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摘要:船舶轴系主要由螺旋桨、尾轴、尾轴承、中间轴、中间轴承以及主机等组成。轴系是船舶最重要的组成部分之一,其校中是船舶修造过程中非常之重要的一个环节。随着大型船舶修造的增多,负荷法轴系校中被国内外各个船舶修造厂广泛采用。本文将结合本人多年来使用负荷法轴系校中进行修造船工作时,发现的问题和取得的经验加以归纳和总结。
关键词:轴系校中、负荷法、注意事项
中图分类号:[U676.5]文献标识码: A 文章编号:
一、国内外技术水平及公司发展现状
轴系的负荷法找线是一种较为合理的轴系校中方法。可使轴系中轴承受力更加合理。我厂以前所修船舶主要是公司内部船舶,相对比较固定,轴系较为简单。2000年后,随着我厂对外修船业务的不断扩展,我厂承修了多条俄罗斯大型加工母船,这些船的轴系都比较复杂。传统的找线方法已不实用。所以我们查阅了多种相关资料,结合船厂的实际情况,制定了简单、易行、实用的找线方案,取得了较好的效果。
二、负荷法轴系校中具体工艺过程
1.轴系检查
在使用负荷法对轴系进行校中检查恢复前,我们首先要对整个轴系进行一次全面的检查。
检查各个轴承是否有损坏情况,如有必要可以进行着色或者磁粉探伤,对有损坏和裂痕的进行维修恢复;
对轴进行外观检查,对重要部位可以根据具体情况选择着色或者磁粉探伤检查;
检测轴的跳动量;
对轴和轴承的配合进行测量检测,对超过极限间隙的进行维修恢复;
2.前期准备工作
①千斤顶的选取,为保证质量应尽量新购千斤顶使用,如果不能購置新的千斤顶也应选取工作状态平稳读数准确的液压千斤顶;
②选取百分表并在需要校中的轴承旁制作百分表座,百分表要保证工作平稳读数准确,百分表座要保证稳定
3.轴系校中检测
①停止所有震动作业,按计算要求在规定位置安置液压千斤顶并在对应位置上放置百分表。
②松开中间轴承的上轴承瓦,让千斤顶将中间轴缓慢顶起,注意观察记录液压千斤顶的压力升高量和对应的百分表读数(通常油压每升高2Mpa进行一次记录),轴的抬升要一直持续到轴与被测轴承完全脱开时为止;
③缓慢的释放油压,让中间轴慢慢回落,注意观察记录液压千斤顶的压力升高量和对应的百分表读数(通常油压每降低2Mpa进行一次记录),该过程需要持续到轴完全落座轴承为止;
据测量过程中所记录的数据绘制顶举曲线
根据顶举曲线进行负荷法轴系校中计算
计算公式如下: R=A*P
注:
R表示轴承是实际负荷
P表示顶举压力
A表示千斤顶活塞液压工作面的表面积
4.校中数据比对
依次计算出各个轴承的负荷后,对测量数据和理论负荷数据进行比对,对超出或者低于要求范围的轴承进行适当的调整,最后得出符合船东、船检要求的能够满足实际要求的标准轴系技术指标
三、负荷法轴系校中注意事项
虽然负荷法轴系校中的工艺已经比较完善,整个测量校中过程相对固定。但测量的过程中在某些细节上仍然有可能造成列数据不准确数据,而数据的不准确将会造成轴系校中偏差。基于这个原因,本人结合多年来在修船过程中进行现场轴系校中的经验,将需要注意的问题总结如下:
当油缸泄油到某数值时要稍等再去读取数据,防止产生千斤顶进行减压时,百分表与千斤顶数据不同步,造成百分表读出的数据反映出与真实数据不相符,产生不必要的误差。
轴系校中前百分表应当校准归零,此时千斤顶与被测轴应该刚好接触且被测轴未有丝毫顶起。
轴系校中的工作现场环境要整洁安全,应保证不受振动以及高分贝噪声干扰。
安置液压千斤顶时应当注意周围的船体结构情况,对强度较低容易变形以至于造成数据不准确的部位,进行适当的处理以消除数据误差。
对液压千斤顶活塞的油缸工作面积要进行检测核实,千斤顶的压力表必须为计量检测合格的。
测量中间轴顶升过程位移量的数值所选用的百分表亦须经计量室鉴定,百分表安装位置与泵中心在同一截面上,且通过垂直中心。百分表安装须与轴系隔离,且不受外界因素(如人员行走的干扰)。
轴承负荷测试时,应将轴承盖吊起,以防止碰撞摩擦等影响测量精度。
轴承负荷检测时,除了液压千斤顶压力每变化2Mpa记录一次数据外,轴的位移没变化0.01mm时也应当对数据进行一次记录,以便绘制出更加准确的顶举曲线。
9.根据实际情况可以制作一个专用的顶举曲线绘制软件,这样绘制出的顶举曲线精度将大大的高于手工绘制,得出的结果也将更加的准确。
四、实际应用
以俄罗斯加工母船“雷巴克”轴系找线为例,对此方法加以介绍。修理前3号轴承已经化瓦。首先测量各法兰处的跳动量均在0.10mm以内,说明轴未出现弯曲。对轴颈进行研磨、轴承重新挂瓦后就进行找线工作。
1. 绘制顶举曲线
顶举曲线是轴位移量与千斤顶负荷的关系曲线。测量时,千斤顶将轴慢慢顶起,直至轴与被测轴承完全脱开,在顶轴过程中,记录百分表上轴的升高量和对应的千斤顶负荷大小。同样,千斤顶卸载时轴慢慢回落,直至完全落座轴承,记录百分表与千斤顶的对应值,如表1,依照记录数据绘制顶举曲线,如图1。
表1:千斤顶负荷表
顶举曲线分析
Oab为千斤顶泵油将轴顶起的上升曲线,cdO为千斤顶泄油轴落座轴承的下降曲线,此二曲线理应重合,但因百分表、千斤顶和轴的内阻耗功使下降曲线滞后。Oa曲线段是轴从开始被顶起到与轴承完全脱离的过程,dO曲线段是轴开始下降与轴承接触到完全落座(千斤顶不承力)的过程。此二阶段中,轴上升和下降均使轴与轴承实际接触点不断变化,千斤顶与轴承支点间的距离也不断变化,因此造成对轴承负荷影响的变化。直线段ab和cd时轴与轴承脱离后继续上升和下降的过程,此时轴上升和下降与轴的支点无关,所以对轴承负荷无影响,但直线段反映了千斤顶处轴位移与千斤顶负荷的线性关系。延长二直线段与横坐标相交,交点A、B即为轴的顶升量(位移)为零时千斤顶代替被测轴承所承受的负荷,因上升线与下降线不重合而使千斤顶负荷有两个值,故千斤顶负荷应为A、B的平均值,然后通过平均值计算轴承负荷,与理论负荷进行比较。
依据图2可以得出平均压力为5.6MPa,由于采用的液压千斤顶活塞面积为50 cm2,因此计算轴承负荷为:56×50=2800kg=2.8kN,与理论值3.6KN±0.25kN不符。
依据各轴承的理论负荷将各轴承做以适当调整,调整后测量结果,如表2。
表2:斤顶负荷表
依据图2可以得出平均压力为7.1MPa,由于采用的液压千斤顶活塞面积为50 cm2,因此计算轴承负荷为:71×50=3550kg=3.55kN,符合理论值3.6kN±0.25KN,因此调整后的轴承负荷要求。
3. 经检测、使用,主要技术指标达标情况
经系泊试验,各项技术指标均满足要求,经过使用未发生异常现象,最后得到船东、船检的认可。
五、总结
船舶推进装置轴系是决定船舶能否正常工作运行的主要因素,良好的轴系是船舶生产运营的重要保证。轴系校中不良将会引起一系列的工作故障,甚至将会对船舶主机造成损害,将会严重的印象船舶的正常工作。因此,结合本文的简单叙述对轴系进行负荷法校中是非常必要的。
关键词:轴系校中、负荷法、注意事项
中图分类号:[U676.5]文献标识码: A 文章编号:
一、国内外技术水平及公司发展现状
轴系的负荷法找线是一种较为合理的轴系校中方法。可使轴系中轴承受力更加合理。我厂以前所修船舶主要是公司内部船舶,相对比较固定,轴系较为简单。2000年后,随着我厂对外修船业务的不断扩展,我厂承修了多条俄罗斯大型加工母船,这些船的轴系都比较复杂。传统的找线方法已不实用。所以我们查阅了多种相关资料,结合船厂的实际情况,制定了简单、易行、实用的找线方案,取得了较好的效果。
二、负荷法轴系校中具体工艺过程
1.轴系检查
在使用负荷法对轴系进行校中检查恢复前,我们首先要对整个轴系进行一次全面的检查。
检查各个轴承是否有损坏情况,如有必要可以进行着色或者磁粉探伤,对有损坏和裂痕的进行维修恢复;
对轴进行外观检查,对重要部位可以根据具体情况选择着色或者磁粉探伤检查;
检测轴的跳动量;
对轴和轴承的配合进行测量检测,对超过极限间隙的进行维修恢复;
2.前期准备工作
①千斤顶的选取,为保证质量应尽量新购千斤顶使用,如果不能購置新的千斤顶也应选取工作状态平稳读数准确的液压千斤顶;
②选取百分表并在需要校中的轴承旁制作百分表座,百分表要保证工作平稳读数准确,百分表座要保证稳定
3.轴系校中检测
①停止所有震动作业,按计算要求在规定位置安置液压千斤顶并在对应位置上放置百分表。
②松开中间轴承的上轴承瓦,让千斤顶将中间轴缓慢顶起,注意观察记录液压千斤顶的压力升高量和对应的百分表读数(通常油压每升高2Mpa进行一次记录),轴的抬升要一直持续到轴与被测轴承完全脱开时为止;
③缓慢的释放油压,让中间轴慢慢回落,注意观察记录液压千斤顶的压力升高量和对应的百分表读数(通常油压每降低2Mpa进行一次记录),该过程需要持续到轴完全落座轴承为止;
据测量过程中所记录的数据绘制顶举曲线
根据顶举曲线进行负荷法轴系校中计算
计算公式如下: R=A*P
注:
R表示轴承是实际负荷
P表示顶举压力
A表示千斤顶活塞液压工作面的表面积
4.校中数据比对
依次计算出各个轴承的负荷后,对测量数据和理论负荷数据进行比对,对超出或者低于要求范围的轴承进行适当的调整,最后得出符合船东、船检要求的能够满足实际要求的标准轴系技术指标
三、负荷法轴系校中注意事项
虽然负荷法轴系校中的工艺已经比较完善,整个测量校中过程相对固定。但测量的过程中在某些细节上仍然有可能造成列数据不准确数据,而数据的不准确将会造成轴系校中偏差。基于这个原因,本人结合多年来在修船过程中进行现场轴系校中的经验,将需要注意的问题总结如下:
当油缸泄油到某数值时要稍等再去读取数据,防止产生千斤顶进行减压时,百分表与千斤顶数据不同步,造成百分表读出的数据反映出与真实数据不相符,产生不必要的误差。
轴系校中前百分表应当校准归零,此时千斤顶与被测轴应该刚好接触且被测轴未有丝毫顶起。
轴系校中的工作现场环境要整洁安全,应保证不受振动以及高分贝噪声干扰。
安置液压千斤顶时应当注意周围的船体结构情况,对强度较低容易变形以至于造成数据不准确的部位,进行适当的处理以消除数据误差。
对液压千斤顶活塞的油缸工作面积要进行检测核实,千斤顶的压力表必须为计量检测合格的。
测量中间轴顶升过程位移量的数值所选用的百分表亦须经计量室鉴定,百分表安装位置与泵中心在同一截面上,且通过垂直中心。百分表安装须与轴系隔离,且不受外界因素(如人员行走的干扰)。
轴承负荷测试时,应将轴承盖吊起,以防止碰撞摩擦等影响测量精度。
轴承负荷检测时,除了液压千斤顶压力每变化2Mpa记录一次数据外,轴的位移没变化0.01mm时也应当对数据进行一次记录,以便绘制出更加准确的顶举曲线。
9.根据实际情况可以制作一个专用的顶举曲线绘制软件,这样绘制出的顶举曲线精度将大大的高于手工绘制,得出的结果也将更加的准确。
四、实际应用
以俄罗斯加工母船“雷巴克”轴系找线为例,对此方法加以介绍。修理前3号轴承已经化瓦。首先测量各法兰处的跳动量均在0.10mm以内,说明轴未出现弯曲。对轴颈进行研磨、轴承重新挂瓦后就进行找线工作。
1. 绘制顶举曲线
顶举曲线是轴位移量与千斤顶负荷的关系曲线。测量时,千斤顶将轴慢慢顶起,直至轴与被测轴承完全脱开,在顶轴过程中,记录百分表上轴的升高量和对应的千斤顶负荷大小。同样,千斤顶卸载时轴慢慢回落,直至完全落座轴承,记录百分表与千斤顶的对应值,如表1,依照记录数据绘制顶举曲线,如图1。
表1:千斤顶负荷表
顶举曲线分析
Oab为千斤顶泵油将轴顶起的上升曲线,cdO为千斤顶泄油轴落座轴承的下降曲线,此二曲线理应重合,但因百分表、千斤顶和轴的内阻耗功使下降曲线滞后。Oa曲线段是轴从开始被顶起到与轴承完全脱离的过程,dO曲线段是轴开始下降与轴承接触到完全落座(千斤顶不承力)的过程。此二阶段中,轴上升和下降均使轴与轴承实际接触点不断变化,千斤顶与轴承支点间的距离也不断变化,因此造成对轴承负荷影响的变化。直线段ab和cd时轴与轴承脱离后继续上升和下降的过程,此时轴上升和下降与轴的支点无关,所以对轴承负荷无影响,但直线段反映了千斤顶处轴位移与千斤顶负荷的线性关系。延长二直线段与横坐标相交,交点A、B即为轴的顶升量(位移)为零时千斤顶代替被测轴承所承受的负荷,因上升线与下降线不重合而使千斤顶负荷有两个值,故千斤顶负荷应为A、B的平均值,然后通过平均值计算轴承负荷,与理论负荷进行比较。
依据图2可以得出平均压力为5.6MPa,由于采用的液压千斤顶活塞面积为50 cm2,因此计算轴承负荷为:56×50=2800kg=2.8kN,与理论值3.6KN±0.25kN不符。
依据各轴承的理论负荷将各轴承做以适当调整,调整后测量结果,如表2。
表2:斤顶负荷表
依据图2可以得出平均压力为7.1MPa,由于采用的液压千斤顶活塞面积为50 cm2,因此计算轴承负荷为:71×50=3550kg=3.55kN,符合理论值3.6kN±0.25KN,因此调整后的轴承负荷要求。
3. 经检测、使用,主要技术指标达标情况
经系泊试验,各项技术指标均满足要求,经过使用未发生异常现象,最后得到船东、船检的认可。
五、总结
船舶推进装置轴系是决定船舶能否正常工作运行的主要因素,良好的轴系是船舶生产运营的重要保证。轴系校中不良将会引起一系列的工作故障,甚至将会对船舶主机造成损害,将会严重的印象船舶的正常工作。因此,结合本文的简单叙述对轴系进行负荷法校中是非常必要的。