重要的安装阶段，其安装质量的好坏，对保证主推进装置的正常运行，减小船舶的振动和噪声，提高营运经济性乃至航行安全性都有着至关重要的作用。
9800DWT散货船是江海直达矿石运输船型，我厂通过对该船及同类船舶的安装，在主机、轴系校中安装方面积累了宝贵经验。这里以9800DWT散货船为例，总结了该类船主动力设备、轴系的校中安装工艺的技术要点，为类似船型主机、轴系校中安装提供参考。
2 主动力装置结构
9800DWT散货船为尾机型，双机、双轴系、双螺旋桨船，主机为船用增压中速柴油机，额定功率1470KW，转速850RPM。主机通过弹性联轴节同减速齿轮箱相连，齿轮箱输出端与中间轴相连，中间轴再与螺旋桨轴首端可拆联轴器相连接（见图1）。中间轴基本直径210mm，尾轴基本直径240mm，自螺旋桨尾端至齿轮箱输出法兰端面轴系总长6495mm。左右轴系对称布置于距纵中6500mm的纵剖面上，平行于基线，距基线的高度为1850mm。
3 轴系校中安装工艺实施
对于该船有齿轮箱的主推进装置分为两个校中过程：先进行齿轮箱与中间轴、艉轴校中，后进行齿轮箱与主机校中。
3.1 轴系校中前的准备
（1）艉轴及螺旋桨根据轴系布置图安装并已交验结束；
（2）根据本船《轴系布置图》及《主机、齿轮箱安装图》要求，主机、齿轮箱及中间轴承已初步定位；
（3）按轴系校中计算书模型（见图2）所示位置装妥可调临时支撑，临时支撑的架设必须有足够的强度。齿轮箱、轴系法兰之间应留有满足轴系校中的足够的测量间隙；
（4）船上设备的装载状态基本保持不变，调整船舶浮态使螺旋桨处于50%浸没状态下校中。
3.2 轴系校中（轴系螺栓连接前）
轴系校中工作应在船舶下水后进行，船舶处于自由浮态。校中安装时应避免阳光照射，要求在夜间或阴雨天进行。轴系校中和交验期间应停止振动和敲打作业，应无集中负荷的迁移。
本船按《轴系校中计算书》要求合理校中，采用指针法，以尾轴和中间轴前端法兰为基准自尾向首依次进行对中安装。配置一个带压力表的液压千斤顶（约50KN），2～3个百分表以及直尺、塞尺等工具。
将中间轴承安放在基座上，利用前后左右的调节装置，使轴瓦的左右中心在轴线纵剖面上，轴瓦的前后中心离尾轴联轴节法兰的前端面在指定位置。在中间轴承座下设调节螺栓。调整中间轴承座和临时支承的高度，使中间轴艉法兰与螺旋桨轴法兰的“曲折”（GAP1）和“偏移”（SAG1）符合计算书要求。
3.3 轴系法兰紧配螺栓安装
将齿轮箱、中间轴承临时固定在各自的基座上，并用临时螺栓压紧。应用冷冻安装工艺将合格的紧配螺栓（连接前需喷涂二硫化钼）分别连接齿轮箱和中间轴的法兰、中间轴与螺旋桨轴法兰。
3.4 测量轴承负荷（连接轴系螺栓后）
轴系按校中计算安装结束后，为了检查轴系校中是否满足要求，要進行顶举试验以测量轴承的实际负荷。
3.4.1 轴承负荷计算方法及步骤
（1）按照《轴系校中计算书》所示的位置，安装千斤顶，检查千斤顶座架是否牢固（见图3）。
（2）在千斤顶所对应的轴颈上，放置一个百分表，并检查百分表的支架是否牢固。
（3）掀动油泵从而顶升中间轴，要求油压每升高1.0MPa，记录对应的百分表读数（即轴上升量），直到压力上升不大但轴颈抬高较快时为止。
（4）慢慢地泻放油压，每降1.0MPa，记录对应的百分表读数（即轴下降量），直至油压完全释放。
（5）在升压与降压的过程中，应记录千斤顶压力和千分表的稳定读数，不允许在千斤顶上升（或下降）的过程中降压（或升压）。
（6）根据记录的数据，在坐标轴纸上绘制出压力与位移的曲线，计算轴承负荷。
3.4.2 中间轴承负荷测量
（1）松开中间轴承上轴瓦，按照（1）中的方法测量中间轴承负荷。
（2）按照（1）中公式计算轴承负荷，并按中间轴承计算结果与《轴系校中计算书》计算值误差在±20%以内校中合格为依据验收（见图4）。
3.4.3 艉管前轴承负荷测量同上述方法
校中检验合格后，按主机齿轮箱安装图的要求，浇注齿轮箱环氧垫块，紧固齿轮箱地脚螺栓，装配中间轴和齿轮箱输出轴法兰连接螺栓。
3.5 主机与弹性联轴器的安装
根据《主机齿轮箱安装图》，将主机定位于其最终轴向位置。主机采用纵向及侧向支撑定位。主机与弹性联轴器、齿轮箱对中定位前应检查并记录主机曲轴臂距差，以对照验证主机出厂报告及允许值。
在安装弹性联轴器之前，应对联轴节进行对中调节（轴向校中、径向校中、角度校中）。按弹性联轴器厂商提供的安装说明书和技术数据，用调整主机曲轴轴线的方法，使飞轮与齿轮箱输入轴法兰的安装精度达到说明书中的对应要求。
4 实施效果及总结
9800DWT散货船采用了合理校中、负荷验证的安装工艺，经过海上航行试验，各项指标均达到设计要求且运行良好。为提高轴系校中的成功率，通过分析该船的实施过程记录，总结现场施工出现的常见问题，对轴系校中安装有以下几点建议：
（1）中间轴承座、顶升千斤顶临时支座、百分表支架，应充分考虑船体结构强度对测量精度的影响。如因内底板太薄、肋骨间距过大而引起的变形，须采取相应结构补强措施。
（2）由于首制船轴系校中一次成功率较低，为便于返工拆装，轴承负荷测量时中间轴的联接螺栓宜分别用4个临时固定螺栓将齿轮箱输出法兰与中间轴前法兰、尾轴联轴节和中间轴后法兰联接起来，临时螺栓与对应的配合间隙为-0.02～-0.03mm，且应均布。
（3）《轴系校中计算书》应提供0℃、10℃、20℃、30℃环境温度时的轴承负荷计算值；安装时应跟据实际环境温度进行修正。
（4）轴承负荷测试前，应提前了解各轴承的配合间隙；轴承负荷测试时，轴在任何轴承处的被顶升高度都不得超过该处轴承间隙。中间轴承负荷测试时，可将轴承盖吊起。
（5）因船舶轴系是一个多支承的超静定梁，各轴承之间力的相互作用相当复杂，尤其对于多轴承短轴系。在现场轴承负荷顶举过程中，应跟踪测量相邻轴承与下瓦之间的间隙，判断千斤顶顶举过程中哪个轴承先脱空，从而确定被测轴承。防止误分析顶举曲线图，而得出不正确的结论。
参考文献
[1]轮机工程手册编委会.轮机工程手册[M].北京：人民交通出版社，1994.
[2]陆峻岫.船舶建造质量检验[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1996.
收稿日期：2018-9-2
作者简介：罗金锋（1983-），男，工程师，大学本科。