轴系拆验及安装.ppt
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1、2024/5/2,1,轴系拆验及安装,2024/5/2,2,第十六章轴系拆验及安装examination of opened up part and installation of shafting161概述:1、轴系的组成:轴系是从主机输出端法兰后的推力轴起到螺旋桨轴为止,其中包括推力轴、推力轴承、中间轴、中间轴承、螺旋桨轴、尾管轴承及螺旋桨等部件。轴系有:单轴系、双轴系、多轴系;长轴系和短轴系等。,2024/5/2,3,.轴系的功用轴系的功用是:一方面将主机发出的功率传给螺旋桨,另一方面再将螺旋桨所产生的推力和拉力传给船体,使船舶前进和后退。,2024/5/2,4,162轴系和螺旋桨(pr
2、opeller)的拆验 修理的船舶在进坞或上排前应进行一次修前航行试验,并作出记录。试验中,主要应检查以下情况,1.轴系部件的振动情况,轴在各轴承处的跳动情况;2.轴承的温度是否过高;3.滑油和冷却水的泄漏情况;4.观察轴系在运转中的工作状态。这些情况可供确定修理内容时参考,并在修复后可作一对比。,2024/5/2,5,运转试验结束后,应测量轴系的轴向位置,以作为修复安装时的原始依据:测量推力轴的位置 可用三根样棒从上、左、右三点测量推力铀法兰到机舱壁的位置,在机舱壁上作出记号。测量尾铀的位置 也可用同样方法测量出尾铀管前端面到尾轴法兰之间的距离。注意测量点处都应打上记号,以免安装测量时造成误
3、差。,2024/5/2,6,1 拆卸前轴系状态的检查定义:轴系实际中线与理论中线的偏差大小即为轴线的弯曲度误差。在修理前,必须对其状态进行检验,轴系检验工作分为航行检验和拆卸后的检验两部分。航行检验主要是检查轴系在运转中的技术状态,如振动、轴承温度及漏油等状况。拆卸过程及拆卸后的检验,包括轴系校中状态检查、轴系径向间隙测量以及螺旋桨轴裂纹检查等。以上所有检验中,以轴系校中状态的检验最重要.在修理中,可能遇到的轴系校中状态有:直线校中、负荷校中和合理校中,2024/5/2,7,1.按连接法兰上的偏移和曲折检查轴系校中状况拆去连接法兰上的螺栓,全部中间轴尚未吊出之前,测量相邻连接法兰上的偏移和曲折
4、值。判断轴系技术状态决定修理方案。连接法兰上的偏移和曲折值,可用直尺和塞尺,也可用两对指针测量。对直线校中的轴系,应根据设计图支撑临时支承,如果是合理校中的轴系,则根据合理校中计算书规定部位支撑临时支承。,2024/5/2,8,2.按轴承上实际负荷检查轴系校中状况用合理校中法安装的轴系,各轴承的负荷均为已知值。因此在轴系各连接法兰螺栓未拆去前,可用顶举法,测出靠近轴承处的负荷,再换算得到轴承上的实际负荷。将此实际负荷与校中计算时的允许负荷相比较,从而可以判断轴系的技术状态,决定轴系的修理方案。用测力计校中的轴系仍用测力计检验其轴系校中状态。轴系状态的顶举法检验,也适用于其他校中方法的轴系,所测
5、得的数值,可供以后安装轴系时参考。,2024/5/2,9,3.两端轴同轴度误差的检查1)光学仪器法:步骤:()将全部中间轴吊出;()利用夹具将投射仪安装在曲轴法兰的端面上;()在尾轴法兰端面上安装一个刻有十字线的对光靶,使此光靶的十字线交点与尾轴轴心重合;()调整投射仪的位置,使投射仪投射出的十字线交点与曲轴旋转轴心线在尾轴法兰端面上相交。,2024/5/2,10,调整方法如下:、将光仪主光柱的十字线交点投射到尾轴法兰端面上的对光靶上,记为点;、旋转曲轴180,得十字线另一交点,记为点;、连接、两点,求其中点;、调整光仪位置,使光仪投射出的主光柱十字线交点与点重合;、再旋转曲轴180,看其两点
6、还是否重合,如果不重合,则重复、和步骤,直至重合或误差在规定范围之内为止;固定光仪不动。,2024/5/2,11,()测量a、a:当曲轴和尾轴不同轴时则两十字线交点将不重合;测量两线交点在垂直方向的偏差为a、水平方向的偏差为a。()然后,将投射仪安装在尾轴法兰端面上;在曲轴法兰端面上安装一个刻有十字线的对光靶,此光靶的十字线交点与曲轴轴心重合;重复上面的调整步骤。这时也可得到曲轴和尾轴轴心在垂直方向和水平方向上的偏差b及b。符号规定:a、a的符号规定为:当对光靶十字线交点在投射仪十字线交点下面时为正;反之为负。b、b的符号规定:当对光靶十字线交点在投射仪十字线交点的右舷时为正;反之为负。,20
7、24/5/2,12,两端轴同轴度误差是以两轴的倾斜度及偏移量f表示的。在垂直平面=(+)/L f=+.c 在水平平面=(+)/L f=+.c式中:a、a、b、b、f、f的单位 mm;、的单位 mmm;、c的单位 m。)平轴计算法:拆除所有法兰盘上的连接螺钉,用直尺和塞尺测出各对法兰上的偏移值和曲折值,然后计算出两端轴在垂直平面和水平平面的总偏移量总及总曲折值总。,2024/5/2,13,平轴计算法,2024/5/2,14,垂直平面:总1(l1+l2+ln)+2(l2+l3+ln)+1+2+n+1总=1+2+n+1水平平面:总1(l1+l2+ln)+2(l1+l2+ln)+1+2+n+1 总=1
8、+2+n+1式中:n中间轴数目;正负符号规定:1,2和1,2,当法兰开口向上或向左舷时为正,反之为负。mm/m;1,2和1,2,当首端轴的偏移相对后部轴是向下或向右舷时为正,反之为负;mm。,2024/5/2,15,)平轴法:从前向后或从后向前调节中间轴的临时支承,使各对法兰的偏移和曲折均为零,这时最后一对法兰的偏移和曲折值即为两端轴的总偏移量总和倾斜度总。,2024/5/2,16,2 轴系的拆卸(shafting disassemble).水上拆卸工作:包括所有法兰连接处的护板、外罩、管系和相应的附件。这些工作在测量轴系的弯曲度误差和两端轴同轴度误差之前就要进行的。.坞内拆卸工作:包括拆开尾
9、轴管填料函、尾轴密封装置,拆下螺旋桨,从尾轴管轴承中抽出尾轴,压出尾轴管轴承等。,2024/5/2,17,螺旋桨的拆卸方法:)用楔块(wedge)拆卸,2024/5/2,18,)用液压千斤顶(hydraulic ram)拆卸,2024/5/2,19,用液压千斤顶(hydraulic ram)拆卸,1螺旋桨轴2螺旋桨3螺栓4活塞5壳体6安装螺母7橡皮环,2024/5/2,20,3)加热使环氧树脂粘结剂软化后再用上述方法拆卸:对用环氧树脂粘结剂粘结的螺旋桨。4)对无键连接液压套合的螺旋桨:采用液压方法拆卸。,2024/5/2,21,3 轴系修理方案的确定判断所测出的、是否超差:.根据轴系计算长度计
10、和轴颈直径在表16-(P145)中查出总、总,画三角形总、总。.将所测得的、值放入所画三角形总、总内描点,看、的交点是否在三角形总、总内,如果在,则为合格,如果不在,则为不合格,应进行修理。注意:在表16-中的标准,如果曲轴直接与中间轴相连接时,其安装标准应较表中值缩小50%。,2024/5/2,22,两端轴允许的偏移及曲折值,2024/5/2,23,曲轴直接与轴系连接较表中标准值缩小50%,2024/5/2,24,4 确定轴系修理方案(repair plan).采取偏心镗削尾轴管(stern tub)要求尾轴管镗削后,其安装衬套部位壁厚最薄处不得小于新制的最小值的80%(灰铸铁)。球墨铸铁尾
11、轴管,其厚度应为灰铸铁的0.70.8倍。钢制尾轴管镗削后,最小壁厚见表16-2(P145)。.移动主机位置如两端轴偏移量过大,采取偏心镗削尾轴管不能借正过来,则应移动主机位置。但要求主机机座下面垫片的厚度不能超过允许值(活动垫片2070mm,固定垫片1260mm)。,2024/5/2,25,.既偏心镗削尾轴管,又移动主机位置单独地偏心镗削尾轴管或单独地移动主机位置都无法借正,此时就采用既偏心镗削尾轴管,又移动主机位置。.调整中间轴轴承的位置,使、值在允许范围如果两端轴同轴度误差在允许范围内,而个别中间轴法兰的、值超过规范即弯曲度误差超差,则应调整中间轴轴承的位置,使、值在允许范围。,2024/
12、5/2,26,163 轴系理论中线的确定1 基准点的确定(前后、左右、高度的尺寸)轴系理论中线的基准点有两个点,一般是在轴系布置图上给定的。“前、后位置,在某号肋位上或距某号肋位多少距离”、“高度位置,在距双层底或基线的距离”、“左右位置,若单轴系,就在船舯线、双轴系,会给出距船舯线两边的距离”。用直尺测量和吊铅锤的方法找出,焊好基准架,并标出基准点或对光靶十字线交点的位置。,2024/5/2,27,如长江中下游的“东方红11#”型客班轮(大班轮),图纸告诉为:1.前、后位置:前基准点在73.5#肋位上;后基准点在3#肋位上。2.左、右位置:前基准点在73.5#肋位上距船舯线1853mm;后基
13、准点在3肋位上距船舯线2500mm。3.高度位置:前基准点在73.5#肋位上距船双层底947mm;后基准点在3肋位上距船基线1450mm。2 轴系理论中线的确定方法.拉线法:所谓拉线法就是以两基准点为基准,拉一条钢丝线,此钢丝线即为轴系理论中线。1)拉钢丝线 通过前、后两基准点,拉一条钢丝线,两基准点间钢丝线不同位置处的下垂量y可用下式求出:,2024/5/2,28,y=qx(l-x)0.992T(m)式中:q钢丝单位长度的自重,m;x所求下垂量处到基准点的距离,m;l前、后两基准点间的距离,m;T挂重,N;0.99修正系数。,2024/5/2,29,)进行下列项目的检查(1)用钢直尺检查人字
14、架毂孔、尾柱毂孔与理论中线的同轴度误差(即检查镗孔后的最小壁厚):()检查主机底座面板、中间轴承底座面板左右位置和高度尺寸:,2024/5/2,30,()画加工圆和检验圆:位置:人字架毂孔后端面上,尾柱毂孔后端面上,尾尖舱加强板前端面上、机舱后隔舱壁上等。,2024/5/2,31,.光仪法)投射法,2024/5/2,32,()基准光靶(light target)的设置及仪器位置的调整;,2024/5/2,33,2024/5/2,34,()底座位置及柱毂厚度的检查;、底座面板左右方向的倾斜的检查;、底座面板高低和左右位置的检查;、柱毂厚度的检查。()按轴系理论中线划加工圆和检验圆线。)望光法)激
15、光的应用特点:()单色性好即波长范围很窄,小于几埃;()方向性好,发散角很小,投射距离远;()激光束的亮度高,白天能够使用,2024/5/2,35,、激光导向准直仪:,2024/5/2,36,1目镜;21:1转像系统;3分划板(缝隙);4调焦透镜;5物镜组;6波带片;7氖激光管;8直角棱镜;9光阑;10十字成像截面,、激光衍射准直仪:,2024/5/2,37,164 按轴系理论中线镗孔(boring)1 镗孔技术要求)尾柱轴毂孔的圆度、圆柱度(circularity,cylindricity)误差不大于0.02mm;)尾柱轴毂孔、人字架轴毂孔和尾隔舱壁孔应同轴,同轴度误差不大于0.10mm;舵
16、系的上、中、下舵承孔应同轴,同轴度误差(error of axiality)不大于0.20mm;)孔端面加工后应与孔轴心线垂直,垂直度误差(error of perpendicularity)不大于0.15mm/m;)加工表面粗糙度要求:配合面Ra(3.21.6),非配合面Ra25。,2024/5/2,38,2 装置 镗排,2024/5/2,39,2024/5/2,40,2024/5/2,41,3 镗杆定位positioning of boring bar.以所划的加工圆线或检验圆线为准测量到镗杆外圆的距离,2024/5/2,42,.用光仪定位:(空心镗杆)4 工艺措施:.避免船体变形的影响:
17、应将镗杆的支承连接在船体上,即被加工孔的附近焊架子。.减少振动:由于电动机有振动,一般将电动机和减速箱放在与船体分开的架子上。.提高系统刚度:)提高传动系统的接触刚度:,2024/5/2,43,)提高镗杆刚度:增大镗杆直径、减轻镗杆重量(中空型)、缩短镗杆支承的距离(或加中间支承)。,2024/5/2,44,)正确选择镗杆支承的结构:选择可调间隙的轴承。,2024/5/2,45,165 尾管、螺旋桨轴、尾管密封及螺旋桨的安装installation of stern tub,propeller shaft,sealing of stern tub,propeller1 尾管的安装.尾管的结构
18、1)焊接结构:(无独立尾管结构),2024/5/2,46,)有独立尾管结构(老型式):()从首向尾装,用螺母固紧。(装配式)()从尾向首装。(装配式)()从首向尾装,用焊接固紧。.安装工艺尾管可用葫芦拉送(小船)或用滑车(中型船),小车、轨道(大型船)送入。注意,送入一定长度后,尾管尾端将倾斜,当直径配合面接触时,要加压力压入。等螺纹部分伸出轴毂牙后,立即上螺母。,2024/5/2,47,2024/5/2,48,.水密试验(watertight test)尾管装妥后,对尾尖舱灌水作水密试验,以检查尾管与尾轴毂孔前端面和尾隔舱加强板间有无泄漏。如漏,用水泥或环氧树脂粘结剂修补,直到合格为止。.尾
19、管轴承的压入(forcein of stern bearing)对焊接式(无独立尾管结构)的压入:“过盈量0.010.03mm,压力2080t”(在船台上或车间里)。用环氧树脂粘结剂将尾轴管粘结在尾柱和尾尖舱的前隔舱壁加强板(前轴承座板)上。注意:尾管轴承为铁梨木时,则应经常浇水,防止干裂。,2024/5/2,49,2 螺旋桨轴的安装(installation of propeller shaft)螺旋桨轴的型式有前端为固定法兰式(fixed flange)和可拆法兰式(loose flange)两种,对于前端为固定法兰式螺旋桨轴,必须从船内向船外进行安装。对于前端为可拆法兰式螺旋桨轴,都是从
20、船外向船内进行安装。,2024/5/2,50,2024/5/2,51,3 密封装置的安装(assemble of sealing arrangement)1.密封装置的型式:密封装置的型式有径向密封装置和端面密封装置;2.密封装置的安装:先在车间安装、试验好后,再上船安装。,2024/5/2,52,1压紧环;2铬铜套筒;3压盖;4橡皮环;5中间环;6凸缘环,1,2,3,4,5,6,7,1凸缘;2,4扎紧环;3弹性环;5定位环;6耐磨静环;7耐磨动环,2024/5/2,53,4 螺旋桨的安装 1.键连接和环氧树脂粘结剂粘结的螺旋桨(先对配合面进行刮配):可用专用板手或液压千斤顶及液压螺母进行压入
21、安装。,2024/5/2,54,2.无键连接液压套合的螺旋桨:1)推入量S和压装力PC的计算:(1)推入量S的计算:螺旋桨轴向推入量有最小推入量S1和最大推入量S2,最小推入量S1是指保证正常运转时所需的推入量;最大推入量S2是指应力达到螺旋桨材料屈服极限的70%时的推入量。无键连接液压套合的螺旋桨安装时,S应满足下式:S1 S S2按规范S1和S2计算公式:S1=1/K47750104(Ne/Ane)(C1/E1+C2/E2)+(2-1)(35-t)d1+0.03S2=1/K0.7Sd1(K22-1)/(3K24+1)1/2(C1/E1+C2/E2)-(2-1)d1t,2024/5/2,55
22、,式中:S1最小推入量,mm;S2最大推入量,mm;K螺旋桨轴端锥度,K1/15;Ne传递到螺旋桨轴的额定功率,kW;ne传递Ne时的转速,r/min;A螺旋桨桨毂与螺旋桨轴的理论接触面积,mm2;E1螺旋桨材料弹性模数,钢质轴:20.6104,MPa;E2螺旋桨材料弹性模数,铜质螺旋桨:11.77104;MPa;t螺旋桨套合时的温度,;1螺旋桨材料的线膨胀系数,钢质:1=1110-6,1/;2螺旋桨材料的线膨胀系数,铜质:2=1810-6,1/;S螺旋桨材料的标定屈服极限,MPa,2024/5/2,56,C1=(1+K12)/(1K12)1;C2=(K22+1)/(K221)2;K1=d0/
23、d1;K2=d2/d1 其中:d0轴中孔直径,mm;d1套合接触长度范围内轴的平均直径,mm;d2螺旋桨桨毂的平均外径,mm;1螺旋桨轴材料的泊松比,钢质:1=0.30;2螺旋桨材料的泊松比,铜质:2=0.34;,2024/5/2,57,2)轴向压装力的计算:轴向压装力包括两个方面:一是根据锁紧力所需要轴向压装力,二是克服螺旋桨桨毂脱落所需要轴向压装力。湿式安装时轴向压装力的计算如下:(1)接触面单位压力的计算:pc=Sd0/2/1/E2(K22+1)/(K221)+1/=1E2(1+K12)/(1K12)1/(MPa),2024/5/2,58,(2)轴向压装力的计算:pt=pcA(+)+pe
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