57 000 DWT改装船轴系校中负荷试验及勘测分析

□朱达新 □闵丽

1.江苏省江阴中等专业学校江苏江阴214400

2.北京理工大学机械与车辆学院北京100081

3.上海市机电科技情报研究所上海200070

57 000 DWT改装船轴系校中负荷试验及勘测分析

□朱达新1，2□闵丽3

1.江苏省江阴中等专业学校江苏江阴214400

2.北京理工大学机械与车辆学院北京100081

3.上海市机电科技情报研究所上海200070

在船舶修理和改装过程中，轴系校中是一项重要的工作。以57 000 DWT改装船为例，对轴系校中过程中的负荷试验、中间轴承接触面调整等进行介绍，可供相关技术人员参考。

57 000 DWT散货船由一艘集装箱船改装而成。该船在改装过程中涉及到主机项目，轴系校中工程是一大重点，包括前后中间轴承和前艉轴承负荷试验、前后中间轴承间隙调整、中间轴承底脚垫片换新与拂配、动车试验等过程。

1 基本参数

（1）艉轴：φ685 mm×7 755 mm。

（2）前中间轴：φ600 mm×7 750 mm。

（3）后中间轴：φ600 mm×6 180 mm。

（4）螺旋桨：φ7 500 mm。

（5）轴承长度及安装间隙如表1所示。

（6）轴承负荷及偏差如表2所示。

（7）负荷测量及修正因数如表3所示。

（8）油泵的位置如图1所示。

表1 轴承长度及安装间隙mm

图1 油泵位置示意图

表2 轴承负荷及偏差

表3 负荷测量及修正因数

2 负荷试验

2.1 轴承负荷顶举试验

试验时应用如下公式：

式中：Rbearing为被测轴无位移时的实际负荷，kN；Cf为修正因数；Rjack为顶升的反力，kN。

式中：Rd为下降线轴承负荷，kN；Ru为上升线轴承负荷，kN。

如图2所示，常规试验时每升高0.05 mm记录一次负荷，也可以压力每上升9.8 MPa记录一次上升位移量，上升或下降时油泵控制应灵敏[1]。

图2 负荷试验示意图

由于油泵的内阻无法避免，因此符合规定的负荷所对应的液压压力在顶升期间要高于降落期间，这种现象称为滞后。根据顶升和降落期间所测得的压力绘制相应的曲线，无阻力时曲线处在顶升期间曲线与降落期间曲线中间，如图3所示。由于内阻消耗一定的功，因此顶升期间曲线和下降期间曲线不重合，增加负荷时与减小负荷时相对应的数值会有一些差别[2-3]。

图3 压力位移曲线

2.2 负荷试验检查

首先检查前后中间轴承及前艉轴承负荷，发现三档负荷与理论轴系计算相比相差很大，调整数次后仍无改观。再测量中间轴承前后两端负荷，发现偏差很大，判定中间轴承与轴接触不良或两侧间隙不均匀，顶升过程中有受力腾空现象，于是需要调整两侧间隙及轴承接触。

两侧间隙与轴承接触情况调整后，做负荷试验，发现顶升期间曲线与降落期间曲线出现交叉黏滞现象，如图4所示。

上述情况说明油泵下方船体较软，易发生变形。解决措施为在轴承下方选择强结构作为支撑点[4-5]。

2.3 拐点分析

如图5所示，拐点0表明所有负荷均在轴承上，油泵无载荷；拐点1表明所有负荷已经转移到油泵上，轴承已经卸载；拐点2表明已上升位移的最高点，即下降的起点。

图4 存在交叉黏滞的压力位移曲线

图5 存在拐点的压力位移曲线

一般而言，中间轴承、艉轴承顶升与降落期间曲线的拐点出现在顶升0.05～0.25 mm之间，顶升高度由轴承间隙决定，为0.4～0.5 mm。该轮顶升位移在0.5 mm内时曲线仍不明显，拐点比较高，影响负荷的计算。当轴承间隙为0.8 mm，顶升位移0.8 mm时，发现拐点在0.4～0.5 mm之间出现，可作为此后长轴系负荷试验时思考的一个因素[6]。

由于不可能将油泵直接放在轴承下方，因而用修正因数对此进行补偿，可在手册中查找。一般情况下，做负荷试验时尽可能使油泵靠近中间轴承[7]。

常规轴承负荷一般在手册中可以查找，而该轮各档轴承实际负荷与轴系校正手册中的要求有一定偏差，且超出允许范围，反复校核也效果欠佳，根据轴承负荷分布及轴承比压，FISB+AISD+FSB≈MB1+MB2，必须保证主机负荷和拐档差在规定范围内，FISB负荷也在允许范围内，此时若FSB稍高，那么ASB就可稍低，这有利于轴系运转[8]。

3 中间轴承接触面调整

中间轴承底脚垫片同比下降一定高度，用塞尺检查轴正下方与轴瓦的间隙，直至检查到前后两端均有间隙且间隙相同为止。调整结束后同比调高底脚垫片高度，直到0.05 mm塞尺检查不能通过为止。

中间轴承间隙调整时，对轴与轴瓦进行修刮并上蓝油，使其下方60°范围内接触面积达75%以上，且每25 mm×25 mm范围内有三四个油斑点，保证两侧间隙良好。

中间轴承底脚垫片换新时，考虑到中间轴承底脚垫片为楔形垫片，于是用靠模法制作，且对角拂配，一次仅拂配一只垫片[9]。

各轴承定位好后垫入底脚垫片，在底脚螺栓未旋紧之前用塞尺检查接合面，要求70%周长插不进0.05 mm塞尺，允许个别分散部位0.05 mm塞尺可插进10～15mm。垫片装配结束后应对轴系进行检查，中间轴轴颈与中间轴承下部要求接触，应插不进0.05 mm塞尺；两侧间隙大致相同，不允许单边靠紧[10]。

4 结束语

随着船舶大型化及对推进效率方面的要求越来越高，螺旋桨的尺寸和重力负荷也随之增加，本文所述改装轮轴系校中的相关做法效果良好，可为同类轴系校中提供借鉴。

[1]俞明侠.船舶钳工工艺学［M］.哈尔滨：哈尔滨船舶工程学院出版社，1986.

[2]谭仁臣.船舶辅机与轴系［M］.哈尔滨：哈尔滨船舶工程大学出版社，1996.

[3]刘其，刘涛.轴系校中的研究［J］.江苏船舶，2011，28（2）: 41-42.

[4]杨江军.船舶轴系安装工法技术的研究与过程控制[J].广东造船，2008（2）:53-54.

[5]黄裕健，文伟忠.船舶主机轴系轴承负荷调整规律探索[J].广船科技，2007（1）:35-39.

[6]马宁，柴海林，赵春杰.大型船舶轴系负荷校中[J].船舶标准化工程师，2007，40（3）：26-30.

[7]汪骥，王飞翔，李瑞，等.大型船舶推进轴系轴承位移调整优化及负荷预报方法研究[J].中国造船，2015，56（4）: 152-160

[8]曹信来.浅谈低速柴油机推进系统轴承负荷优化[J].船舶设计通讯，2010（增刊）:55-58.

[9]陆金铭，李儒凡，倪杰.船舶推进轴系轴径倾斜对轴承负荷的影响[J].江苏科技大学学报（自然科学版），2015,29（5）:426-430，442.

[10]戴益民.38 000 DWT杂货船轴系方案比较分析[J].船海工程，2014，43（3）:116-119.

（编辑：尔东）

Centeringofshaftingis an important task in ship repairingand retrofitting.Took the 57 000 DWT retrofitting ship as an example,the load test in centering of shafting and the adjustment of the contact surface of the intermediate bearing were introduced which could be referred tothe relevant technical personnel.

改装船；轴系校中；试验

Retrofitted Ship；Centering ofShafting；Test

TH17；U661.7

B

1672-0555（2017）01-057-03

2016年5月

朱达新（1971—），男，本科，讲师，主要从事机械及相关专业理实一体化教学与研究工作