船舶轴系校中

轴系校中

轴系校中

船舶建造和轴系修理时，均有轴系安装和轴系校中工作，轴系的安装和校中质量直接关系到主机推进系统运转的可靠性和船舶航行的安全性。轴系的安装与校中都是依轴系理论中心线为依据的。

轴系的理论中心线是船舶设计的确定的轴系中心线。它是有首、尾两个基准点确定的，首基准点一般在前隔舱壁上或主机某处；尾基准点一般在后隔舱壁或舵系中心线后某处。理论中心线的高低由基准点的高度确定。单轴系的船舶的理论中心线位于船体的中纵剖面上；双轴系的中心线按船体纵剖面对称分布。

1、轴系校中的实质

轴系校中就是要按一定的要求和方法把轴系安装成一定的状态，在此种状态下轴系的各轴段内的应力和所有轴承上的负荷，都在允许的范围之内或具有合理的数值，从而使轴系能可靠地运转。轴系校中的实质就是准确地确定船轴机器轴承的位置。船舶轴系是否能可靠地运转，不仅取决于轴系的结构设计、材料和制造，而且更重要的是取决于轴系的安装质量。轴系校中、安装质量不佳，会造成轴承发热，尾轴承过度磨损、密封装置损坏和轴系振动等。因此，轴系校中是按照一定的原理和方法，将轴系布置成某种轴线状态，使各轴承上的负荷，各轴段内的应力、弯矩、转角等尽可能在允许值的范围内或取得合理的数值，从而保证轴系安全、可靠地运转。

2、轴系校中的原理和方法

轴系校中可以分为以下3种：

1）直线校中

根据轴系的理论中心线，将轴系各轴承中心布置成一条直线，这一过程称为直线校中。仅此原理的校中方法在产生中采用以下方法进行：

1）按法兰上严格规定的偏中值校中法。按直线校中时，各轴的连线应为一条直线，即偏移值δ=0、曲折值ф=0，生产中规定：δ≤0.10mm、ф≤0.15mm/m。测量时，直尺—塞尺法或指针法。

（2）光学仪器校中法。光学准直仪或投射仪校中轴系。以光学仪器的光轴作为轴系理论中心线来校准人字架、尾轴管、中间轴承等轴系部件的位置，是这些部件的中心线与主光轴重合。该法校中部件定位精度高、效率高。多用于成批建造的中、小型船舶。

2）按轴承上允许负荷校中

根据轴系的结构特点，确定轴承上允许的负荷的范围，校中时通过调节中间轴承的位置使轴系各轴承上的实际负荷在允许范围之内，这一过程称为按轴系允许负荷校中。校中后轴系中心线成曲线状态。生产中常用以下方法：

（1）测力计校中法。又成按轴承实际负荷校中法。利用测力计测量和调节各中间轴承的实际负荷使之在允许范围之内。

测量中间轴承实际负荷的方法有弹簧测力计、电子测力计等。液压千斤顶顶举法是较新的方法。此外还可采用电阻应变片测量轴系弯矩和计算轴承负荷的方法。尾轴承负荷一般采用公式近似求出。

（2）按照法兰计算的允许偏中值校中法。利用数学公式计算的方法将轴承上允许的负荷换算成相应法兰上允许的偏中值范围。轴系校中时，只要使法兰上的偏中值在允许范围之内，轴承实际负荷也就在允许范围之中了。

3）合理校中法

轴系合理校中又称为最佳校中。它是根据船舶轴系的实际结构，按照规定的约束条件，即规定的轴承负荷、应力和转角等的允许范围。通过校中计算确定各轴承的合理位置，把轴系安

装成规定的曲线状态，使个轴承的负荷负荷要求，分配合理，支承截面上的弯矩和转角在允许范围内。依次原理校中方法有：按轴承合理位置校中法、按法兰上合理偏中值校中法和按轴承合理负荷校中法。

轴系合理校中计算方法主要有：三弯矩法、迁移矩阵法和有限元法，并按最优化理论求得上述参数的最佳值，例如利用线性规划法进行优化计算。三弯矩法较为简单，应用较广泛。

轴系校中

在轴系合理校中计算书中，通常提供的主要计算结果有：各轴承的负荷、各轴承的位置和各法兰上的偏中值。

轴系校中内容除了包括有校中计算外还有安排校中工艺，即根据轴系安装工作的内容及安装顺序构成轴系的安装工艺工程。轴系安装的工艺步骤大致是：确定轴系的理论中心线、镗尾轴毂孔或人字架毂孔以及尾轴、中心轴的安装与校中。图为新造船舶轴系的安装校中工艺过程。修理船舶的轴系安装是因轴系发生振动、轴承发热和轴线偏差等故障，尤其是校中状态不再符合规范要求，根据测量值进行分析后制定出相应的修理、安装方案，然后进行轴系的校中安装过程。

3、轴系校中质量的意义

轴系校中的质量对轴系的正常运转和船舶安全可靠的航行至关重要，特别是对轴径大、轴系短和轴间距小的刚性较强的轴系尤为重要。校中质量主要影响有以下几方面：（1）保证轴内应力和轴承负荷处于正常范围；

（2）改善尾后轴承磨损情况；

（3）减少螺旋桨振幅和船体的强迫振动；

（4）保证减速齿轮的正常啮合和主机功率的传递。

目前，钢质海船建造时安装轴系广泛采用合理校中法。轴系合理校中的优点是：保证轴承负荷和轴应力不仅符合规定而且各轴承负荷分布均为合理，校中计算时还计及螺旋桨、轴承温度以及环境温度等的影响。