船舶轴系浅谈PPT课件.ppt

轴系修理工艺汇编 张培宇 2020 3 27 1 3 27 2020 1 1 理解轴 桨 舵安装工艺及安装要领2 组织测量 记录 划线 定位等一般作业3 组织进行主机台划线 钻孔作业4 理解轴心线定位测量方法5 理解舵承的定位安装方法6 理解舵机的定位方法7 艉轴及舵杆衬套压入方法的理解和初步组织操作8 理解和初步组织进行艉轴密封的安装9 理解和初步组织进行螺旋桨的安装10 初步组织进行舵杆 舵销安装作业11 能对初 中级人员进行要领和图纸的讲解及现场作业的指导12 初步组织干冰等冷冻工艺的使用 2020 3 27 2 3 27 2020 2 1 轴系的任务及组成1 1轴系的任务轴系的任务就是将船舶主机的功率传递给螺旋桨 而螺旋桨的旋转所产生的轴向推力传给船体 以推动船舶运动 1 2轴系组成及要求每一艏船从它的机舱到船尾都有一定的距离 特别是那些主机舱设在船体中部的一些船舶 它的轴系很长 有的甚至达百米之多这样长的传动轴系 如果把它制成为一个整根 那是无法设想 也是不现实 因此 为了制造加工 吊运 和拆装维修等原因的方便起见 船厂往往将轴系分为许多节并用联轴节 又称 联轴器 法兰 联轴节 按照轴线要求加以联接而成 而每节轴则按其用途可分为推力轴 中间轴 艉轴 螺旋桨轴 等 它的组成为 主机 它是船舶推进的动力为直接传动形式的主机 这样的主机 主发动机 都可作正倒车运转 以满足螺旋桨作功的需要 而对采用中高速的柴油机或不可倒转的主机 则在主机后面需增设有减速齿轮箱和离合器等设备 推力轴 它的前端有联轴节 法兰 联轴节 与主机或齿轮箱的输出联轴节相连接 其后端的联轴节则与中间轴的联轴节相连接 推力轴和推力轴承组合为一整体部件 2020 3 27 3 3 27 2020 3 轴系结构简介 推力轴承 它是承受螺旋桨作功时通过推力轴所传递来的推力 并通过自身再将推力传给船体 使船体前进或后退 中间轴 是用来连接推力轴和艉轴的 中间轴承 主要用承受中间轴的径向负荷和它的重量 隔舱填料函 用来保持轴系穿过水密隔舱处的水密 艉轴 或螺旋桨轴 用来连接中间轴和螺旋桨 并用来带动螺旋桨的转动 艉轴管 用来支承螺旋桨和艉轴 并使它们在其中转动 这里一般还安装油封或水封装置 以保持密封性 艉轴管支承 主要是用来支承艉轴管的 现船厂新造船舶时 为确保轴线质量和艉轴管的安装正确 一般都需在现场进行艉轴管支承的孔径镗削 螺旋桨 螺旋桨通常装于船的艉部 且没入水中 与主机之间用钢轴联结并作旋转运动 螺旋桨转动时 桨叶推水向后 由于水的反力而推船前进 船舶一般都装一个螺旋桨 也有装两个的 在军舰上 则有装置三至四个螺旋桨的 螺旋桨的效率较高 加工工艺简单 是目前应用最广泛的一种船舶推进器 螺旋桨是用来推动船舶前进或倒退的 它的形状 好像风扇的叶片 所以又称 车叶 总之 轴的数目和长度及附件配置等 常与船型 大小 机舱位置和动力装置类型等有关 2020 3 27 4 3 27 2020 4 轴系结构简介 为满足现代船舶的要求 保证轴系能在各种航行工况和恶劣环境下可靠工作 轴系应具有 1 足够的小 强度和刚度 对船体变形适应性强 2 传动损失3 工作中避免发生横向 纵向和扭转的共振 4 良好的密封 润滑和冷却 管理维护方便 2020 3 27 5 3 27 2020 5 结构图 艉柱 推力轴承 首尾密封白钢套 首尾白合金轴承 中间轴法兰螺栓 2020 3 27 6 3 27 2020 6 船舶主推进系统轴系示意图 2020 3 27 7 3 27 2020 7 2 1 直接传动 在主机与螺旋桨之间 除了传动轴系之外 别无其他传动功率的设备 这一传动型式 我们称之谓直接传动 直接传动的特点 传动效率高 经济性好 2 2 间接传动 在主机与螺旋桨之间 除了传动轴系之外 还设置了减速齿轮箱和离合器等装置 我们称为间接传动型式 采用高 中速柴油机作主机时 配合以减速比适宜的减速齿轮箱 可以降低螺旋桨的转速提高推进效率 该类主机为不可逆式 免去倒车机构 其正倒车由离合器装置来实现 2 3 电力传动 电力传动由发电和主机推进装置两大部分组成 主机带动主发电机 所发出的电能经配电板供给该船另一船舱里的推进电动机 用以驱动螺旋桨旋转 主机的转速不受螺旋桨转速的限制 可采用高速或中速柴油机 且能在恒速下运转 转向不变 只需改变推进电动机的电流方向 就可实现螺旋桨的正反转 故主机可采用不可逆式柴油机操纵 简便 灵活 停航时 主机所发出的电力可供他用 由于该传动装置具有操纵性能好 布置方便等优点 所以在某些工程船舶和特种船舶上采有 如拖船 渡船 挖泥船 布缆船和破冰船等 2 4 Z型传动 下图是Z型传动装置原理图 该装置分功率传递部分和螺旋桨绕竖轴的回转部分 功率传递部分 柴油机 所发出的功率经弹性联轴器 万向节传动轴 上锥齿轮 竖向传动轴 下锥齿轮 螺旋桨等 从而达到推动船舶航行 由于该装置功率传递过程较复杂 因此传动效率低 因为该推进装置具有操纵性能好等优点 所以最适用于港内作业船和航行于狭窄航道的小型运输船舶上 2020 3 27 8 3 27 2020 8 2 5 可调螺距螺旋桨传动这种装置的结构特点是桨叶与桨毂分开制成 通过调距机构可使螺旋桨的桨叶转动 以改变桨的螺距 从而改变螺旋桨的桨叶转动 以改变桨的螺距 从而改变螺旋桨推力的大小 以使桨及船的负荷相适应 当调整桨的螺距并使螺距为负值时 则推力为负值 船将开始后退 后详细介绍 2020 3 27 9 3 27 2020 9 1 尾轴的检修2 艉轴管装置的检修3 中间轴和推力轴及其轴承的检修4 轴系的安装工艺5 螺旋桨的检修6 轴系修理后的验收施工注意要点 轴系工程是一项整体性很强的综合性工程 各施工人员 工种之间 班组之间应增强整体观念 克服本位主义 加强信号联络 协调配合 高效优质地完成工作 2020 3 27 10 3 27 2020 10 轴位尾于轴系末端 穿过尾轴管伸至船外与螺旋桨或螺旋桨连接 首端同最后一节中间轴相连 尾轴是船舶轴系中推动船舶前进的重要部件之一 它承受着螺旋桨的扭矩振动推力和重力等的作用 同时还受到海水腐蚀 下图艉轴的结构 其中图 a 是整锻法兰 或焊接法兰 的艉轴结构 b 是可拆法兰的艉轴结构 在艉轴的前后轴颈上采用铜套包覆 在其它非工作表面上用浸透环氧树脂剂的的玻璃布包扎防腐 这种结构在沿海地区船舶中采用得最多 艉轴装在穿过船壳的艉轴管中 支承在艉轴管轴承上 它的前端用联轴节 法兰 与中间轴 或推力轴 连接 并依靠锥体上螺母将螺旋桨固紧在艉轴上 紧固螺母的螺纹方向应与船舶前进时的转向相反 以避免螺母松动而发生事故 此外螺母还应有锁紧装置 如止动片 防松螺钉 定位块等 螺旋桨的锥孔 可拆联轴节与艉轴锥体的配合表面25x25面积内最少要有3 4 1 艉螺纹 2 键槽 3 艉锥体 4 后轴颈 5 轴干 2020 3 27 11 3 27 2020 11 尾轴连接方式分为固定式 内抽 和可拆式 外抽 1 固定式 尾轴和法兰为一整体 此机构简单 但拆装必须在船内进行 工程量大 很不方便 在轴系大修时 为吊出尾轴必须移开中间轴承和中间轴 通常两类螺栓连接 一种上常见的紧配螺栓 安装时需要干冰冰冻 另一种是液压膨胀螺栓 使用效果好 但是拆装复杂 液压螺栓结构图 2020 3 27 12 3 27 2020 12 使用有键可拆法兰式联轴节和液压联轴节 此类结构复杂 但使用效果好 1 有键可拆法兰式联轴节卸前应联轴节与轴的轴向安装位置及轴与螺帽径向相对位置作好标记 a 联轴节与轴上的锥体应接触良好 接触面积在75 以上 且每25 25mm面积内不得少于3个色点 塞尺检查大端时 0 03mm插入深度不得超过3mm 否则应研磨达到 b 安装时应按拆卸前的轴向标记把紧 把紧后用0 05mm塞尺检查螺帽与联轴节的接触面 在周长的90 不应插入 并应有可靠的防松装置 2020 3 27 13 3 27 2020 13 外抽式轴系的连接形式 2 液压法兰式联轴节液压联轴节在拆前应首先在轴和联轴节上做好轴向和径向的安装位置的记号 a 液压拆卸时要做好安全保护 防止液压时弹出太多造成伤人 b 如果液压拆卸时 当锥体接触面产生渗油但不能拆掉联轴节时 可径向加压 另外可在轴向加压拆卸 图2 c 联轴节与轴配合的过盈量按下式计算 1 4 1000 1 8 1000 d式中 过盈量 mm d 配合处的轴径 如果是锥形轴按平均直径mm d 联轴节的锥孔与轴的锥径应配合良好 使85 以上面积均匀接触 25 25mm面积内不得少于4个色点 且在两端油线以外 不得有贯通性不贴合部位 2020 3 27 14 3 27 2020 14 OK HB联轴节主要是由两只高强度优质钢的套子组成 一个薄壁的内套和一个厚壁的外套 薄壁内套的外表面有轻微的锥度 其锥度与外套内孔的锥度一致 内套的内孔直径比轴的直径稍大一点 可以在拆装时使轴能容易地通过 另外螺在内套小端的大螺母及油封和内外套组成一个密封腔室 原理密封腔室如果压进液压油 将推动外套与内套做相对运动 由于内外套的配合面的锥形 所以它们轴向相对移动产生了径向的相互作用 使内套直径缩小 受压缩 外套直径变大 内套直径缩小结果使其与轴产生过盈 同样内外套的配合也产生了过盈 在装配过程中为了减少内外套轴向相对移动时的摩擦阻力 利用高压油作用到内外套的配合锥面上 使配合面产生了一层薄油膜克服摩擦作用 当外套直径达到正确的位置时 径向油泵减压泄油 使得内外套之间保持正常的摩擦作用 外套接触面的锥度在1 80左右 远远小于它们之间静摩擦角 加上安装至设计位置 内 外套之间 内套与轴之间有很大的过盈应力作用 在轴系运转时 产生的摩擦力足以用来传递扭矩或克服拉力作用 而不产生滑动 使联轴节实现其功能 拆OK HB联轴节时是很简单的 高压油注压进联轴节内外套之间 减少了摩擦作用 且由于锥面的因素 高压油作用在外套上有一个轴向分力 导致外套从锥面下滑 而轴向液压单元产生的作用力是上面轴向分力的平衡力 通过控制油腔放油速度 来控制外套的下滑速度 防止其滑得过快 下图为拆卸原理图 2020 3 27 15 3 27 2020 15 液压联轴节结构图 2020 3 27 16 3 27 2020 16 检修工艺 3 OK HB联轴节准备油泵 一只低压大流量的泵 300kg cm2 根据说明书要求准备几只SKF油泵或高压大流量的风 电 动泵 2500kg cm2 适当的油管 接头了解锥形内套与外套的安装距离A3 图1 锥形内套与尾轴的安装距离A2 图2 及安装后的外径膨胀量 值 a 先将联轴节的油孔转向上面 然后将中间轴与尾轴支撑起来 b 用压缩空气向轴向推力油缸内冲气 使油缸内密封板复位 c 按图1将1 轴向推力油泵 和2台3 径向扩张油泵 分别用相配套的油泵连接起来 在轴向油缸另一侧安装好2 回油阀及回油管 并准备器皿接住回油 d 打开联轴节中间油孔丝堵 分别用每台3 油泵向油道内冲油 直到中间油孔油大量的油溢出为止 在将丝堵堵死 e 启动1 轴向油泵 向轴向推力油缸内压油 当2 回油阀有油溢出时 关闭2 回油阀 轴向油缸继续加压到20Mpa停止 之后用2台3 油泵对联轴节径向加压扩张 直到锥形内套大端外径有油渗出时 迅速的打开2 回油阀 此时外套将缓缓地从内套上滑下来 2020 3 27 17 3 27 2020 17 现场图片 2020 3 27 18 3 27 2020 18 2 1油润滑式尾轴的工作轴颈比非工作轴颈尺寸大 精度和表面粗糙度要求高 水润滑式尾轴工作轴颈采用铜套包覆 在其他非工作面用浸透环氧树脂剂的玻璃布橡胶包扎防腐 铜套材质推荐采用ZcuSn10Zn2 有原始图纸按原始材料新作 新套制作时内径成品 外径单边留1 5 2mm 接口处留出滚压台阶 图1 之后进行0 2Mpa的水压试验 历时钟5分钟不得渗漏 交检查 验船师及船东验收 铜套搭口接缝在设计时 避开工作轴径部位 最好距工作轴径边缘50 100mm以外 铜套的搭口结构形式及尺寸按图1所示 2020 3 27 19 3 27 2020 19 如图所示 按铜套尺寸制作烘烤和吊装用的吊笼一个 图2 并按与铜套相配的轴径加上热装量 作出测量样针一组 铜套转动搬手一个 图3 及长杆抹布一把 准备可调支架2组 木墩若干块 并将尾轴按图4所示支起调平 准备瓦斯烤把不少于2组 专用吊车配合 准备冷却用的风带2组 2020 3 27 20 3 27 2020 20 尾轴红装 准备可调支架2组 木墩若干块 并将尾轴按图4所示支起调平 准备瓦斯烤把不少于2组 专用吊车配合 准备冷却用的风带2组将尾轴铜套装入吊笼内 用前后8组调整顶丝 调整距中 而且铜套与顶丝之间留有1 5 2倍的热装间隙 将吊笼连同铜套一起吊起 铜套内径与尾轴中心基本调整同心 装前面二节铜套时应用吊车配合倒换可调支架 或木墩 用不少于2组瓦斯不断移动位置烘烤铜套 并且要有专人用转动搬子不停的转动铜 铜套的加垫温度控制在180 220 之间 烘烤时应不断的用样针的通过端进行测量 看是否胀出来 铜套装到位后 立即用压缩空气首先冷却铜套接口处 使搭口处迅速收缩卡紧 以减少收缩时造成搭口间隙过大 2020 3 27 21 3 27 2020 21 1 尾管装置是用来支承尾轴使其可靠的通至船体外部 密封船体不使海水进入尾轴承和防止滑油自尾轴溢出的设备 一般由尾轴管本体 尾轴管衬套 尾轴承 密封装置及冷却 润滑装置组成 根据尾轴承润滑剂不同 尾轴管装置可分为水润滑尾轴管和有润滑尾轴管尾轴管构造简单 它是一根空心的长管 首端用法兰与水密隔舱相联布置在船的纵中剖面上 大型船舶的尾轴管一般用铸钢或铸铁整体铸造或分段铸造焊接而成 经过加工后的尾轴管应进行水压试验 试验压力0 2MPa不应有渗漏 2020 3 27 22 3 27 2020 22 艉轴管轴承是用来支承艉轴的 单轴系的艉轴管内一般装有前后两个轴承 双轴系的船舶艉轴内装有两个轴承外 在人字架内也装有轴承 水润滑尾轴承衬套材料一般采用铸钢 铸铜等 油润滑尾轴承衬套材料一般采用球墨铸铁艉轴管轴承使用的材料很多 可分为金属材料型和非金属材料型两大类 金属材料主要有青铜 白合金 非金属材料主要有铁梨木 橡胶 夹布胶木 胶合板 尼龙 塑料等 用金属材料制造的艉管轴承一般用油润滑来冷却 因在艉轴管的前端及艉端均装有密封装置 称为闭式润滑 而采用非金属材料制成的轴承 一般用舷外水进行润滑和冷却 只在艉轴管的艏端装有密封装置 舷外水可以自由流人轴承内 故称开式润滑 现代大型船舶有润滑型轴承大都使用白合金轴承 故重点介绍白合金轴承 白合金轴承是在铜制轴承基础上发展而来的 白合金轴承衬套内表面开有数条纵和横向的燕尾槽并浇铸白合金而成的 长度应不小于尾轴直径的2倍 其特点是耐磨性好 抗压强度高 磨损少 散热良好 不伤轴颈 其缺点是制造的修理工艺复杂成本较高 这类轴承目前被广泛用于各类船舶上 2020 3 27 23 3 27 2020 23 2020 3 27 24 3 27 2020 24 白合金轴承是在铜制轴承基础上发展而来的 白合金轴承衬套内表面开有数条纵和横向的燕尾槽并浇铸白合金而成的 其特点是耐磨性好 抗压强度高 磨损少 散热良好 不伤轴颈 其缺点是制造的修理工艺复杂成本较高 这类轴承目前被广泛用于各类船舶上 如图 1 轴承衬套 2 白合金 3 进油孔及油槽 2020 3 27 25 3 27 2020 25 百合金轴承 白合金的浇铸质量应符合如下要求 a 表面不应有裂纹 疏松和密集气泡等缺陷 熔融的轴承合金不得有过烧现象 必要时可抽b 验金相组织 局部缺陷允许采用焊补方法修理 c 白合金内衬与轴承衬套的贴合应紧密 不允许有脱壳现象 采用离心浇铸 轴承合金脱落或与轴颈的咬痕严重时 应予重新浇铸 但如松脱区的最大线性尺寸小于0 2d 且只有一处时 允许继续使用 若松脱区处于尾端 螺旋桨端 下部 建议予以重浇 对轻度的咬痕允许就地修光使用 白合金尾轴承与尾轴的配合间隙一般为 0 001d 0 40白合金材料牌号对比 2020 3 27 26 3 27 2020 26 螺旋桨轴与轴承的安装间隙 3 27 2020 27 拆装尾轴承及新轴承 2020 3 27 28 3 27 2020 28 修复轴承前后图片 2020 3 27 29 3 27 2020 29 铁梨木也是海船上最广泛的一种艉轴承材料 它组织紧密 含有丰富的树脂 抗腐性能好 其精汁与水能形成乳状液体 具有良好的润滑作用 铁梨木与艉轴青铜套在水中配合摩擦 具有良好的抗磨性 铁木轴承结构图 铁梨木条沿衬套轴向紧密地镶嵌在艉轴管衬套的内圆上形成桶形 为了防止铁梨木的转动和安装 一般装有2 3根止动条 止动条的材料与衬套材料基本相同 其长度略小于衬套全长 厚度为铁梨木厚度的60 用埋头螺钉固定在衬套上 注意因铁梨木泡浸在水中时体积会增大 所以安装间隙比白合金轴承大 一般为轴颈直径的3 再加上1 一般白合金间隙为千分之一左右 铁梨木主要产于南美洲热带之中 我国西双版纳也有种植 进口价格昂贵 性质不耐干 加工安装时应加水浸泡以防干裂 它的密度为水的1 2倍 1 艉轴 2 铜套 3 下轴承衬条 4 上轴承衬条 5 艉轴管衬套 6 止动条 2020 3 27 30 3 27 2020 30 用赛龙 飞龙 ORKOT RAILKO等合成材料作尾轴承 须综合考虑其硬度 抗摩性 耐磨性 抗冲击性 抗腐蚀性等物理化学性能 并根据载荷分布 轴系对中等条件决定适当的轴承长径比 加工和安装可按照各自的技术说明进行 2020 3 27 31 3 27 2020 31 艉轴承安装要点 尾轴承安装要点 因桨重量较大 使其回旋和横向振动的临界转速会有所降低 加之桨在运行时悬臂动载荷的影响 故尾轴承的间距不宜增加太大 一般桨约10 20t重 该重量悬臂作用在轴承上 尾轴不可能均匀接触而不倾斜 故后侧局部负荷较严重 支承点位置后移 为改善此状况 使尾轴管中线与船体基线倾斜一定角度的做法 即所渭 斜镗尾轴管 使轴承处于最佳受力状态 如整个尾轴承换新 根据轴承本体孔的尺寸确定外径的加工尺寸 新轴承外径与本体孔的过盈量取 0 0 02mm最大不可超过0 04mm 检查并确认安装间隙 2020 3 27 32 3 27 2020 32 图1 2020 3 27 33 3 27 2020 33 尾轴孔的现场加工 3 27 2020 34 艉轴管轴承如采用开式润滑 艉轴管只需在其艏端安装密封装置 如采用闭式润滑 则艉轴管艏艉端都应安装密封装置 密封装置的形式较多 常用的有下面几种主要型式 1 填料式密封装置它主要由填料压盖 压盖衬套 软填料 分油环 油杯或进油旋塞组成 密封填料一般为3 5道牛油绳或其它适当的填料绳 同填料压盖压上 滑油经油杯和分油环进入填料 当用水润滑时 油杯应改接冷却水管 用配水环代替分油环 2 橡胶环式密封装置采用带弹簧 J 型耐油橡胶环 环的外圆表面固定在外壳上 密封圈与轴接触的地方形成唇状接触环 密封环紧套在衬套中 并利用弹簧和轴管中的滑油压力紧压在轴上 这种装置简单 密封性能好 新型的现多采用辛泼莱克司型橡胶环密封装置 橡胶环式密封装置密封性能良好 使用寿命较长 摩擦损失小 结构较简单 修理和安装方便 因此 被广泛应用于各种类型船舶的艉轴管密封装置中 大中型船舶常用带导环的密封装置 中小型船舶常用骨架式或 J 无骨架橡皮环式密封装置 之外 金属环式密封装置的密封性好 而且耐磨 得到广泛应用 3 艉端密封装置主要由袋形橡皮环 导环 防蚀套筒 壳体 压板和压盖压紧在壳体上 中部则由压板压紧并固定在导环上 前橡胶环的唇部向前 以阻止漏油 后端橡胶环的唇部向后 有以阻弦外水渗入 在袋形橡胶环的后面还有一道小的橡胶环 皮碗式紧圈 其唇部向后用以阻止泥沙进入 这几道橡皮环都紧套在防蚀套筒上 而防蚀套筒套在艉轴上 后端与螺旋桨固定 使之与艉轴一起转动 导环内圈浇有白合金 与防蚀套外圆松动配合 两端面开有定位凹肩相配合 使艉轴 转动 轴向移动下沉 都能紧紧压在防蚀套筒上 从而保证艉轴管的密封 2020 3 27 35 3 27 2020 35 2020 3 27 36 3 27 2020 36 唇边式密封装置 尾轴采用油润滑时 尾轴管首尾两端均装有密封 首端密封装置防止艉轴承内滑油漏到机舱 尾端密封装置既防止艉轴承内滑油漏泄污染海面 又防止舷外海水进入艉轴承 油润滑式艉轴承密封装置主要有金属环式和橡皮环式两种 简单介绍几种常见的密封1 唇口径向密封装置 由多道橡胶唇口密封圈及相应的金属压环组成 常见的结构见 图1 目前主流的密封装置多是唇口密封装置 如B VIndustrietechnikGmbh的SC系列 JMT Dover 的系列 KOBELCO的CX DX系列 ENGLE的EV系列 前苏联NEPTUN的y系列及德国的DMR等 其唇口密封圈截面形状各有不同 见图 1 2 3 2020 3 27 37 3 27 2020 37 唇边式密封装置 2020 3 27 38 3 27 2020 38 端面密封装置 端面轴向密封装置 密封原理与机械式密封相同 密封面由动环 静环组成 并有弹簧保持预紧力 常见的有瑞典的CEDERVALL 见图 4 2020 3 27 39 3 27 2020 39 油润滑端面密封装置 端面 唇口组合密封装置 结合了端面密封及唇口密封的优点 可靠性较高 但结构过于复杂 维修需专业人员操作 常见的有Wartsila的Coastguard密封系统 端面预紧力由弹性环 蒙乃尔合金制造 提供 结构见图 5 2020 3 27 40 3 27 2020 40 油润滑端面密封装置 3 27 2020 41 油润滑端面密封的检修 3 27 2020 42 水润滑端面密封装置 水润滑尾轴承的密封装置 多见于填料密封见图 6 属于径向密封 也有日本EVK型端面水润滑尾轴承的密封装置见图 7 2020 3 27 43 3 27 2020 43 下沉量的检查 下沉量的测量目的 通过测量下沉量 可得知尾轴承的磨损情况 还可以作为检验密封装置的安装质量的依据之一 测量位置应与上一次测量位置相同 无测量位置记录则以主机一缸上止点位置或螺旋桨A叶在上部作为测量位置 2020 3 27 44 3 27 2020 44 下沉量测量示意图 3 27 2020 45 下沉量测量 3 27 2020 46 密封装置组件 3 27 2020 47 衬套移位 密封装置衬套衬套表面存在点蚀 应检查是否可以加调整环或衬套车法兰进行错位 2020 3 27 48 3 27 2020 48 跳动量及加油检查 2020 3 27 49 3 27 2020 49 中间轴的作用是将主机的扭转力矩传给尾轴 并将螺旋桨的推船力由尾轴经中间轴 推力轴传给推力轴承 因轴系安装时的同心度要求严格 因而各中间轴两端法兰加工时与轴的同心度要求较严格 并且在构造上要具有便于安装和拆修时对正的措施 基准点 各法兰的连接螺栓一律采用铰制孔的精密配合螺栓连接 中间轴常见的有三种 下图 a 两端为椎体中间轴 用于小型船舶或采用滚动轴承船舶 b c 带整锻法兰中间轴用于大型船舶 材料 优质碳钢锻造而成 2020 3 27 50 3 27 2020 50 作用 支撑重量和径向负荷 减少扰度 型式 滚动轴承 两端为可拆联轴器 滑动轴承 油环式 少用油盘式 常用检修标准 1 标准轴承间隙的经验公式 S 0 001d 0 10 mm 极限间隙Sj 2 5S 2 轴颈d 100mm时 轴瓦白合金厚度 3mm 磨损极限 1 20mm 合金厚度随轴颈增加而增加 瓦背为铸钢材料 白合金可减薄20 2020 3 27 51 3 27 2020 51 中间轴承修理现场图片 3 27 2020 52 自由润滑和强制润滑自由润滑 也成为圆盘式中间轴承 圆盘下部浸在轴承座底部的油池中 当中间轴转动时 油池中当润滑油被圆盘带到轴颈和白合金轴瓦上 进行润滑 最后回到轴承座底部的油池中 油池中设有蛇形冷却水管 采用舷外海水冷却滑油 轴承座上装有温度计 白合金轴承温度不超过70 并要求跟中间轴承温差不超过15 2020 3 27 53 3 27 2020 53 飞溅润滑和强制润滑 3 27 2020 54 中间轴承的结构 滑动轴承优点 结构简单 工作可靠 寿命长 日常管理和维修方便 2020 3 27 55 3 27 2020 55 1 当轴系弯曲时 作用在轴系上的负荷除了设计负荷外 还有附加负荷 如果附加负荷超过一定限度 即超过轴承的承受能力 轴承的正常工作将遭到破坏 假如在校中时 借助测力计对轴承所承受的负荷进行测定 使轴承上的实际负荷限制在允许范围内 并使各支承轴承的负荷均匀分布 那就能确保轴承的正常工作 这种按轴承的实际负荷校中的方法 又叫负荷校中法或测力校中法 为了确保船舶轴系运转可靠性 对于支撑轴承上的负荷应予以限制 即规定允许负荷的范围 作为评价轴系校中质量的主要指标和检验依据 2 轴承受力分析 a 轴系运转时 轴承承受正向 垂直向下 负荷 水平方向负荷 反向 向上 负荷和由于轴在轴承中倾斜时产生的 边缘负荷 试验证明 用油或水润滑的滑动轴承 能承受高于设计负荷的正向均匀负荷 若承受过大的反向负荷或过大的水平负荷和边缘负荷 则会破坏轴承的正常工作状态 加剧轴承振动 b 对轴承负荷限制的基本要求对轴承负荷及全轴系负荷的分配的基本要求为 轴承衬上的压强应符合规定 轴承必须承受正向负荷 不允许承受反向负荷 过小的正向负荷或脱空 轴承应不承受水平负荷 或将水平负荷减到最小程度 全轴系各个轴承上的负荷尽可能的均匀分配 c 如果船上图纸没有给出最大允许负荷可按下式计算 Rmax p ds l 2020 3 27 56 3 27 2020 56 负荷试验 Rmax 最大允许负荷 N p 轴衬材料允许的压强 MPads 轴径外径l 轴衬有效长度 cm轴承衬允许压强 一般规定如下 白合金中间轴承 p 0 6MPa最小允许负荷 Rmax Q前 Q后 P X20 Rmin 最小允许负荷 NQ前 Q后 轴承前后两跨轴的自重 N P 该轴承前 后两跨轴上外负荷之和 N3 负荷试验准备工作 a 准备大于轴承设计负荷F油顶1个 相应油管一根 大于顶升压力P1的手动油泵1台 压力表一只 百分表一只和磁力表座一套 b 制作高度合适的支架1个 c 准备负荷找正座标纸若干 d 机舱内所有能产生震动的工作停止 e 按规定的位置和L距离 将油顶用支架支上 图1 油顶上方支上百分表 并调到0位 2020 3 27 57 3 27 2020 57 顶升试验a顶升高度应按轴承间隙的50 60 进行 b油泵缓缓泵油 观察百分表 首先压力每升高20Kg记录一次所对应的百分表升高值 当压力达到60Kg后 压力再每提高10Kg记录一次相对应的高度值 表 直到规定的顶升高度 作详细记录 回落试验a当顶升到位后 停留5分钟稳定一下 再做回落试验 b控制泄油阀 按顶升的各压力点进行回落 记录相对应的百分表下降数值 做顶升和回落轨迹图a 在座标纸上 正确点记上升和回落轨迹 分别将上升和回落轨迹按直线部分连接起来 并延长相交到零位线上的P2和P3点上 表 b 实际轴承承受的负荷压力值P1 P2 P3 2 Kg cm2 表44 例题P1 45 53 2 49 Kg cm2 c 如果测得压力P1过高或过低 均应用轴承底座垫调整 P1过高应减薄座垫厚度 过低则应增加座垫厚度 交验1顶升和回落合格后 将轴承底座把牢 请检查 船东和验船师到场 作顶升回落负荷交验 2顶升压力P1 和负荷F 允许 10 2020 3 27 58 3 27 2020 58 负荷试验示意图 2020 3 27 59 3 27 2020 59 推力轴及推力轴承是船舶轴系中的重要部件之一 其作用有两点 一是承受螺旋桨所产生的轴向推力 并传递给船体 使船舶前进或后退 二是保持整个轴系正确的轴向位置 如没有推力轴及轴承 则螺旋桨所产生的推力就要直接推动主机曲轴 使曲轴承受极大的轴向力 导致曲轴发生移动及歪斜 从而引起主机机件的损坏 推力轴可分为多环式和单环式两种 多环式又称为马蹄式 目前已经逐渐淘汰 单环式又称米歇尔式 是目前船舶常用的结构形式 推力环与轴锻制成一整体 两端的整锻法兰 一端与主机输出轴法兰相连 另一端与中间轴相连接 2020 3 27 60 3 27 2020 60 1 推力轴承又分滑动式和滚动式两种 目前滑动式用得最普遍 举例叙之 如图所示是滑动式推力式推力轴承结构简图 它由扇形推力块1 两端支持轴承2 轴承盖5与轴承座6等组成 推力轴支承在支持轴承上 推力块分布在推力环3的前后两端 前端面的推力块承受主机正车的推力 每块推力块与推力环接合的一面都浇铸有轴承合金 推力块的背面支靠在销子 是对油压中心偏心地安置的 当推力块受力时 能以销子作用能点作任意摆动 所以其又称为动块式滑动推力轴承 这样在运转时就能在推力环与推力块之间形成一层楔形油膜 从而减少摩擦阻力 当推力环沿箭头方向运动 受螺旋桨推力而压于推力块时 由于摩擦面间油膜作用在推力块上的总作用力并不通过球支点 因此滑油压力户与支点反作用力只形线一个力偶 使推力块倾斜 从而形成楔形油膜 可减少摩擦阻力 改善传动效率 延长使用寿命 这样在运转时就能在推力环与推力块得到良好的润滑 并能承受较大的工作压力 2 滑动式推力轴承 不论何种结构形式 在推力环与推力块之间都需有一定的轴向间隙 这是因为油滑膜和零件热膨胀所必需 而轴向间隙的调整 是通过安装在轴承座上的支持螺栓旋进旋出或调节垫板的厚薄而达到的 在直接传动的轴系安装中 有一点相当重要的是推力轴承的轴向间隙必须小于主机本身的推力轴承和连杆大小端轴向间隙 否则将引起主机有关部件的损坏 温度一般不超过60 2020 3 27 61 3 27 2020 61 推力轴承示意图 3 27 2020 62 推力轴承 推力块为一个扇形块 在靠近推力环的工作面上浇有白合金5 并在进油边2处制有圆角或斜面 在调节圈一侧有高低两个面1和3 高低面相交的棱边朋为工作时的支持刃 工作时它与调节圈工作面靠在一起 推力块两个侧面上都有凸台4 起着推力块间支撑和定位的作用 推力轴承在正常情况下是在液体动力润滑下工作的 在工作中如上图所示 推力块2绕支持刃偏转一个小角度 使推力块和推力环3的工作面间形成楔形空间 滑油被推力环带入楔形空间 产生了动力油压 推力环的推力通过动力油压传到推力块上 再经过支持刃传到调节圈1上 推力块由支持销1支承 图中示出推力块工作面上油的流动情况和压力的分布情况 推力增大时 推力块和推力环间的间隙减小 油的动压增加 传递的推力加大 转速过低时 动力油压变小 可能会因油压不足产生半液膜润滑 为了避免在这种情况下 工作面间发生金属接触 工作面粗糙度等级要很高 否则 推力轴承很容易产生烧损事故 2020 3 27 63 3 27 2020 63 轴承常见损坏形式除过度磨损外 尚有以下几种 至于它们的形式原因 有些已较清楚了 但也有一些目前尚未弄清 下面将对轴承中最常用 最重要的白合金轴承作主要的研讨 1 划伤 划伤是硬质外来物随同滑油进入轴承造成的 2 擦伤 擦伤的特征是白合金的部分覆盖层 对三层轴承 或白合金层被磨毛 变得模糊不清 甚至有部分覆盖层或白合金金属进入油槽或楔形斜面 引起擦伤的原因 有轴颈表面太粗糙 装轴时对中不良 滑油失压或变质 轴承间隙过大或过小