鄭 偉，劉 瑜 ，張本寶，李 奎

（中船黃埔文沖船舶有限公司技術(shù)中心 ，廣州 510715）

1 前言

散貨船尾管前端無軸承支撐的單軸承軸系，相對于設置有前軸承的軸系，具有螺旋槳軸前端不易精確定位、中間軸承布置靠后等特點，增加了軸系安裝校中的難度；為滿足美國VGP 要求而使用可降解生物油、螺旋槳設計槳徑偏大附加彎矩增加、主機降功率使用降低了主機運行轉(zhuǎn)速等因素，容易引起尾管軸承高溫；若軸系安裝校中結(jié)果較計算要求出現(xiàn)較大偏差，出現(xiàn)尾管后軸承高溫的機率就會增加。本文著重對尾管單軸承軸系的安裝校中過程進行分析。

2 尾管單軸承軸系的基本組成

散貨船尾管單軸承軸系，主要由：螺旋槳、尾管后密封裝置、尾管后軸承、整體式尾管、螺旋槳軸、尾管前密封裝置、中間軸、中間軸承、軸系接地裝置組成，如圖1 所示。

圖1 尾管單軸承軸系組成示意圖

3 尾管單軸承軸系的優(yōu)缺點

（1）主要優(yōu)點

① 相對于尾管設有前軸承的軸系，軸系剛性小，彈性相對較大，更能適應船體的變形；

② 在相同的船體變形量下，相對于尾管設前軸承的軸系，對軸承負荷影響較小。

（2）主要缺點

① 中間軸承高度方向的調(diào)整距離，對尾管后軸承與螺旋槳軸的相對傾角影響較大。若調(diào)整幅度過大，會產(chǎn)生較大的邊緣負荷；

② 增加了尾螺旋槳軸的定位難度，在軸前端需增加向下的壓力，軸系安裝工藝較復雜，工藝水平要求較高。

4 尾管單軸承軸系安裝校中過程

4.1 安裝校中主要步驟

尾管單軸承軸系的安裝校中，各船廠根據(jù)實際建造工序和進度，具體步驟會有所差異，但涉及的工作內(nèi)容和要求相同。本司采用的安裝校中步驟：第一次拉鋼絲線→第二次拉鋼絲線、照光→澆注尾管環(huán)氧→安裝螺旋槳軸→固定螺旋槳軸前端→安裝尾管密封裝置→安裝螺旋槳→安裝螺旋槳帽、防繩罩、漁網(wǎng)割刀等→尾管密封裝置安裝檢查及尾管滑油系統(tǒng)加油→中間軸進艙→主機吊裝→上建吊裝→船舶出塢→按要求進行軸系校中、安裝主機等設備。

4.2 安裝校中過程

（1）第一次拉鋼線

達到的船體建造條件后，通過精度控制部門設立軸系首尾基準點，布置光靶和拉鋼絲線，基本確定軸系與船體基線的平行度；檢查軸系與舵系中心線的相交度；初定主機位置、預估主機墊片的厚度,劃線、鉆主機地腳螺栓孔；初定中間軸承的位置及預估墊片厚度，焊接中間軸承基座。

（2）第二次拉鋼絲線、照光

在第一次拉線的基礎上，提高軸系和舵系中心線的精度；檢查和調(diào)整尾管位置，測量尾管定位后的軸承斜度；

（3）澆注尾管環(huán)氧

根據(jù)具體部位的環(huán)氧墊片長度，采用分重力式或壓力式澆注兩種方式，在環(huán)氧廠家的指導下完成尾管環(huán)氧澆注，澆注完成后在環(huán)氧樹脂前后端面涂上環(huán)氧密封膠，并存留環(huán)氧澆注試樣；焊裝尾管的滑油透氣和泄放管，檢查尾管內(nèi)部是否干凈，對尾管內(nèi)滑油透氣和泄放管路的焊縫做密性檢查；重點檢查尾管環(huán)氧樹脂位置的密性；

（4）安裝螺旋槳軸、螺旋槳軸前端固定、尾管密封裝置

清潔尾管內(nèi)部和螺旋槳軸外表面，檢查尾管密封裝置與螺旋槳軸的配合尺寸是否符合要求；在螺旋槳軸前端焊接臨時支撐，將尾管前密封裝置套在螺旋槳軸上，將螺旋槳軸從機艙內(nèi)塞入尾管內(nèi)，放置到位后用臨時支撐固定螺旋槳軸；檢查螺旋槳軸表面至尾管前端內(nèi)孔機加工面的距離，通過調(diào)整軸系臨時支撐，當螺旋槳軸表面距尾管前端內(nèi)孔機加工面的距離相等時，固定螺旋槳軸；檢查螺旋槳軸與尾管后軸承之間的左右和底部間隙；將尾密封裝置套在螺旋槳軸尾端上；螺旋槳軸完成定位后，配鉆安裝尾管密封裝置的螺栓孔，安裝密封裝置；

（5）螺旋槳安裝

對準螺旋槳與螺旋槳軸上的拂配標記，根據(jù)螺旋槳的壓裝程序進行螺旋槳安裝；安裝完畢后做好液壓螺母的防松動記號，并將螺旋槳壓入量和起始壓入數(shù)據(jù)，分別打在槳轂上；

（6）安裝螺旋槳帽、防繩罩、漁網(wǎng)割刀

安裝止動塊、螺旋槳帽，并加注環(huán)保型潤滑脂；安裝防繩罩和漁網(wǎng)割刀，漁網(wǎng)割刀與螺旋槳之間的間隙需按廠家圖紙要求調(diào)整；

（7）尾管密封裝置安裝檢查及尾管滑油系統(tǒng)加油

檢查首、尾密封裝置的安裝長度；測量尾密封的下沉量；進行密封裝置的密性試驗和尾管滑油加注；

（8）船舶出塢

建造狀態(tài)達到下水狀態(tài)后，船舶出塢。

螺旋槳軸前端下壓力、軸臨時支撐、稱重位置布置示意圖，如圖2 所示。

圖2 軸系臨時支撐、稱重位置示意圖

（9）船舶定位

下水后，首先檢查螺旋槳軸有無移位；根據(jù)校中計算書要求和船舶實際建造情況，調(diào)整船舶吃水，使螺旋槳浸深達到要求；按校中計算書要求，在螺旋槳軸前端要求的位置向下施加下壓力，觀察螺旋槳軸是否可以向下移動與臨時支撐脫離接觸，使螺旋槳軸左右方向距臨時支撐的距離相同，讓螺旋槳軸自由置于尾管后軸承和臨時支撐上；調(diào)整中間軸承和臨時支撐，使螺旋槳軸與中間軸連接法蘭處的曲折和偏移值滿足要求；測量中間軸承底座與固定墊塊的距離，確定中間軸承臨時墊塊的尺寸，并用臨時墊塊墊好中間軸承底座；按主機要求，調(diào)整拐擋差；調(diào)整主機的高度，使中間軸與主機輸出端的連接法蘭的曲折和偏移值滿足要求；拆除螺旋槳軸前端的下壓力、臨時支撐，讓中間軸落在中間軸承上；按照螺栓和螺栓孔的配鉸編號安裝軸系螺栓；進行負荷稱重，檢查是否滿足校中計算書的要求，若不滿足則繼續(xù)調(diào)整直到滿足要求為止，將稱重數(shù)據(jù)提交給主機服務商確認；

（10）安裝中間軸承

根據(jù)最終軸系調(diào)整后的高度，測量中間軸承調(diào)整墊塊的厚度，拂配調(diào)整墊塊，配鉆螺栓孔；底角螺栓緊固前，檢查中間軸軸頸位與中間軸承下軸瓦的間隙，并進行中間軸軸頸位與中間軸承軸瓦的著色檢查；

（11）安裝主機

焊接主機底部側(cè)向和端部支撐座；檢查主機底座平面、主機基座平面的清潔狀態(tài)；按主機安裝圖中的布置范圍，燒焊環(huán)氧澆注扁鐵和布置環(huán)氧澆注海綿，按照要求澆注環(huán)氧，并澆注兩塊環(huán)氧墊片的試樣；環(huán)氧固化后，使用專用工具緊固主機底腳螺栓；測量拐擋差；安裝主機端部和側(cè)向支撐等。

4.3 注意事項

（1）尾管后軸承的斜度控制

螺旋槳軸與尾管后軸承在靜態(tài)條件下的相對傾角，需小于0.3 mrad。若大于該值，通常采用斜鏜孔的方法來調(diào)整軸承斜度；部分軸承內(nèi)孔采用雙斜度的方案，讓軸與軸承有更好的貼合度。

若尾管完成環(huán)氧澆注后，實際的尾管后軸承斜度與軸系校中計算要求不一致，會使螺旋槳軸與軸承的相對傾角不符合設計要求，增加船舶運營中的軸承高溫風險，故尾管后軸承的斜度建議從軸承生產(chǎn)到軸系安裝校中進行全過程監(jiān)控：

① 軸承生產(chǎn)加工后，測量軸承斜度；

② 軸承發(fā)送到整體式尾管制作廠家后，測量軸承斜度；

③ 軸承壓裝到整體式尾管內(nèi)后，在水平狀態(tài)下測量軸承斜度；

④ 整體式尾管運送到船廠后，安裝前測量軸承斜度；

⑤ 整體式尾管完成環(huán)氧澆注后，測量軸承斜度。

尾管完成環(huán)氧澆注后，兩端固定，尾管中段與船體結(jié)構(gòu)之間無連接，整體式尾管可轉(zhuǎn)化為簡支梁模型；金屬存在一定的彈性，在重力的影響下，尾管會有輕微的中拱下垂現(xiàn)象，對軸承斜度造成細微影響；軸承壓裝時尾管盡量采用與船上相同的固定方式，僅兩端固定支撐，尾管中段處于自由狀態(tài)，盡量減小中拱下垂現(xiàn)象對軸承斜度的影響。

（2）螺旋槳軸前端固定、下水前位置標定、下水后位置檢查

① 在軸系未連接時螺旋槳軸前端無支撐，軸系校中計算時會考慮在螺旋槳軸前端設立臨時支撐；但在靜止狀態(tài)下，不具備尾管雙軸承可讓螺旋槳軸始終保持在尾管正中位置的特點；當螺旋槳軸完成定位，考慮船舶下水后，在軸系校中過程中必須嚴格按照從船尾方向往船首方向調(diào)整法蘭的曲折和偏移,且不能往任何方向移動螺旋槳軸，否則會造成實際軸線發(fā)生偏離，很難達到理想的軸承負荷狀態(tài)，不符合設計要求；在螺旋槳軸安裝和螺旋槳軸前端固定時，必需設置合適的臨時支撐，該支撐需同時具備固定螺旋槳軸前端和調(diào)整螺旋槳前端上下左右位置的作用；

② 在船舶下水前，還需設立合適的檢驗標記，用于船舶下水后判斷螺旋槳軸有無發(fā)生偏移，若有偏移需使用臨時支撐將螺旋槳軸前端調(diào)回安裝固定時的初始位置。

（3）中間軸承調(diào)整高度的控制

在安裝校中定位過程中，主要通過調(diào)整中間軸承、臨時支撐、主機的高度，來調(diào)整中間軸法蘭與主機飛輪、中間軸法蘭與螺旋槳軸法蘭的曲折和偏移值，使主機軸承間隙、拐擋差、中間軸承和主機軸承負荷，滿足軸系校中計算書要求，并將軸系最終的稱重結(jié)果提交給主機服務商。主機服務商不審核稱重結(jié)果、中間軸承、臨時支撐、主機的高度實際升高或降低的數(shù)值，而以中間軸承、主機軸承的稱重負荷是否滿足軸系校中計算書的要求為準，中間軸承的最終負荷，允許在計算值的基礎上浮動±20%；考慮中間軸承的調(diào)整高度會對尾管后軸承與螺旋槳軸的相對傾角影響較大的特點，在校中過程中務必監(jiān)控中間軸承的實際調(diào)整高度，避免為滿足軸承負荷而出現(xiàn)過度調(diào)整中間軸承高度的情況，且中間軸承負荷和調(diào)整高度盡量按校中計算書要求的值調(diào)整，減小軸承負荷的浮動量，用于判斷校中結(jié)束后的實際軸線狀態(tài)，使實際軸線狀態(tài)盡量接近軸系校中計算書的理論軸系狀態(tài)。

5 結(jié)束語

軸系的運行狀態(tài)對船舶營運至關(guān)重要，這就要求船廠校中要從尾管單軸承軸系固有特點出發(fā)，優(yōu)化尾管單軸承軸系校中過程，提煉校中過程控制要點，降低尾管單軸承軸系校中結(jié)果偏離設計要求的風險。