浅谈贵港航区建造船舶轴系安装及检验

摘 要：本文以广西贵港市江南船业有限责任公司工号为“JNC2012-11”船舶为实例，浅谈了目前贵港航区在建船舶的轴系安装工艺及检验的要点。

关键词：船舶轴系 安装 检验

船舶轴系是指从主机的输出端到螺旋桨之间的动力传动构件总称。它的主要功能是：将船舶主机发出的功率传给螺旋浆，同时又将螺旋桨在水中旋转产生的轴向反推力通过轴系中的推力轴承传给船舶，使船舶根据驾驶指令而航行。“JNC2012-11”船舶为一艘多用途船（集装箱船/一般干货船），A级航区，双机双桨，双轴系，尾轴采用滑油及冷却。该船舶轴系为短轴系，轴系的构件比较简单，有尾轴、尾轴承、尾轴管及尾轴管密封件等，无中间轴。

轴系安装质量的好坏，对保证轴系及主机正常运转以及对减少船体振动有着重要的影响。若安装质量不好，其运转时会造成尾轴管轴承迅速磨损、烧坏，尾轴管的密封件也因迅速磨损而造成泄露，致使主机曲轴的臂距差超过允许值，从而破坏齿轮箱的正常啮合和支撑轴承的正常工作并引起振动。验船师应该加强对轴系安装的检验，确保建造船舶的质量。

1.轴系安装工艺

该船采用的轴系安装顺序是：①通过轴系拉线法（拉钢丝法），在船台上确定轴系理论中心线；②轴系、舵系拉线定位；③船台镗孔定位；④进行尾轴管镗孔，镗好各孔之后安装轴承等附件；⑤尾轴管定位、安装；⑥在尾轴管安装尾轴、密封装置；⑦安装螺旋桨；⑧吊装齿轮箱、主机在机座上，以尾轴联轴器的法兰为基准，进行初步对中、定位及固定；⑨待船舶下水后，以尾轴联轴器的法兰为基准，最后对齿轮箱、主机对中、定位及固定。

由于现阶段贵港航区的船舶相对较小，所有船舶的轴系都为短轴系，并且轴系中只有螺旋桨轴而无中间轴，轴系受船体下水后变形的影响很小，所以按照以上方法来安装轴系基本能保证轴系的安装质量。

1 . 1确定轴系的理论中心线

轴系的理论中心线是安装轴系的基准。目前，在贵港航区基本都是采用轴系拉线法（拉钢丝法）来确定轴系的理论中心线。轴系拉线法不需要特殊的设备，操作简单、方便，在工作区域的首、尾两端竖立两个拉线架，其上装上拉线工具，将直径为0.5―1mm的钢丝线穿过所标定的轴系中心线前、后两基准点，在钢丝线的尾端用吊重的方法将钢丝线拉直，从而建立所需要的轴系中心线。该船为短轴系（约3.50m），钢丝线自重下垂所产生的影响较小，从而确保了轴系中心线的准确性。

轴系中心线左、右距离的确定：由于主机基座纵桁已安装好，而中心线要位于主机组两纵桁的中间且平行于主机座纵桁内侧面，故以主机基座纵桁为基准来确定中心线左、右距离，同时测量中心线到船舯的距离。

轴系中心线上、下高度的确定：轴系理论中心线与船舶的基线平行，但是为了确保螺旋桨有一定吃水量，可以使轴中心线与船舶的基线有一定的倾斜夹角δ，但倾斜夹角δ也不能太大，否则会影响螺旋桨的有效推力，一般倾斜夹角δ为1～3°左右。

1 . 2轴系、舵系拉线定位

在船体建造进度、周围环境等条件都适宜的情况下，轴系拉钢丝线与舵系拉钢丝线应同时进行。轴系中心线（钢丝线）经校核确定后，做好标记，并把它卸下。

1 . 3船台镗孔定位

在尾柱上安装尾轴管的孔，首先在车间内进行粗加工，留下的精加工余量待在船体上装配焊接好之后，再在现场就地进行镗孔。在所加工孔的端面上划出镗孔线和检验圆线，再按镗孔线进行镗杆的定位，之后进行镗孔。当尾柱、前毂等部件上的孔的中心线与轴系中线重合的情况下，才可保证装入尾轴管或轴承孔的轴心线与轴系中心线重合。1 . 4尾轴管镗孔、安装轴承等附件

尾轴管镗孔一般是在尾轴加工车间进行，尾轴管前、后轴承（铜套或铜套座、自动向心滚珠）在车间预先装嵌入尾轴管内，基本是在常温下采用压力式安装。 1 . 5尾轴管定位、安装

将尾轴管安放在轴系线确定的位置上，并用轴系中心线（钢丝线）穿过尾轴管内孔，系好在原先的标记上。用辅助工具仔细校核尾轴管使之与轴系中心线（钢丝线）对中。校核好的尾轴管定位后，要谨慎施焊：①防止过量施焊使尾轴管座变形，造成前、后轴承变形；②防止不合理的施焊造成尾轴管翘曲变形，尾轴装不进去，或转动困难。

1 . 6在尾轴管安装尾轴、密封装置

尾轴直接从船体外尾部向内插入尾轴管内，并检查尾轴在尾轴管的活动情况，尾轴应转动灵活，无紧滞现象。安装尾轴管的前、后轴封，然后安装尾轴联轴器。

1 . 7安装螺旋桨

螺旋桨与尾轴连接之前，其锥孔应在车间里与尾轴的锥面刮配好，安装时用起吊工具将螺旋桨托起，对准键槽后套进尾轴锥面上，因为锥面起传递主机扭矩作用，所以键的两侧应与键槽稍过盈配合。

1 . 8下水前吊装、对中、定位及固定

吊装齿轮箱、主机在机座上，以尾轴联轴器的法兰为基准，进行初步对中、定位及固定，安装时要注意检查机座垫片、机脚螺栓的数量及规格。1 . 9下水后对中、定位及固定

待船舶下水后，以尾轴联轴器的法兰为基准，最后对齿轮箱、主机对中、定位及固定，特别要注意紧配螺栓的安装。

2.轴系安装检验的要点

轴系定位检查时应注意实际轴线与设计轴线的偏离情况及轴系与舵系中心线的偏离情况。轴系中心线与舵系中心线相交度不大于3mm，两线垂直度不大于1mm/m。检查轴系中心线上、下高度要考虑如下因素：①主机和齿轮箱的油底壳是否与船底实肋板有一定距离，避免油底壳与船底实肋板发生碰撞。②螺旋桨桨叶与船壳外板的间隙C。该船为双桨船，螺旋桨叶与外板间隙C应不小于按下式计算所得之值：

C=K1K2D（0.1166Ne？+10）/100 （m）

式中：Ne――主机单机额定功率，kW；

D――螺旋桨直径，m；

K1――螺旋桨叶数修正系数：三叶，K1=1.2 ；四叶，K1=1.0 ；五叶，K1=0.85 ；

K2――船型修正系数： 船长小于或等于30m的船舶取K2=0.8 ；船长大于30m的船舶取K2=1.0 ；船长大于或等于40m的客船取K2=1.1 。

尾轴管加工后需进行0.2Mpa 水压试验，5分钟不得有渗漏。尾轴管上船安装后，需确定尾柱轴壳处的尾轴管管孔与原定轴中心线的偏差值以及加工精度均应在允许公差范围内。同时确定尾轴管镗孔中心，尾轴管前、后轴承的检验，检查轴承内、外圆的同轴度，外圆尺寸是否满足过盈量要求（过盈配合0.03～0.05 mm）。尾轴管装妥后，对尾轴管穿过的水舱应灌水进行水密试验，凡与尾轴管配合部位，不允许有任何渗漏。

尾轴在安装后而未装密封装置前，应用长塞尺从后轴承后端和前轴承前端测量尾轴与尾轴管轴承的左、右及上、下部位的间隙，要求上部间隙等于装配间隙，下部间隙用0.05mm塞尺插不进，左右两侧的间隙各自等于装配间隙的40%～60%。

带有键槽的螺旋桨应用色油及测隙片检查桨壳与螺旋桨轴锥体，键与键槽接触情况应符合要求。键的两侧应与键槽稍过盈配合，一般用0.03mm 塞尺检查时不应插入。螺旋桨压紧螺母装妥后，必须有防松装置，密封装置的锁紧螺母亦有可靠的防松装置。

尾轴油封装置在安装完毕后，安装好尾轴管的及冷却管路，尾轴滑油箱应设于满载水线以上适当位置，利用油柜与尾轴管的高度差产生的重力，可手摇泵至有回油时算起，连续压油3分钟，油封没有泄漏为合格，试验时应缓慢转动尾轴。

尾轴联轴器法兰与齿轮箱连接法兰连接时要注意检验连接螺栓的型式，判断是使用紧配螺栓连接还是使用普通螺栓连接。当使用紧配螺栓连接时，检验螺栓数量、材质、直径是否符合设计图纸的要求。而当使用普通螺栓连接时，在检验螺栓数量、材质、直径是否符合设计图纸的要求的同时，使用测力计（弹簧测力板手）验证预紧力，实际预紧力不小于设计计算时选定的预紧力视为合格。

轴系对中检验。轴系对中质量的优劣，直接影响到船舶主机工作的可靠性和安全航行。对中不良将导致尾轴轴承磨损加剧，甚至烧坏；齿轮箱啮合不良；轴系振动情况恶化等事故的出现。目前，我们使用的对中方法是法兰偏移曲折法，采用直尺和塞尺两种工具进行测量，并进行简单的计算而得。下水前，在主机、齿轮箱与轴系对中定位时测量轴系偏移值和曲折值，一般偏移值不大于0.15mm，曲折值不大于0.20mm/m。为了便于测量，在两连接法兰端面之间应有0.5～1mm 的间隙，且连接法兰应处在松脱状态（即收紧螺栓应完全松开）。

式中：φ垂――垂直平面的曲折值，mm/m；

φ水――水平平面的曲折值，mm/m；

D――法兰直径，m。

船舶下水后，考虑到船体的变形，支撑轴系的轴承是一个弹性结构，船体变形将影响轴承偏移位置的相对变化，一般是下水后3-5 天待船体下水后变形趋于稳定，并在早晚（或阴雨天）变形较小时作轴系最后对中调整，按照下水前使用的轴系对中方法进行轴系对中检验。

3.轴系系泊、航行试验

轴系与主机同时进行系泊、航行试验，具体按照系泊、航行试验大纲进行。轴系运转时，检验轴系运转的灵活性，检验尾轴管装置的油密性、水密性，确认轴系的滑油和冷却管系是否正常工作等；检验轴系有无异常响动及抖动情况；检验轴承有无发热现象，主推进轴系及其传动装置中的滑动轴承温度不超过70℃，滚动轴承的温度不超过80℃。

4.结束语

建造船舶轴系安装及检验环环相扣，轴系安装工艺直接影响到船舶质量，检验过程是对轴系安装质量的评定和保证，我们要加强船舶轴系的安装检验，确保船舶质量，保障船舶安全航行。

参考文献：

[1]内河船舶法定检验技术规则.人民交通出版社.2011.

[2]钢质内河船舶建造规范.人民交通出版社.2009.

[3]陆俊岫.船舶建造质量检验.哈尔滨工程大学.

[4]CB/Z338-1984船舶推进轴系对中.中国船舶工业总公司.

[5]周继良，邹鸿钧.船舶轴系原理及其应用.人民交通出版社.