試析全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)裝置軸系的安裝過程

朱燕龍

（安達(dá)船舶修造廠，海南 三亞 572018）

0 引言

船舶推進(jìn)系統(tǒng)主要是把主機(jī)輸出的扭矩向螺旋槳進(jìn)行傳遞，螺旋槳產(chǎn)生的推力向船體進(jìn)行傳遞，以推動船舶運(yùn)動。軸系位于主機(jī)與螺旋槳之間，起著連接它們的紐帶橋梁作用。軸系安裝質(zhì)量直接影響到船舶運(yùn)行過程中的功率損失和船體振動[1]。在船舶軸系安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格按要求設(shè)計布置，制定合理的軸系安裝工藝確保安裝質(zhì)量。全回轉(zhuǎn)舵槳傳動軸系是一種不同于常規(guī)軸系的Z型傳動，它是處于不同的軸線上的連接，既包含有水平方向和垂直方向的兩種數(shù)值，其安裝的理論基礎(chǔ)是萬向軸折角相等，運(yùn)動過程中可避免角速度周期性離心力引起的振動。因此全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)裝置軸系的安裝過程中應(yīng)制定一套完整且符合船廠實際的安裝工藝，以滿足施工需要。

1 舵槳軸系的安裝的原則思路

全回轉(zhuǎn)舵槳傳動裝置利用雙主機(jī)、雙軸系、尾部受力傳動方式。兩臺主機(jī)分別經(jīng)高彈聯(lián)軸節(jié)、短軸、萬向軸、中間軸及離合器至舵槳輸入軸。安裝前需要了解總體設(shè)計有關(guān)圖紙：總布置圖、線型圖、基本結(jié)構(gòu)圖、肋骨線型圖及機(jī)艙布置圖、軸系布置總圖等作為軸系安裝的準(zhǔn)備工作[2]。

全回轉(zhuǎn)舵槳傳動軸系是一種不同于常規(guī)軸系的Z型傳動軸系，它是處于不同的軸線連接，其中涵蓋了兩類數(shù)值，即水平及垂直方向數(shù)值，安裝布置傳統(tǒng)軸系的理論就是保證全部萬向軸折角相同，這個要求是萬向軸的基本原理，其主要是避免出現(xiàn)角速度周期性不等而一番的離心振動。安裝找正時，應(yīng)以固定舵槳離合器軸線為基準(zhǔn)，從舵槳到主機(jī)進(jìn)行軸系找正，通過測量已定位法蘭與待定位設(shè)備法蘭的鋸齒形值、偏移值和軸向距離，判斷設(shè)備位置是否符合設(shè)計要求，進(jìn)而明確調(diào)整方向和調(diào)整量。曲折值主要用于控制被定位設(shè)備的軸線中心線與被定位設(shè)備軸線的夾角；偏移值主要用于控制被定位設(shè)備軸線中心線與被定位設(shè)備軸線的相對位置，包括了水平及垂直偏差；軸向距離主要用于控制被定位設(shè)備的軸心線與被定位設(shè)備的軸向距離。舵槳軸系的安裝的原則思路是從后往前安裝，先完成初步定位再實施精準(zhǔn)安裝。

2 舵槳軸系安裝的條件

在明確安裝思路后，首先確定軸系安裝的基本條件，安裝軸系可在船塢（船臺）或船舶下水后進(jìn)行，但需具備以下安裝條件：①機(jī)艙工作區(qū)主甲板上下構(gòu)件與軸系的焊接，影響船體的強(qiáng)度焊接，并完成了熱工校正；②機(jī)艙及軸系附近雙底、油水柜密封試驗已完成并穩(wěn)定24小時；③順利完成了和軸系有關(guān)的全回轉(zhuǎn)裝置底座、主機(jī)底座、中間軸底座焊接；④測量船體基線變化的數(shù)據(jù)應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定要求；⑤確保船內(nèi)的安靜，并將敲擊與振動等工作停止；⑥若船舶下水后安裝軸系時，應(yīng)浮在靜止或風(fēng)浪不大的水面上，避免遭受風(fēng)浪的嚴(yán)重沖擊，船舶應(yīng)調(diào)到最常見的負(fù)壓狀態(tài)，這樣可以有效減少船體變形誤差，調(diào)整船舶使其處于正浮狀態(tài)（橫順需低于0.5°，艏艉吃水差小于200mm）。

3 舵槳軸系安裝過程

3.1 初拉線（或激光）校中

①首先需要把舵槳裝置按設(shè)計要求安裝于船體，利用舵槳裝置離合器軸心線作為基準(zhǔn)，從后往前至主機(jī)輸出法蘭中心拉鋼絲繩，折角處中間軸承在軸承底座上可上下、左右調(diào)節(jié)；②鋼絲繩的選取可采用直徑為0.60mm～1.00mm沒有銹跡、沒有扭曲鋼絲，鋼絲繩自由調(diào)節(jié)端采用吊重或拉力計；③吊重或拉力計的重量應(yīng)根據(jù)鋼絲繩直徑選取50㎏～75㎏；④使用基準(zhǔn)靶調(diào)整鋼絲位置，保證鋼絲能在各中間軸承中心點(diǎn)通過；⑤這時，軸系的理論中心線就是拉緊的鋼絲；⑥由基準(zhǔn)點(diǎn)開始測量并記錄相關(guān)參數(shù)，要求軸線長度距離偏差應(yīng)控制在2mm，軸線左右的偏差應(yīng)控制在1mm，高度偏差應(yīng)控制在1mm；⑦充分結(jié)合拉線的結(jié)果，明確中間軸承座位置，并進(jìn)行中間軸承座的初步定位調(diào)整；⑧充分結(jié)合拉線的結(jié)果，明確主機(jī)的位置，在進(jìn)行主機(jī)座的初步定位調(diào)整，主機(jī)曲軸中心線船體基線夾角應(yīng)滿足要求，否則應(yīng)對軸系中心線進(jìn)行重新調(diào)整；⑨待每一項檢驗都符合滿足要求后，應(yīng)檢查復(fù)核各調(diào)整墊板是否滿足設(shè)計厚度要求，此時軸系的初步定位安裝結(jié)束[3]；⑩采用激光校中時，需在合適的位置設(shè)置光源及定位光靶，校中方法不再做介紹。

3.2 軸系精確安裝

3.2.1 軸承在軸上的安裝

在初步校中完成后需將軸系短軸及中間軸的軸承定位安裝在軸上，安裝前需用塞尺檢查軸承自然狀態(tài)下的游隙值，該數(shù)值為制造游隙，將軸承套裝在軸的相應(yīng)位置上，通過整定套及固定螺母將軸承緊固，軸承的緊固程度可通檢查游隙值來判定。

3.2.2 萬向軸的定位

為使安裝后軸線的傾斜角度、主機(jī)軸線及各調(diào)整墊塊的厚度滿足設(shè)計要求，需進(jìn)行萬向軸的對中調(diào)整，這里提供了一種稱為“測量桿”的工具。這種裝置分別有K1、K2、K3、K4等的標(biāo)準(zhǔn)長度，并且測量桿裝置必須能與主機(jī)高彈性聯(lián)軸器法蘭、舵槳輸入法蘭（或離合器輸入法蘭）同中間軸法蘭連接，每套4個件。測量桿安裝時，需保證長度及位置擺放的正確性，從而便于萬向軸安裝時便于下落至正確位置。

采用“測量桿”檢查調(diào)整萬向軸的一般步驟及要求：①俯視方向調(diào)整：移動中間軸兩端軸承座使“測量桿”的兩尖對準(zhǔn)；②側(cè)視方向調(diào)整：調(diào)整兩端軸承座可調(diào)節(jié)螺釘，使“測量桿”對準(zhǔn)；根據(jù)已精確定位的主機(jī)、離合器及舵槳的安裝位置、調(diào)整“測量桿”長度。重要的是使保證每件萬向軸的長度一致，調(diào)整時允差為規(guī)定允差的一半；③調(diào)整“測量桿”長度至最小，同時可以對中間軸的所有軸承進(jìn)行調(diào)整，但必須保持兩端軸承座位置不變；④使“測量桿”的尖端盡可能靠近并對準(zhǔn)。轉(zhuǎn)動時尖端允差最大為 1mm。在俯視方向中軸線不同軸變最大2mm（包括“測量桿”尖的擺動）。檢查K1到K4的長度，允差滿足規(guī)定；⑤轉(zhuǎn)動各軸，檢查所有4個法蘭的跳動量，X、Y值不超過0.05mm。

3.2.2 固定軸承座

萬向軸定位完成后，進(jìn)行中間軸承固定墊塊的安裝，固定墊塊為軸承座與座板的高度差值，一般采用整體鋼墊塊，因每一塊固定墊的具體高度和理論高度可能存有誤差，在加工每一塊固定墊片都應(yīng)該編號，防止安裝出現(xiàn)錯誤，安裝時將墊塊卡緊在基座上面，利用0.1mm的塞尺檢查上部間隙應(yīng)插不進(jìn)為合格，上部涂色檢查25mm×25mm，應(yīng)超過3～4個點(diǎn)，反之則應(yīng)進(jìn)行重新驗配，使其滿足要求。焊定墊塊對稱點(diǎn)，然后對稱焊牢。現(xiàn)場對軸承座進(jìn)行鉸孔，軸承座緊固之后利用0.05mm的塞尺進(jìn)行檢查，應(yīng)塞不進(jìn)，軸承座兩側(cè)鉆孔安裝定位銷。清潔檢查軸承，并為其注入軸承指定的潤滑脂[4]。

4 全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)裝置的主機(jī)定位安裝

主機(jī)初步定位后，利用已精確定位安裝的短軸，采用百分表對主機(jī)定位安裝，完成以下工作：①轉(zhuǎn)動短軸，詳細(xì)測量了主機(jī)短軸法蘭和高彈性聯(lián)軸器的跳動量，調(diào)整了主機(jī)頂升螺栓和墊塊，以保證主機(jī)輸出法蘭和短軸徑向及軸向跳動量滿足規(guī)定要求；②校中調(diào)整完成后，可開展主機(jī)墊塊的加工制作，墊塊的制作、安裝與中間軸承墊塊相似；③鉸孔安裝主機(jī)中全部地腳螺栓，認(rèn)真參照主機(jī)安裝圖紙，均勻緊固地腳螺栓，由中間位置兩側(cè)先進(jìn)行預(yù)緊，隨后預(yù)緊最前面和最后面螺栓，等完成所有螺栓的預(yù)緊工作后，當(dāng)螺栓依次擰緊到規(guī)定的扭矩值時，需將擰緊力矩允許誤差合理控制在±5%。

5 萬向軸安裝

萬向軸安裝前，萬向軸自身法蘭和與之連接的法蘭面均需清洗。即：連接面和定位面必須去除毛刺、灰塵、油漆和油脂。連接法蘭的軸向和徑向跳動公差需在許用范圍值內(nèi)，否則可能影響萬向軸的正確運(yùn)行。為確保運(yùn)行平穩(wěn)，萬向軸已完成動平衡檢查，附在傳動軸鋼管上或關(guān)節(jié)處的平衡塊不能去掉，它們對萬向軸的運(yùn)轉(zhuǎn)消除振動必不可少。同樣的原因，萬向軸的關(guān)節(jié)不能互換。安裝萬向軸時，必須注意：確保所刻指示的箭頭位置相同，使得兩個關(guān)節(jié)位于同一平面內(nèi)，以達(dá)到良好的運(yùn)動[5]。必須對每一根連接螺栓用扭矩扳手檢查擰緊力矩，至此整個全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)裝置軸系安裝過程完成。

6 結(jié)語

總的來講，在進(jìn)行全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)裝置軸系的安裝過程中，應(yīng)充分結(jié)合實際特點(diǎn)進(jìn)行安裝。舵槳作為操縱靈活且運(yùn)行非常可靠的船舶推進(jìn)裝置，良好的安裝可滿足船舶在航行中不會發(fā)生振動及異常溫升。