畢業(yè)論文船舶軸系校中的工藝研究

1、畢業(yè)論文題目： 船舶軸系校中的工程研究The study of Shapping shaft system alignment系另比 船舶工程學(xué)院專 業(yè)：機(jī)電設(shè)備維修與管理班 級(jí):姓 名:學(xué) 號(hào):指導(dǎo)教師:摘要：在船舶建造、修理過(guò)程中，軸系校中極為重要，其質(zhì)量的好壞不但影響到 船舶航行的時(shí)間長(zhǎng)短，更影響到船舶航行時(shí)全體船員的人身安全。 因此對(duì)軸系合 理對(duì)中的研究，成為船舶工程的重要課題。本篇論文主要論述了船舶軸系校中的含義、原理、分類和方法以及其校中狀 態(tài)的檢驗(yàn)。關(guān)鍵詞：船舶 軸系校中 質(zhì)量含義原理分類方法檢驗(yàn)?zāi)夸洠ㄋ误w小四號(hào)字體）1 船舶軸系校中的含義 ,12 校中原理 ,13 分類 ,27

2、丿/J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JJ4 方法 ,24.1 船舶軸系按線性校中 ,24.1.1 軸系按法蘭上嚴(yán)格規(guī)定的偏中值校中法 ,24.1.2 軸系采用光學(xué)儀器校中法 ,44.2 船舶軸系按軸承上允許負(fù)荷校中 ,84.2.1 軸系用測(cè)力計(jì)校中法 ,84.2.2 軸系按法蘭上計(jì)算的允許的偏中值校中法 ,114.3 軸系合理校中 ,114.3.1 計(jì)算方法 ,114.3.2 計(jì)算內(nèi)容 ,125 軸系校中狀態(tài)的檢查 ,125.1 軸系中心線偏差度的檢查 ,125.1.1 相鄰軸系連接法蘭的性對(duì)位置 ,125

3、.1.2 偏移值和曲折值的測(cè)量和計(jì)算 ,135.1.3 用相鄰軸連接法蘭上的偏中值檢驗(yàn)軸系中心線的偏差度 , 145.2 軸系兩端軸同軸度偏差的檢驗(yàn) ,151船舶校中的含義眾所周知，船舶軸系在運(yùn)轉(zhuǎn)中承受著復(fù)雜的應(yīng)力和負(fù)荷，主要包括：螺旋槳的扭矩及其產(chǎn)生的扭應(yīng)力、螺旋槳的推力及其產(chǎn)生的壓應(yīng)力、 螺旋槳及軸系部件 的重量所造成的負(fù)荷及其產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力、 由于軸系安裝時(shí)的彎曲或由于船體變 形彎曲在軸內(nèi)所造成的附加彎曲應(yīng)力及在軸承上所造成的附加負(fù)荷等。此外，軸系還要承受由于主機(jī)工況變化、螺旋槳震動(dòng)、軸系中個(gè)別軸承失載以及主機(jī)或船 體發(fā)生事故所造成的軸系振動(dòng)和由此而產(chǎn)生的附加應(yīng)力及附加負(fù)荷。實(shí)踐證明，為

4、確保軸系長(zhǎng)期安全正常地運(yùn)轉(zhuǎn)， 除在軸系設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證具有足 夠的強(qiáng)度及剛度外，在軸系安裝時(shí)，應(yīng)保證它具有合理的狀態(tài)，使軸系各軸段內(nèi) 的應(yīng)力及各軸承上的負(fù)荷均處在合理的范疇之內(nèi)。經(jīng)理論分析和圣餐實(shí)踐證明，安裝好的軸系，其各軸的應(yīng)力及各軸承上的負(fù) 荷是否合理，除設(shè)計(jì)因素之外，則主要取決于軸系校中質(zhì)量的好壞。 本論文的任 務(wù)是力圖從軸系校中的合理性方面進(jìn)行理論及實(shí)踐的論述。必須指出，有關(guān)軸系設(shè)計(jì)與計(jì)算雖不是本論文研究的范圍， 但軸系校中于軸系設(shè)計(jì)是密切相關(guān)的， 這 兩者應(yīng)協(xié)調(diào)一致、統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，才能確保軸系工作的可靠性。何謂“軸系校中” ？軸系校中就是按一定的要求和方法， 將軸系敷設(shè)成某種 狀態(tài)，處于這種

5、狀態(tài)下的軸系，其全部軸承上的負(fù)荷及各軸段內(nèi)的應(yīng)力都處在允 許范圍之內(nèi)，或具有最佳的數(shù)值，從而可保證軸系持續(xù)正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。顯然，對(duì)船舶軸系校中原理和方法的研究， 及其在生產(chǎn)中的合理應(yīng)用，是提 高船舶建造及其修理質(zhì)量的一個(gè)重要方面，同時(shí)對(duì)提高船舶動(dòng)力裝置安裝工程的 經(jīng)濟(jì)性也很有意義。2校中原理組成船舶軸系的各軸段，通常是用法蘭聯(lián)軸器連接成整根軸系， 由于這些軸 在加工時(shí)規(guī)定其法蘭的外圍與軸頸應(yīng)用同軸，法蘭端面與軸心應(yīng)垂直，故毗鄰兩根軸以其法蘭連接是，如果兩軸的連接法蘭達(dá)到同軸，則此毗鄰的兩根軸亦同軸 （這是把軸作為剛體看待，未考慮軸的撓度及加工誤差）；反之，若兩連接法蘭 不同軸，即存在偏中，則此毗鄰

6、的兩根軸亦不同軸。兩連接法蘭的偏中，通常用“偏移”及“曲折”表示。所謂“偏移” （常用 符號(hào)S表示），是指狼法蘭的軸心線不重合，但平行，如圖2-1a）所示。所謂“曲 折”（常用符號(hào)表示），是指兩法蘭的軸心線交叉成一定角度，如圖 b）所示。 圖c）則示出毗鄰兩法蘭既存在偏移，又存在曲折的情況。圖2-1兩軸連接法蘭的偏移和曲折顯然，在進(jìn)行軸系校中時(shí)，只要逐段地調(diào)節(jié)毗鄰兩軸的位置， 使軸系中每對(duì) 連接法蘭上的偏移及曲折均為零 （即8=0,護(hù)0）,這時(shí)如果忽略法蘭因軸端自重 下垂的影響，則可認(rèn)為像這樣校中好后的軸系具有直線性。然而，在世界校中時(shí)要完全達(dá)到各對(duì)法蘭上的偏移和曲折均為零時(shí)極為困難的，甚至是

7、不可能的，故在按直線性校中時(shí)也允許法蘭上存在很小的偏中值，以保證軸系校中好后基本上仍具有直線性。這樣很小的允許偏中值在以往的有關(guān)規(guī) 范或標(biāo)準(zhǔn)中都曾作過(guò)嚴(yán)格的規(guī)定。3分類在船舶及艦艇的建造和修理中，進(jìn)行軸系校中的方法是多種多樣的。 但就其 基本的原理而論，本人認(rèn)為可劃分為如下三類：按直線性校中原理；按軸承 上允許負(fù)荷校中原理；按軸承上合理（或最佳）負(fù)荷校中原理?，F(xiàn)將目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行軸系校中的一些方法分類，如框圖 3-1所示。按KStt校中用光學(xué)儀校中袪用樣軸校中法按軸!承上允11中1許負(fù)荷校中用測(cè)力計(jì)橈中袪按法蘭上嚴(yán)格攬定的偏中fit校審法I按軸承合理拉遇11校中祛1按繼承上合理貸荷狡中按唏黠針屮

8、1繪法蘭上計(jì)算的允 許怕中值校中檢圖3-1 軸系校中法分類框圖4方法4.1船舶軸系按直線性校中4.1.1軸系按法蘭上嚴(yán)格規(guī)定的偏中值校中法（1）連接法蘭上偏中值的測(cè)量及計(jì)算 用直尺及塞尺測(cè)量偏移、曲折法：A偏移的測(cè)量及計(jì)算：將直尺依次在法 蘭外圓的上、下、左、右四個(gè)部位上緊貼，同時(shí)塞尺在每一個(gè)部位上測(cè)量直尺與 另一法蘭外圓表面之間的間隙值，并分別用a上、a下、a左、a右表示，如圖4-1所示。-官尺，3E尺圖4-1用直尺和塞尺測(cè)量法蘭的偏移、曲折顯然，兩法蘭在垂直平面的偏移值為：S 垂=（a 上 +a 下）/2（ 4-1， a）兩法蘭在水平平面的偏移值為：S 水=（a 左 +a 右）/2（4-1

9、 , b）式中：S垂垂直平面的偏移，mn;S水水平平面的偏移，mm式中在計(jì)算偏移時(shí)，采用上、下、左、右兩部位上測(cè)量值的平均值，即（ a 上+a下）/2或（a左+a右）/2，則可消除兩法蘭直徑加工誤差影響。B曲折的測(cè)量及計(jì)算：用塞尺依次在法蘭端面的上、下、左、右四個(gè)部位上 測(cè)量?jī)煞ㄌm端面之間的間隙值，并分別用b上、b下、b左、b右表示。顯然，在垂直平面的曲折值為：垂=（b 上-b 下）/D（4-2，a）在平面的曲折值為：水=（b左-b右）/D （4-2，b）式中：垂垂直平面的曲折， mm/n;水水平平面的曲折， mm/mD法蘭直徑，m為便于記錄和計(jì)算可列成表格進(jìn)行、如表4-1所示表4-1偏移的測(cè)

10、量及計(jì)算測(cè)量部位間隙偏移mm間隙曲折mm/m垂直平面上a上S垂=（a上+a下）/2b上垂=（b上-b下）/D下a下b下水平 平面左舷a左S水=（a左+a右）/2b左水=（b左-b右）/D右涎a(bǔ)右b右 用兩對(duì)指針測(cè)量偏移、曲折法：當(dāng)軸連接法蘭的直徑較?。ㄐ∮?00mr）或相連接的兩法蘭的直接不等時(shí)，則應(yīng)采用兩對(duì)指針測(cè)量器偏移和曲折才能獲得 較準(zhǔn)確的數(shù)值。這時(shí)，先在法蘭的外圓上對(duì)稱地裝上兩對(duì)指針，如圖4-2所示。測(cè)量時(shí)，將兩軸共同旋轉(zhuǎn)一，并在兩軸旋轉(zhuǎn)前(0)及旋轉(zhuǎn)到90、180、270時(shí)用塞尺進(jìn)行測(cè)量各對(duì)指針之間相應(yīng)的間隙al、bl、cl、di (0時(shí))，a2、b2、c2、d2( 90 時(shí))，a3

11、、b3、c3、di( 180 時(shí))，a4、b4、c4、d4( 270 時(shí)) 等。這時(shí)，在垂直平面的偏移為：3 垂=(ai+ a3) - ( bi+ b3)/4在水平平面的偏移值3水為：3 水=(a2+ a4) - (b2+ b4)/4在垂直平面的曲折0垂為：$垂=(ci+ C3)- (di+ d3) /2S在水平平面的取值0水為：0 水=(C2+ C4)- ( d2+ d4)/2S式中：S為兩個(gè)水平指針的間距，單位為 m 3垂、3水、0垂、0水同(4-1 )及 (4-2)式。為便于測(cè)量和計(jì)算，亦可列成表格進(jìn)行，如表4-2所示。表4-2偏移曲折計(jì)算軸的位置測(cè)量部位偏移指針間隙偏移 mm0 及 1

12、80 上a1b33垂=(a1+ a3) - (b1+ b3) /4下b1a390 及 270右舷a2b43水=(a2+ a4) - (b2+ b4) /4左舷b2a4軸的位置測(cè)量部位偏移指針間隙曲折 mm/m0 及 180 垂直平面上C1d30 垂=(c1+ c3) - (d1+ d3) /2S下d1C390 及 270水平平 面右舷C2d40 水=(C2+ C4) - ( d2+ d4) /2S左舷d2C4(2)連接法蘭上偏中值的嚴(yán)格規(guī)定在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，各國(guó)在按直線性校中軸系時(shí)，對(duì)法蘭上的允許偏中值 都曾作過(guò)嚴(yán)格的規(guī)定，最初對(duì)允許的偏中值規(guī)定極嚴(yán)，即規(guī)定偏移3 0.05mm曲折0= 0.

13、05mm/m實(shí)踐證明，對(duì)法蘭上的偏中值規(guī)定的如此苛刻是沒(méi)有必要 的，不僅在施工中很難達(dá)到，而且給軸系校中安裝以及檢驗(yàn)帶來(lái)許多困難。因此，隨后對(duì)法蘭的允許偏中值的規(guī)定逐步有所放寬：一般規(guī)定3 0.10mm 0 0.15mm/m 而且有些國(guó)家還放寬到 3 0.30mm 0 = 0.30mm/m4.1.2軸系采用光學(xué)儀器校中法(1) 光學(xué)儀器校中原理用于進(jìn)行軸系校中的光學(xué)儀器有兩種類型， 一種是光學(xué)準(zhǔn)直儀，又稱瞄準(zhǔn)儀； 另一種是光學(xué)投射儀，又稱投影儀。采用瞄準(zhǔn)儀進(jìn)行軸系校中時(shí)，用人的眼睛透 過(guò)儀器觀測(cè)目標(biāo)，瞄準(zhǔn)定中；采用投影儀校中時(shí)，目標(biāo)則按儀器所投射的十字線 進(jìn)行定中。(2) 用光學(xué)儀校中減速器法

14、具有減速器的軸系傳動(dòng)裝置，常以先安裝軸系中線定位好的減速器為基準(zhǔn)利 用光學(xué)儀器基準(zhǔn)軸系。為此，應(yīng)按軸系中線先進(jìn)行減速器的校中， 使減速器大齒 輪軸的軸心線與軸系中線重合。 按軸系中線校中減速器法：校中前，在機(jī)艙的后橫隔艙壁上設(shè)置前光靶（帶 有小孔，便于光通過(guò)），在船尾人字架（或尾柱）孔后端設(shè)置后光靶，如圖4-3所示。這兩個(gè)光靶的中心應(yīng)與通過(guò)這兩處的軸系中線（由放樣坐標(biāo)確定）重合。 顯然通過(guò)此兩光靶的直線必然與軸系中線重合。然后按下列步驟進(jìn)行減速器的校 中。1-FS-SP. 2-前普楓齊減凍壽.程射仗圖4-3 減速器校中時(shí)光靶的設(shè)置A光學(xué)儀在減速器大齒輪軸上的定位。將光學(xué)儀用安裝夾具裝在減速器大

15、 齒輪空心軸的首端，如圖4-4所示。為保證以儀器的主光軸與大齒輪的、軸的軸心線重合，在加工安裝夾具時(shí)，其定位盤6的定心凸臺(tái)與緊固儀器兩支架的孔應(yīng) 嚴(yán)格同軸。一投射汶】2安裝夾冥j 緊面螺栓產(chǎn)仆調(diào)節(jié)螺訂$ “減速塞大債超 軸甲定i壓譴& 安裝光覇的托架圖4-4 光學(xué)儀在減速器軸上的安裝B在大齒輪軸上裝好光學(xué)儀器后，用下法檢驗(yàn)儀器主光軸與大齒輪軸的軸心線是否重合。這時(shí)在機(jī)艙后橫隔艙壁上帖一張白紙， 將儀器中的十字線投射到白紙上，如圖4-5所示,第1次投射* 2第2次投射* 3-定位好投射圖4-5光學(xué)儀器按軸旋轉(zhuǎn)中心的定位用筆將此十字線的交點(diǎn)A記在白紙上。然后將大齒輪連同光學(xué)儀器旋轉(zhuǎn) 180, 這時(shí)

16、，如光學(xué)儀的主光軸與大齒輪軸心不重合，再用筆記下B點(diǎn)。平分連接AB的直線得C,并用筆記下。用安裝夾具上的調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整夾具在軸上的位置，使 儀器所在投影的十字線交點(diǎn)與 C重合。再擰緊夾具的緊固螺栓將夾具在軸上固 緊。此后再將大齒輪軸旋轉(zhuǎn)180。，如儀器投影的十字線交點(diǎn)仍與 C點(diǎn)重合，則 說(shuō)明儀器的主光軸已與大齒輪軸的軸中心線重合；否則，需按上述過(guò)程再重合地進(jìn)行一次，使光學(xué)儀在大齒輪軸上精確地定好位。 按基準(zhǔn)光靶校中減速器：按前后兩基準(zhǔn)光靶1和2 （見(jiàn)圖4-3 ）校中減速器的過(guò)程如下：將光學(xué)儀的十字線投影到前光靶上，并穿過(guò)前光靶的中孔同時(shí)投 射到后光靶上。這時(shí)由于減速器尚未調(diào)整，儀器的十字線則不可

17、能與兩個(gè)光靶的 十字線重合，如圖4-6a）所示。軸樂(lè)中繆儀器主迓軸65前基準(zhǔn)光祀詰后基準(zhǔn)光靶.3-后端調(diào)節(jié)蛭栓前端謂節(jié)螺栓 A光學(xué)投就儀$堿連器圖4-6按基準(zhǔn)光靶校中減速器過(guò)程用裝在減速器后端的調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整減速器的位置，使儀器投射的十字線與前 端光靶1上的十字線重合，如圖4-6b）所示。再用裝在減速器前端的調(diào)節(jié)螺栓 調(diào)整減速器的位置，使儀器投射的十字線與后基準(zhǔn)光靶 2十字線重合，這時(shí)儀器 的十字線顯然與前基準(zhǔn)光靶的十字線發(fā)生偏移，如圖4-6c ）所示，但這時(shí)的偏移較之圖4-6a ）情況下的偏離要小得多。同時(shí)，用減速器前后端的調(diào)節(jié)螺栓平 行地移動(dòng)減速器，使儀器所投射的十字線與前基準(zhǔn)光靶的十字線重

18、合。這時(shí)，儀器投射的十字線與后基準(zhǔn)光靶的十字線也會(huì)產(chǎn)生不大的偏移，如圖4-6b ）中的偏離亦小得很多。往下將上述調(diào)整過(guò)程再重復(fù)地進(jìn)行 12次，就可使光學(xué)儀所投 射的十字線與前后兩基準(zhǔn)光靶的十字線同時(shí)重合。由于兩基準(zhǔn)光靶預(yù)先已按軸線 中線定位，故這時(shí)減速器大齒輪軸的軸心線必然與軸系中線重合。此減速器按軸系中線校中好后，就可作為其后校中軸系的基準(zhǔn)。 用光學(xué)儀校中軸系法：用光學(xué)儀校中軸系時(shí)，通常是將儀器裝在與軸系連 接的減速器大齒輪軸上，或裝在主機(jī)曲軸的尾法蘭上，并預(yù)先按軸系中線將減速 器或主機(jī)校中好。這時(shí)光學(xué)儀所投射的十字線就是其后校中軸系各部件的基準(zhǔn)。具有雙軸系裝置的船舶，其尾軸的尾端用人字架軸

19、承支承， 首端用尾軸管前 軸承支承；其中間軸用各自中間軸承支承；推力軸用推力軸承中的徑向軸承支承。 顯然，校中后的軸系狀態(tài)完全由各個(gè)支承的位置所決定。用光學(xué)儀器按直線性校中軸系，通常就是按作為校中基準(zhǔn)的儀器所投射的十字線校準(zhǔn)人字架、尾軸管、 中間軸承、推力軸承等軸系中這些支承部件的位置， 使這些部件上孔的中心線與 儀器的主光軸重合（但應(yīng)考慮油隙的影響）。具體方法如下。A用光學(xué)儀校中人字架：在車間里完全加工好的人字架，利用光學(xué)儀器進(jìn)行校中安裝，則可免除在現(xiàn) 場(chǎng)用專門鏜孔設(shè)備就地進(jìn)行人字架鏜孔。這種工藝在建造小噸位船舶時(shí)常被采 用，其工藝過(guò)程如下：將在車間里已最后鏜過(guò)孔的人字架運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，利用專門的

20、安裝夾具支撐在船 尾安裝部位。如圖4-7所示，在人字架孔中用兩個(gè)定位圓盤同軸裝入一根空心樣 軸，并在空心樣軸的兩端各裝一個(gè)光靶， 光靶的中心經(jīng)調(diào)節(jié)應(yīng)與樣軸的軸心線重 合。樣軸用座子支持，座子用調(diào)節(jié)螺栓及滑板安放在底板上， 底板用支架臨時(shí)連 接在船體上。-人字架/ z-樣軸* a左tk回盤乍4光 耙* 5-座子百-底板鼻支架謁-滑板圖4-7 校中人字架的安裝夾具校中時(shí)，按基準(zhǔn)光學(xué)儀器所投射的十字線調(diào)節(jié)樣軸的位置，直到樣軸兩端光靶的十字線與儀器的十字線同時(shí)重合為止，則此人字架可認(rèn)為已按軸系中線校中 好了。這時(shí)用點(diǎn)焊將人字架焊在船體上，再用光學(xué)儀校驗(yàn)一次人字架的位置后將 人字架與船尾完全焊牢。在焊接

21、時(shí)應(yīng)采取措施防止人字架移動(dòng)和變形。小噸位單軸系船舶的尾柱，在車間內(nèi)最后鏜好安裝尾軸管的孔后， 亦可采用 光學(xué)儀在船體上定位焊接。其工藝如上述安裝人字架的工藝大體相同，故不贅述。大噸位的船舶的人字架及尾柱上安裝尾軸管的孔，通常是在車間內(nèi)進(jìn)行粗 鏜，留下的精加工余量待在船體上裝配焊接好之后，再用專門的鏜孔機(jī)（鏜排） 在現(xiàn)場(chǎng)就地進(jìn)行鏜孔。這時(shí)可按基準(zhǔn)光學(xué)儀的主光軸進(jìn)行鏜桿的定位。當(dāng)人字架、尾柱等部件上的孔的中心線與軸系中心線重合的情況下，則可保證裝入其中的尾軸管或軸承孔的軸心線與軸系中心線重合。B用光學(xué)儀器校中中間軸承：為了將全部中間軸成直線地安裝在軸系中線上， 可將全部中間軸承按基準(zhǔn)光 學(xué)儀器進(jìn)行

22、校中。校中時(shí)，現(xiàn)在安裝中間軸承的基座上裝一個(gè)安裝夾具，如圖 4-8中2所示。在夾具的兩個(gè)可調(diào)節(jié)支架的孔中各裝一個(gè)光靶，光靶中心經(jīng)調(diào)節(jié) 應(yīng)與支架中心線重合。調(diào)節(jié)支架的位置，使其孔中兩個(gè)光靶中心均與基準(zhǔn)光學(xué)儀 的主光軸基本重合。然后從可調(diào)支承架孔中取出光靶，裝入一根空心樣軸，此樣 軸的兩端各同軸地安裝著一個(gè)光靶。將所需校中的中間軸承套在樣軸上（用紙墊 將軸承上部的油隙壓死），如圖4-8左圖所示。然后，再按基準(zhǔn)光學(xué)儀精確校準(zhǔn) 樣軸的位置，使其兩端的光靶中心與儀器主光靶完全重合，則此軸承就達(dá)到了按圖4-8 校中中間軸承的安裝夾具按此法將全部中間軸承逐個(gè)地校中好， 在各軸承下配制墊塊和定位螺栓，并 用基

23、座螺栓將各軸承緊固在基座上。通常在配好墊塊后和用基座螺栓之前再校驗(yàn) 一次樣軸的位置，然后拆去安裝夾具和在基座上緊固軸承。全部中間軸承校中并緊固之后，就可以將中間軸裝入各自的軸承上， 并用法 蘭螺栓連接好整根軸系。C用光學(xué)儀器校中中間軸：對(duì)于空心的中間軸系，尤其是還具有滾動(dòng)中間軸承的軸系 （這種軸系多見(jiàn)于 快艦及軍用艦艇上），可采用基座光學(xué)儀按軸系中線之久校中各段中間軸的校中 方法。校中時(shí)將中間軸承用調(diào)節(jié)螺栓安放在各自的基座上，并按基座光學(xué)儀初步地校中一下。然后將距居住光學(xué)儀最遠(yuǎn)的一根中間軸裝在自己的中間軸承上，按基準(zhǔn)光學(xué)儀的主光軸進(jìn)行校中。再次中間軸中孔的兩端應(yīng)先同軸地個(gè)安裝一個(gè)光 靶。通過(guò)調(diào)

24、節(jié)軸承的位置，使該州兩端的光靶中心均與基準(zhǔn)光學(xué)儀的主光軸嚴(yán)格 重合。這樣就完成了將這根中間軸按軸系中線的校中。 往下則由遠(yuǎn)到近地按此法 盡心其余各根中間軸的校中。全部中間軸校中好后，在所有的中間軸承下配制墊塊，并用定位螺栓將軸承 緊固在基座上。最后將軸用法蘭聯(lián)軸器或液壓套筒式聯(lián)軸器連成整體。4.2 船舶軸系按軸承上允許負(fù)荷校中4.2.1軸系用測(cè)力計(jì)校中法（1）測(cè)力校中原理：軸系采用測(cè)力計(jì)校中法（簡(jiǎn)稱測(cè)力校中），又稱按軸系上世紀(jì)負(fù)荷校中法。 校中時(shí)，通過(guò)用裝在各中間軸承上的測(cè)力計(jì)測(cè)力。并根據(jù)軸承負(fù)荷分布狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)軸承上的實(shí)際負(fù)荷，使各軸承上的負(fù)荷都處在允許值范圍之內(nèi)。按這種方法校中好的軸系不成

25、直線，而具有一定的安裝彎曲，盡管在軸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的彎曲 應(yīng)力，但能確保各軸承上的實(shí)際好、負(fù)荷都處在允許范圍之內(nèi)。這對(duì)于具有滑動(dòng) 式中間軸承的軸系來(lái)說(shuō)，由于這類軸承的易損傷部件是軸承而不是軸，所以可認(rèn)為是一種較為合理的校中方法。（2）長(zhǎng)軸系采用彈簧測(cè)力計(jì)校中法：采用彈簧式測(cè)力計(jì)進(jìn)行長(zhǎng)軸系測(cè)力校中， 是目前在生產(chǎn)中安裝長(zhǎng)軸系的一種 校中方法?，F(xiàn)就用這種方法校中時(shí)的工藝過(guò)程介紹如下。在進(jìn)行測(cè)量校中之前，尾軸及發(fā)動(dòng)機(jī)已安裝好，安裝中間軸承的基座面板也 已進(jìn)行過(guò)加工，所以校中時(shí)可按下列步驟，用彈簧式測(cè)力計(jì)進(jìn)行軸系的測(cè)力校中。 將中間軸承吊放在各自的基座面板上。在個(gè)各軸承的螺栓孔中對(duì)稱地裝兩 個(gè)調(diào)節(jié)螺栓（

26、見(jiàn)圖4-9），以便在校中時(shí)調(diào)節(jié)軸承的位置。圖4-9 測(cè)力計(jì)在軸承上安裝 將中間軸承吊放在各自的中間軸承上。假若按軸系結(jié)構(gòu)每根中間軸只用一個(gè)軸承支持，這時(shí)則需在每根中間軸下增設(shè)一個(gè)臨時(shí)支承。 將整個(gè)軸系按連接法蘭進(jìn)行粗略地校中（這時(shí)用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整軸承的位 置），但中間軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸或減速器軸的連接法蘭則需嚴(yán)格對(duì)中，保證法蘭上的 偏移SW0.1mm曲折w 0.1mm/m以避免由于軸系安裝彎曲而影響發(fā)動(dòng)機(jī)或減 速器的正常工作。軸系初校后，用法蘭連接螺栓將全部軸系連接起來(lái)， 并與發(fā)動(dòng)機(jī)或減速器連 接好。 在每個(gè)中間軸承的螺栓孔中對(duì)稱地裝兩個(gè)測(cè)力計(jì)（見(jiàn)圖 4-9 ）。在軸承蓋 與軸頸之間放入軟墊塊，并擰緊

27、軸承蓋的壓緊螺栓將軸頸在軸承內(nèi)壓死， 以避免 轉(zhuǎn)動(dòng)而影響對(duì)水平負(fù)荷的測(cè)量。 放松軸承上的調(diào)節(jié)螺栓，使測(cè)力計(jì)受力。記錄各軸承左右兩個(gè)測(cè)力計(jì)上的負(fù)荷，計(jì)算每個(gè)軸承上的垂直平面及水平平面上的實(shí)際負(fù)荷。并預(yù)先按公式計(jì)算出中間軸承上垂直平面及水平平面上的允許負(fù)荷范圍。然后，檢查每個(gè)中間軸承上的實(shí)際負(fù)荷是否在允許負(fù)荷范圍之內(nèi)。當(dāng)某軸承上的實(shí)際負(fù)荷超出允許負(fù)荷范 圍內(nèi)時(shí)，則應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)軸承的位置，直到全部中間軸承上的實(shí)際負(fù)荷都符合要求 為止。同時(shí)，為避免由于軸系安裝彎曲在軸內(nèi)引起過(guò)大的彎曲應(yīng)力，在調(diào)節(jié)軸承負(fù)荷時(shí)，應(yīng)使毗鄰軸承上的實(shí)際負(fù)荷值比較接近。為便于校中計(jì)算和作為檢驗(yàn)記錄，可制成專門的表格如表4-3及表4

28、-4所示 表4-3軸承垂直負(fù)荷計(jì)算表（kgf）軸承號(hào)測(cè)力計(jì)負(fù)荷(II+III )軸承重量軸承負(fù)荷（IV V）允許負(fù)荷左右IIIIIIIVVVIVII165055012002109902400740295085018002101590380090017002101490490080817002101490推力軸承16001600320011702030表4-4軸承水平負(fù)荷計(jì)算表（kgf）軸承號(hào)測(cè)力計(jì)負(fù)荷(II+III )軸承重量軸承負(fù)荷（IV V）允許負(fù)荷左右IIIIIIIVVVIVII1650550100900+90W 5502950850100900+903800900100900-9049

29、00800100900+90推力軸承16000160000.010000.0 計(jì)算尾軸管前軸承上的負(fù)荷是否符合要求。 當(dāng)超出允許負(fù)荷范圍（通常是 過(guò)少）時(shí)，則需用圖4-10所示的夾具將中間軸的一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)加到此軸上，并 計(jì)算轉(zhuǎn)加上的附加負(fù)荷應(yīng)符合允許負(fù)荷的范圍。采用夾具調(diào)整尾軸管前軸承上的負(fù)荷時(shí)， 應(yīng)先將中間軸與尾軸的連接法蘭脫 開(kāi)，負(fù)荷調(diào)整好后再將尾軸與中間軸用法蘭螺栓連接好，并復(fù)校一次，中間軸承測(cè)力校中情況。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)整。 軸承經(jīng)測(cè)力校中合格后，在軸承下配制墊塊，最后用基座螺栓將軸承緊固在基座上住寫,煤嵯*薩牲向測(cè)丿計(jì)14-垂向測(cè)力計(jì)圖4-10 調(diào)節(jié)尾軸軸承上負(fù)荷的夾具 若軸系的測(cè)

30、力校中時(shí)在船臺(tái)上完成的， 在船下水后應(yīng)松開(kāi)軸系與發(fā)動(dòng)機(jī)或 減速器的連接法蘭，檢查這對(duì)法蘭上的偏移和曲折是否超過(guò)的允許范圍，否則應(yīng)作必要的校正。（3）短軸系采用測(cè)力計(jì)算校中法： 短軸系由于軸系的韌性差、剛性大，在尾軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸中不大的情況下， 也會(huì)在 有關(guān)軸承上引起很大的附加負(fù)荷你、，以及在軸內(nèi)引起很、很大的彎曲應(yīng)力。故 對(duì)短軸系的校中應(yīng)嚴(yán)格控制各軸系上的附加負(fù)荷，使之不超過(guò)允許范圍。422軸系按法蘭上計(jì)算的允許的偏中值校中法（1）校中原理：軸系按法蘭上計(jì)算的允許偏中值校中的實(shí)質(zhì)，就是用數(shù)學(xué)計(jì)算的方法根據(jù)軸 承上的允許負(fù)荷確定連接法蘭上偏中值一一即偏移、曲折的允許范圍，校中時(shí)只要使各法蘭上的偏移

31、曲折、都處在允許范圍之內(nèi)，則可保證各軸承上的負(fù)荷處于 允許的范圍之內(nèi)。（2）長(zhǎng)軸系校中允許偏中值的校中工藝主要內(nèi)容按法蘭上計(jì)算的允許偏中值校中長(zhǎng)軸系的工藝內(nèi)容只要有如下幾點(diǎn)： 將中間軸承用調(diào)節(jié)螺栓安置在基座上，將各根中間軸吊放在各自的軸承 上。如每根中間軸只有一個(gè)中間軸承時(shí)，應(yīng)預(yù)先增設(shè)一個(gè)臨時(shí)支承。 計(jì)算連接法蘭上偏移、曲折值的允許范圍，并繪制成允許偏中線圖。檢查 各軸承的設(shè)計(jì)負(fù)荷，如出現(xiàn)負(fù)荷小于 0.5P的軸承，貝U應(yīng)求出修正系數(shù)，對(duì)所允 許偏中值進(jìn)行修正。 已安裝好的尾軸（或發(fā)動(dòng)機(jī)軸、減速器軸）的法蘭為基準(zhǔn)，用直尺一一塞 尺或兩隊(duì)指針?lè)?，由船尾至船首（或由船首至傳船尾）逐段地按法蘭上允許的

32、偏 移、曲折值調(diào)節(jié)中間軸（即中間軸承）的位置，使所有連接法蘭上的偏移、曲折 值都處于允許范圍之內(nèi)。在測(cè)量偏移、曲折時(shí)，應(yīng)考慮法蘭端因自重下垂的影響。 通常，當(dāng)軸承在距法蘭端面0.200.25l （I為軸的長(zhǎng)度）時(shí)，下垂量為最小，故 可不予考慮。否則，應(yīng)求出偏移、曲折的修正值。必須指出，中間軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸或減速器軸的連接法蘭處的對(duì)中要求較之中間軸各連接法蘭嚴(yán)格得多，通常規(guī)定 SW 0.050.10mm, w 0.100.15mm/mo否 則，在偏中值過(guò)大的情況下， 將會(huì)引起曲軸臂距差不允許的變化或減速齒輪不正 常嚙合。 軸系按法蘭上的允許偏中值將各段的位置調(diào)節(jié)好之后， 在各軸承上配制墊 塊，并用某

33、座螺栓將軸承緊固在基座上。 經(jīng)復(fù)核各連接法蘭上的偏中值仍符合計(jì)算值的允許范圍時(shí)， 用法蘭螺栓將 軸系連接起來(lái)。（3）短軸系校中允許偏中值的校中工藝由于短軸系韌性小而剛性強(qiáng)， 對(duì)軸的偏中很敏感， 故短軸系的校中質(zhì)量主要 取決于尾軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸 （或減速器） 的同軸度大小。 短軸系按法蘭校中時(shí)允許偏 中值的計(jì)算方法比較麻煩，在生產(chǎn)中使用不方便，故目前已為其他方法所取代。 4.3 軸系合理校中所謂合理校中， 其實(shí)質(zhì)是在遵守規(guī)定的軸承負(fù)荷、 應(yīng)力、轉(zhuǎn)角等限制條件下， 通過(guò)校中計(jì)算以確定各軸承的合理位置， 將軸承安裝成規(guī)定的曲線狀態(tài)， 以達(dá)到 使各個(gè)軸承上的負(fù)荷合理分配。此法在有的文獻(xiàn)中亦稱為“軸系最佳校

34、中” 。這種方法較之常用的各種校中方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于， 校中計(jì)算在船舶軸系技 術(shù)設(shè)計(jì)階段已介入， 成為軸系設(shè)計(jì)工作的一環(huán)， 實(shí)現(xiàn)了軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軸系校中 的緊密結(jié)合（設(shè)計(jì)、工藝一體化） ，故能較好地改善軸系各個(gè)軸承，尤其是可以 大為改善尾軸管軸承和減速器大齒輪軸軸承的負(fù)荷狀況，提高軸系的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。4.3.1 計(jì)算方法進(jìn)行軸系合理校中的計(jì)算時(shí)， 是將軸系視為放置在多個(gè)剛性鉸鏈支座上的連 續(xù)梁，故可用求解平面桿系的工程力學(xué)理論， 求各支座上的反力及各指定截面上 的彎矩、 剪力、撓度和轉(zhuǎn)角等參數(shù)。 目前已應(yīng)用三彎矩法、 有限元法和遷移矩陣 法，并按照最優(yōu)化理論求取上述各項(xiàng)參數(shù)的合理值或最佳值。由于軸

35、系中各軸段（如尾軸、中間軸、推力軸、推力軸、發(fā)動(dòng)機(jī)軸等）的直 徑不同，故在進(jìn)行校中計(jì)算時(shí)， 應(yīng)計(jì)及各軸段截面變化的影響， 以保證計(jì)算精度。4.3.2 計(jì)算內(nèi)容 根據(jù)軸系校中計(jì)算的要求，校中計(jì)算的主要內(nèi)容和步驟可包括如下： 進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)要素的處理，建立軸系計(jì)算的物理模型； 計(jì)算按直線校中時(shí)軸系各支座處的彎矩、反力、撓度及截面轉(zhuǎn)角； 計(jì)算能表征軸承負(fù)荷與位移關(guān)系的軸承負(fù)荷影響數(shù) （必要時(shí)也計(jì)算彎矩影 響數(shù)）； 根據(jù)給定的約束條件， 用線性規(guī)劃法或試錯(cuò)法確定軸承的最佳位置或合理 位移量； 根據(jù)軸承位移計(jì)軸承負(fù)荷影響數(shù)求出軸承上的實(shí)際負(fù)荷； 根據(jù)軸承最佳或合理位移量， 計(jì)算軸系有關(guān)連接法蘭上允許的偏移

36、、 曲折 值； 計(jì)算當(dāng)采用頂舉法檢驗(yàn)軸承負(fù)荷時(shí)的軸承負(fù)荷頂舉系數(shù)5 軸系校中狀態(tài)的檢查5.1 軸系中心線偏差度的檢查軸系實(shí)際中心線與軸系理論中心線的偏差即為軸系中心線的偏差度。5.1.1相鄰軸系連接法蘭的性對(duì)位置軸系中心線發(fā)生彎曲變形將會(huì)影響傳動(dòng)軸之間連接法蘭的相對(duì)位置的變化， 使連接法蘭處產(chǎn)生偏移和曲折。圖5-1示出相鄰軸連接法蘭處四種相對(duì)位置的情 況： 圖5-1 連接法蘭的相對(duì)位置圖(a)為相鄰軸兩法蘭中心線同軸，即相鄰軸同軸，法蘭處的偏移值S和曲 折值均為零；圖(b)為相鄰軸兩法蘭中心線不同軸但平行，即相鄰軸軸心線平行，只發(fā)生 偏移，法蘭處的偏移值 3工0,但曲折值 =0;圖(c)為相鄰

37、軸兩法蘭中心對(duì)準(zhǔn)，但中心線相交成一定角度，即相鄰軸軸心 線相交，只發(fā)生曲折，法蘭處的曲折值工0，但偏移值S =0;圖(d)為相鄰軸兩法蘭中心不對(duì)準(zhǔn)且中心線相交成一定角度，即相鄰軸軸心 線相交，同時(shí)發(fā)生偏移和曲折，法蘭處的偏移值3工0，曲折值工0此種現(xiàn)象是通常發(fā)生的情況。由于軸系的實(shí)際變形難以直接檢測(cè)，所以通過(guò)測(cè)量軸系各對(duì)法蘭上的偏移值 和曲折值，或者采用光學(xué)儀器來(lái)檢驗(yàn)軸系中心線的偏差度。來(lái)了解軸系的實(shí)際變形情況。5.1.2 偏移值和曲折值的測(cè)量和計(jì)算相鄰軸兩連接法蘭的軸心線不同軸但平行的現(xiàn)象稱為偏移，偏移的數(shù)值稱偏移值，用符號(hào)S表示；相鄰軸兩連接法蘭的軸心線相交的現(xiàn)象稱為曲折，相交角使的大小稱

38、為曲折值，用符號(hào) 表示。測(cè)量偏移值3、曲折值的方法有以下 兩種。(1) 直尺一塞尺法采用鋼直尺和塞尺測(cè)量相鄰軸連接法蘭上的偏移值和曲折值。測(cè)量時(shí)，將直尺依次緊貼于法蘭的外圓面的上、下、左、右4個(gè)位置上，用塞尺依次測(cè)量直尺與另一個(gè)法蘭外圓面的間隙Z上、Z下、Z左、Z右4個(gè)數(shù)值，如圖5-2(a)所示。通過(guò)以下公式計(jì)算求出偏移值3。（a）jl尺窒尺法（b）指針?lè)▓D5-2 偏移值和曲折值的測(cè)量方法在垂直平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭上的偏差值S丄為：S丄=（Z上+Z下）/2在水平平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭偏移值S _為：S _= （Z 左 +Z右）/2用塞尺分別在相鄰軸連接法蘭的上、下、左、右4個(gè)位置測(cè)量?jī)煞ㄌm端面之

39、 間的間隙丫上、丫下、丫左、丫右4個(gè)數(shù)值。通過(guò)以下公式計(jì)算求出曲折值/在垂直平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭的曲折值$丄為丄=（丫上-丫 下）/D mm/m在水平平面內(nèi)相鄰軸連接法蘭的曲折值 社為社=（丫 左-丫 右）/Dmm/m式中，D法蘭直徑，mm在修造船中，直尺一塞尺法應(yīng)用較多。此法簡(jiǎn)單、方便、靈活，但精度較低。 尤其在法蘭外圓面、端面腐蝕、粗糙時(shí)或兩法蘭直徑不等時(shí)精度就更低，甚至無(wú) 法測(cè)量。（2）指針?lè)▽蓪?duì)指針對(duì)稱地安裝在相鄰軸兩法蘭的外圓上測(cè)量偏移值和曲折值，如圖5-2（b）所示。測(cè)量時(shí)將相鄰兩根軸同時(shí)、同方向、同角度回轉(zhuǎn)， 每轉(zhuǎn)90o用塞尺分別測(cè)量?jī)蓪?duì)指針間的徑向間隙 Z和軸向間隙丫。上、下

40、兩對(duì)指 針?lè)謩e以注腳1和2標(biāo)記，可測(cè)得垂直方向 Z1上、Z1下、Z2上、Z2下，丫1上、丫1 下、Y2上、丫2下和水平方向Z1左、Z1右、Z2左、Z2右，Yi左、Yi右、Y2左、丫2右間 隙。依下式計(jì)算出垂直平面內(nèi)的偏移值S丄和曲折值丄：S 丄=（Z 1 上 +Z1 下）-（Z 2 上 +Z2 下）/4mm丄=（y 1 上 +1 下）-（Y 2 上 +2 下）/2Dmm/m水平平面內(nèi)的偏移值S _和曲折值 社：S _=（Z 1 左+Z1 右）-（Z 2 左 +Z2 右）/4mm肛=（y 1 左 +Y1 右）-（Y 2 左 +Y2 右）/2Dmm/m指針?lè)y(cè)量精度較高，當(dāng)法蘭外圓腐蝕或兩法蘭直徑

41、不等時(shí)采用指針?lè)y(cè)量 可保證精度，但操作較麻煩。5.1.3 用相鄰軸連接法蘭上的偏中值檢驗(yàn)軸系中心線的偏差度相鄰軸連接法蘭上的偏中值是其偏移值和曲折值的統(tǒng)稱。檢驗(yàn)修理船舶的軸系中心線偏差度是采用直尺一塞尺法或指針?lè)ㄋ@得的軸系各對(duì)法蘭上的偏移 值和曲折值來(lái)衡量。檢驗(yàn)步驟如下：(1) 設(shè)置臨時(shí)支承。通常軸系的每節(jié)中間軸用一個(gè)中間軸承支承，測(cè)量偏中值需拆去法蘭連接螺拴，所以應(yīng)增設(shè)臨時(shí)支承，以支承中間軸。臨時(shí)支承的位置 應(yīng)以使軸自重所引起的附加偏移值 附加曲折值 最小為原則。圖5-3為 臨時(shí)支承位置距法蘭端面的距離太近或太遠(yuǎn)，均使軸自重的影響較大，即 3、 均較大。所以，一般在距法蘭端面(0.18-0.22)L ( L為中間軸長(zhǎng)度)處加設(shè)臨時(shí)支承，或依設(shè)計(jì)圖紙加設(shè)臨時(shí)支承。(O.E-O.225L(0. 8-0. 22) L(b)軸自重的影響(a)臨時(shí)支承的位置圖5-3臨時(shí)支承的位置及其影響(2) 拆去法蘭連接螺栓。加設(shè)臨時(shí)支承后，拆去軸系各對(duì)法蘭上的連接螺栓。如兩法蘭用中心凸起定位，應(yīng)在拆去螺栓后使兩法蘭脫開(kāi)，中間有0.5-1.0mm 的間隙。若連接螺栓銹死，應(yīng)設(shè)法拆除，但一定要保護(hù)螺栓孔的螺紋精度。(3