畢業(yè)論文船舶軸系校中的工藝研究

1、畢業(yè)論文題目： 船舶軸系校中的工程研究The study of Shapping shaft system alignment系另比 船舶工程學院專 業(yè)：機電設備維修與管理班 級:姓 名:學 號:指導教師:摘要：在船舶建造、修理過程中，軸系校中極為重要，其質量的好壞不但影響到 船舶航行的時間長短，更影響到船舶航行時全體船員的人身安全。 因此對軸系合 理對中的研究，成為船舶工程的重要課題。本篇論文主要論述了船舶軸系校中的含義、原理、分類和方法以及其校中狀 態(tài)的檢驗。關鍵詞：船舶 軸系校中 質量含義原理分類方法檢驗目錄（宋體小四號字體）1 船舶軸系校中的含義 ,12 校中原理 ,13 分類 ,27

2、丿/J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J JJ4 方法 ,24.1 船舶軸系按線性校中 ,24.1.1 軸系按法蘭上嚴格規(guī)定的偏中值校中法 ,24.1.2 軸系采用光學儀器校中法 ,44.2 船舶軸系按軸承上允許負荷校中 ,84.2.1 軸系用測力計校中法 ,84.2.2 軸系按法蘭上計算的允許的偏中值校中法 ,114.3 軸系合理校中 ,114.3.1 計算方法 ,114.3.2 計算內容 ,125 軸系校中狀態(tài)的檢查 ,125.1 軸系中心線偏差度的檢查 ,125.1.1 相鄰軸系連接法蘭的性對位置 ,125

3、.1.2 偏移值和曲折值的測量和計算 ,135.1.3 用相鄰軸連接法蘭上的偏中值檢驗軸系中心線的偏差度 , 145.2 軸系兩端軸同軸度偏差的檢驗 ,151船舶校中的含義眾所周知，船舶軸系在運轉中承受著復雜的應力和負荷，主要包括：螺旋槳的扭矩及其產生的扭應力、螺旋槳的推力及其產生的壓應力、 螺旋槳及軸系部件 的重量所造成的負荷及其產生的彎曲應力、 由于軸系安裝時的彎曲或由于船體變 形彎曲在軸內所造成的附加彎曲應力及在軸承上所造成的附加負荷等。此外，軸系還要承受由于主機工況變化、螺旋槳震動、軸系中個別軸承失載以及主機或船 體發(fā)生事故所造成的軸系振動和由此而產生的附加應力及附加負荷。實踐證明，為

4、確保軸系長期安全正常地運轉， 除在軸系設計時應保證具有足 夠的強度及剛度外，在軸系安裝時，應保證它具有合理的狀態(tài)，使軸系各軸段內 的應力及各軸承上的負荷均處在合理的范疇之內。經理論分析和圣餐實踐證明，安裝好的軸系，其各軸的應力及各軸承上的負 荷是否合理，除設計因素之外，則主要取決于軸系校中質量的好壞。 本論文的任 務是力圖從軸系校中的合理性方面進行理論及實踐的論述。必須指出，有關軸系設計與計算雖不是本論文研究的范圍， 但軸系校中于軸系設計是密切相關的， 這 兩者應協(xié)調一致、統(tǒng)籌設計，才能確保軸系工作的可靠性。何謂“軸系校中” ？軸系校中就是按一定的要求和方法， 將軸系敷設成某種 狀態(tài)，處于這種

5、狀態(tài)下的軸系，其全部軸承上的負荷及各軸段內的應力都處在允 許范圍之內，或具有最佳的數(shù)值，從而可保證軸系持續(xù)正常地運轉。顯然，對船舶軸系校中原理和方法的研究， 及其在生產中的合理應用，是提 高船舶建造及其修理質量的一個重要方面，同時對提高船舶動力裝置安裝工程的 經濟性也很有意義。2校中原理組成船舶軸系的各軸段，通常是用法蘭聯(lián)軸器連接成整根軸系， 由于這些軸 在加工時規(guī)定其法蘭的外圍與軸頸應用同軸，法蘭端面與軸心應垂直，故毗鄰兩根軸以其法蘭連接是，如果兩軸的連接法蘭達到同軸，則此毗鄰的兩根軸亦同軸 （這是把軸作為剛體看待，未考慮軸的撓度及加工誤差）；反之，若兩連接法蘭 不同軸，即存在偏中，則此毗鄰

6、的兩根軸亦不同軸。兩連接法蘭的偏中，通常用“偏移”及“曲折”表示。所謂“偏移” （常用 符號S表示），是指狼法蘭的軸心線不重合，但平行，如圖2-1a）所示。所謂“曲 折”（常用符號表示），是指兩法蘭的軸心線交叉成一定角度，如圖 b）所示。 圖c）則示出毗鄰兩法蘭既存在偏移，又存在曲折的情況。圖2-1兩軸連接法蘭的偏移和曲折顯然，在進行軸系校中時，只要逐段地調節(jié)毗鄰兩軸的位置， 使軸系中每對 連接法蘭上的偏移及曲折均為零 （即8=0,護0）,這時如果忽略法蘭因軸端自重 下垂的影響，則可認為像這樣校中好后的軸系具有直線性。然而，在世界校中時要完全達到各對法蘭上的偏移和曲折均為零時極為困難的，甚至是

7、不可能的，故在按直線性校中時也允許法蘭上存在很小的偏中值，以保證軸系校中好后基本上仍具有直線性。這樣很小的允許偏中值在以往的有關規(guī) 范或標準中都曾作過嚴格的規(guī)定。3分類在船舶及艦艇的建造和修理中，進行軸系校中的方法是多種多樣的。 但就其 基本的原理而論，本人認為可劃分為如下三類：按直線性校中原理；按軸承 上允許負荷校中原理；按軸承上合理（或最佳）負荷校中原理?，F(xiàn)將目前國內外進行軸系校中的一些方法分類，如框圖 3-1所示。按KStt校中用光學儀校中袪用樣軸校中法按軸!承上允11中1許負荷校中用測力計橈中袪按法蘭上嚴格攬定的偏中fit校審法I按軸承合理拉遇11校中祛1按繼承上合理貸荷狡中按唏黠針屮

8、1繪法蘭上計算的允 許怕中值校中檢圖3-1 軸系校中法分類框圖4方法4.1船舶軸系按直線性校中4.1.1軸系按法蘭上嚴格規(guī)定的偏中值校中法（1）連接法蘭上偏中值的測量及計算 用直尺及塞尺測量偏移、曲折法：A偏移的測量及計算：將直尺依次在法 蘭外圓的上、下、左、右四個部位上緊貼，同時塞尺在每一個部位上測量直尺與 另一法蘭外圓表面之間的間隙值，并分別用a上、a下、a左、a右表示，如圖4-1所示。-官尺，3E尺圖4-1用直尺和塞尺測量法蘭的偏移、曲折顯然，兩法蘭在垂直平面的偏移值為：S 垂=（a 上 +a 下）/2（ 4-1， a）兩法蘭在水平平面的偏移值為：S 水=（a 左 +a 右）/2（4-1

9、 , b）式中：S垂垂直平面的偏移，mn;S水水平平面的偏移，mm式中在計算偏移時，采用上、下、左、右兩部位上測量值的平均值，即（ a 上+a下）/2或（a左+a右）/2，則可消除兩法蘭直徑加工誤差影響。B曲折的測量及計算：用塞尺依次在法蘭端面的上、下、左、右四個部位上 測量兩法蘭端面之間的間隙值，并分別用b上、b下、b左、b右表示。顯然，在垂直平面的曲折值為：垂=（b 上-b 下）/D（4-2，a）在平面的曲折值為：水=（b左-b右）/D （4-2，b）式中：垂垂直平面的曲折， mm/n;水水平平面的曲折， mm/mD法蘭直徑，m為便于記錄和計算可列成表格進行、如表4-1所示表4-1偏移的測

10、量及計算測量部位間隙偏移mm間隙曲折mm/m垂直平面上a上S垂=（a上+a下）/2b上垂=（b上-b下）/D下a下b下水平 平面左舷a左S水=（a左+a右）/2b左水=（b左-b右）/D右涎a右b右 用兩對指針測量偏移、曲折法：當軸連接法蘭的直徑較?。ㄐ∮?00mr）或相連接的兩法蘭的直接不等時，則應采用兩對指針測量器偏移和曲折才能獲得 較準確的數(shù)值。這時，先在法蘭的外圓上對稱地裝上兩對指針，如圖4-2所示。測量時，將兩軸共同旋轉一，并在兩軸旋轉前(0)及旋轉到90、180、270時用塞尺進行測量各對指針之間相應的間隙al、bl、cl、di (0時)，a2、b2、c2、d2( 90 時)，a3

11、、b3、c3、di( 180 時)，a4、b4、c4、d4( 270 時) 等。這時，在垂直平面的偏移為：3 垂=(ai+ a3) - ( bi+ b3)/4在水平平面的偏移值3水為：3 水=(a2+ a4) - (b2+ b4)/4在垂直平面的曲折0垂為：$垂=(ci+ C3)- (di+ d3) /2S在水平平面的取值0水為：0 水=(C2+ C4)- ( d2+ d4)/2S式中：S為兩個水平指針的間距，單位為 m 3垂、3水、0垂、0水同(4-1 )及 (4-2)式。為便于測量和計算，亦可列成表格進行，如表4-2所示。表4-2偏移曲折計算軸的位置測量部位偏移指針間隙偏移 mm0 及 1

12、80 上a1b33垂=(a1+ a3) - (b1+ b3) /4下b1a390 及 270右舷a2b43水=(a2+ a4) - (b2+ b4) /4左舷b2a4軸的位置測量部位偏移指針間隙曲折 mm/m0 及 180 垂直平面上C1d30 垂=(c1+ c3) - (d1+ d3) /2S下d1C390 及 270水平平 面右舷C2d40 水=(C2+ C4) - ( d2+ d4) /2S左舷d2C4(2)連接法蘭上偏中值的嚴格規(guī)定在很長的一段時間內，各國在按直線性校中軸系時，對法蘭上的允許偏中值 都曾作過嚴格的規(guī)定，最初對允許的偏中值規(guī)定極嚴，即規(guī)定偏移3 0.05mm曲折0= 0.

13、05mm/m實踐證明，對法蘭上的偏中值規(guī)定的如此苛刻是沒有必要 的，不僅在施工中很難達到，而且給軸系校中安裝以及檢驗帶來許多困難。因此，隨后對法蘭的允許偏中值的規(guī)定逐步有所放寬：一般規(guī)定3 0.10mm 0 0.15mm/m 而且有些國家還放寬到 3 0.30mm 0 = 0.30mm/m4.1.2軸系采用光學儀器校中法(1) 光學儀器校中原理用于進行軸系校中的光學儀器有兩種類型， 一種是光學準直儀，又稱瞄準儀； 另一種是光學投射儀，又稱投影儀。采用瞄準儀進行軸系校中時，用人的眼睛透 過儀器觀測目標，瞄準定中；采用投影儀校中時，目標則按儀器所投射的十字線 進行定中。(2) 用光學儀校中減速器法

14、具有減速器的軸系傳動裝置，常以先安裝軸系中線定位好的減速器為基準利 用光學儀器基準軸系。為此，應按軸系中線先進行減速器的校中， 使減速器大齒 輪軸的軸心線與軸系中線重合。 按軸系中線校中減速器法：校中前，在機艙的后橫隔艙壁上設置前光靶（帶 有小孔，便于光通過），在船尾人字架（或尾柱）孔后端設置后光靶，如圖4-3所示。這兩個光靶的中心應與通過這兩處的軸系中線（由放樣坐標確定）重合。 顯然通過此兩光靶的直線必然與軸系中線重合。然后按下列步驟進行減速器的校 中。1-FS-SP. 2-前普楓齊減凍壽.程射仗圖4-3 減速器校中時光靶的設置A光學儀在減速器大齒輪軸上的定位。將光學儀用安裝夾具裝在減速器大

15、 齒輪空心軸的首端，如圖4-4所示。為保證以儀器的主光軸與大齒輪的、軸的軸心線重合，在加工安裝夾具時，其定位盤6的定心凸臺與緊固儀器兩支架的孔應 嚴格同軸。一投射汶】2安裝夾冥j 緊面螺栓產仆調節(jié)螺訂$ “減速塞大債超 軸甲定i壓譴& 安裝光覇的托架圖4-4 光學儀在減速器軸上的安裝B在大齒輪軸上裝好光學儀器后，用下法檢驗儀器主光軸與大齒輪軸的軸心線是否重合。這時在機艙后橫隔艙壁上帖一張白紙， 將儀器中的十字線投射到白紙上，如圖4-5所示,第1次投射* 2第2次投射* 3-定位好投射圖4-5光學儀器按軸旋轉中心的定位用筆將此十字線的交點A記在白紙上。然后將大齒輪連同光學儀器旋轉 180, 這時

16、，如光學儀的主光軸與大齒輪軸心不重合，再用筆記下B點。平分連接AB的直線得C,并用筆記下。用安裝夾具上的調節(jié)螺釘調整夾具在軸上的位置，使 儀器所在投影的十字線交點與 C重合。再擰緊夾具的緊固螺栓將夾具在軸上固 緊。此后再將大齒輪軸旋轉180。，如儀器投影的十字線交點仍與 C點重合，則 說明儀器的主光軸已與大齒輪軸的軸中心線重合；否則，需按上述過程再重合地進行一次，使光學儀在大齒輪軸上精確地定好位。 按基準光靶校中減速器：按前后兩基準光靶1和2 （見圖4-3 ）校中減速器的過程如下：將光學儀的十字線投影到前光靶上，并穿過前光靶的中孔同時投 射到后光靶上。這時由于減速器尚未調整，儀器的十字線則不可

17、能與兩個光靶的 十字線重合，如圖4-6a）所示。軸樂中繆儀器主迓軸65前基準光祀詰后基準光靶.3-后端調節(jié)蛭栓前端謂節(jié)螺栓 A光學投就儀$堿連器圖4-6按基準光靶校中減速器過程用裝在減速器后端的調節(jié)螺栓調整減速器的位置，使儀器投射的十字線與前 端光靶1上的十字線重合，如圖4-6b）所示。再用裝在減速器前端的調節(jié)螺栓 調整減速器的位置，使儀器投射的十字線與后基準光靶 2十字線重合，這時儀器 的十字線顯然與前基準光靶的十字線發(fā)生偏移，如圖4-6c ）所示，但這時的偏移較之圖4-6a ）情況下的偏離要小得多。同時，用減速器前后端的調節(jié)螺栓平 行地移動減速器，使儀器所投射的十字線與前基準光靶的十字線重

18、合。這時，儀器投射的十字線與后基準光靶的十字線也會產生不大的偏移，如圖4-6b ）中的偏離亦小得很多。往下將上述調整過程再重復地進行 12次，就可使光學儀所投 射的十字線與前后兩基準光靶的十字線同時重合。由于兩基準光靶預先已按軸線 中線定位，故這時減速器大齒輪軸的軸心線必然與軸系中線重合。此減速器按軸系中線校中好后，就可作為其后校中軸系的基準。 用光學儀校中軸系法：用光學儀校中軸系時，通常是將儀器裝在與軸系連 接的減速器大齒輪軸上，或裝在主機曲軸的尾法蘭上，并預先按軸系中線將減速 器或主機校中好。這時光學儀所投射的十字線就是其后校中軸系各部件的基準。具有雙軸系裝置的船舶，其尾軸的尾端用人字架軸

19、承支承， 首端用尾軸管前 軸承支承；其中間軸用各自中間軸承支承；推力軸用推力軸承中的徑向軸承支承。 顯然，校中后的軸系狀態(tài)完全由各個支承的位置所決定。用光學儀器按直線性校中軸系，通常就是按作為校中基準的儀器所投射的十字線校準人字架、尾軸管、 中間軸承、推力軸承等軸系中這些支承部件的位置， 使這些部件上孔的中心線與 儀器的主光軸重合（但應考慮油隙的影響）。具體方法如下。A用光學儀校中人字架：在車間里完全加工好的人字架，利用光學儀器進行校中安裝，則可免除在現(xiàn) 場用專門鏜孔設備就地進行人字架鏜孔。這種工藝在建造小噸位船舶時常被采 用，其工藝過程如下：將在車間里已最后鏜過孔的人字架運到現(xiàn)場，利用專門的

20、安裝夾具支撐在船 尾安裝部位。如圖4-7所示，在人字架孔中用兩個定位圓盤同軸裝入一根空心樣 軸，并在空心樣軸的兩端各裝一個光靶， 光靶的中心經調節(jié)應與樣軸的軸心線重 合。樣軸用座子支持，座子用調節(jié)螺栓及滑板安放在底板上， 底板用支架臨時連 接在船體上。-人字架/ z-樣軸* a左tk回盤乍4光 耙* 5-座子百-底板鼻支架謁-滑板圖4-7 校中人字架的安裝夾具校中時，按基準光學儀器所投射的十字線調節(jié)樣軸的位置，直到樣軸兩端光靶的十字線與儀器的十字線同時重合為止，則此人字架可認為已按軸系中線校中 好了。這時用點焊將人字架焊在船體上，再用光學儀校驗一次人字架的位置后將 人字架與船尾完全焊牢。在焊接

21、時應采取措施防止人字架移動和變形。小噸位單軸系船舶的尾柱，在車間內最后鏜好安裝尾軸管的孔后， 亦可采用 光學儀在船體上定位焊接。其工藝如上述安裝人字架的工藝大體相同，故不贅述。大噸位的船舶的人字架及尾柱上安裝尾軸管的孔，通常是在車間內進行粗 鏜，留下的精加工余量待在船體上裝配焊接好之后，再用專門的鏜孔機（鏜排） 在現(xiàn)場就地進行鏜孔。這時可按基準光學儀的主光軸進行鏜桿的定位。當人字架、尾柱等部件上的孔的中心線與軸系中心線重合的情況下，則可保證裝入其中的尾軸管或軸承孔的軸心線與軸系中心線重合。B用光學儀器校中中間軸承：為了將全部中間軸成直線地安裝在軸系中線上， 可將全部中間軸承按基準光 學儀器進行

22、校中。校中時，現(xiàn)在安裝中間軸承的基座上裝一個安裝夾具，如圖 4-8中2所示。在夾具的兩個可調節(jié)支架的孔中各裝一個光靶，光靶中心經調節(jié) 應與支架中心線重合。調節(jié)支架的位置，使其孔中兩個光靶中心均與基準光學儀 的主光軸基本重合。然后從可調支承架孔中取出光靶，裝入一根空心樣軸，此樣 軸的兩端各同軸地安裝著一個光靶。將所需校中的中間軸承套在樣軸上（用紙墊 將軸承上部的油隙壓死），如圖4-8左圖所示。然后，再按基準光學儀精確校準 樣軸的位置，使其兩端的光靶中心與儀器主光靶完全重合，則此軸承就達到了按圖4-8 校中中間軸承的安裝夾具按此法將全部中間軸承逐個地校中好， 在各軸承下配制墊塊和定位螺栓，并 用基

23、座螺栓將各軸承緊固在基座上。通常在配好墊塊后和用基座螺栓之前再校驗 一次樣軸的位置，然后拆去安裝夾具和在基座上緊固軸承。全部中間軸承校中并緊固之后，就可以將中間軸裝入各自的軸承上， 并用法 蘭螺栓連接好整根軸系。C用光學儀器校中中間軸：對于空心的中間軸系，尤其是還具有滾動中間軸承的軸系 （這種軸系多見于 快艦及軍用艦艇上），可采用基座光學儀按軸系中線之久校中各段中間軸的校中 方法。校中時將中間軸承用調節(jié)螺栓安放在各自的基座上，并按基座光學儀初步地校中一下。然后將距居住光學儀最遠的一根中間軸裝在自己的中間軸承上，按基準光學儀的主光軸進行校中。再次中間軸中孔的兩端應先同軸地個安裝一個光 靶。通過調

24、節(jié)軸承的位置，使該州兩端的光靶中心均與基準光學儀的主光軸嚴格 重合。這樣就完成了將這根中間軸按軸系中線的校中。 往下則由遠到近地按此法 盡心其余各根中間軸的校中。全部中間軸校中好后，在所有的中間軸承下配制墊塊，并用定位螺栓將軸承 緊固在基座上。最后將軸用法蘭聯(lián)軸器或液壓套筒式聯(lián)軸器連成整體。4.2 船舶軸系按軸承上允許負荷校中4.2.1軸系用測力計校中法（1）測力校中原理：軸系采用測力計校中法（簡稱測力校中），又稱按軸系上世紀負荷校中法。 校中時，通過用裝在各中間軸承上的測力計測力。并根據軸承負荷分布狀況進行調節(jié)軸承上的實際負荷，使各軸承上的負荷都處在允許值范圍之內。按這種方法校中好的軸系不成

25、直線，而具有一定的安裝彎曲，盡管在軸內會產生一定的彎曲 應力，但能確保各軸承上的實際好、負荷都處在允許范圍之內。這對于具有滑動 式中間軸承的軸系來說，由于這類軸承的易損傷部件是軸承而不是軸，所以可認為是一種較為合理的校中方法。（2）長軸系采用彈簧測力計校中法：采用彈簧式測力計進行長軸系測力校中， 是目前在生產中安裝長軸系的一種 校中方法。現(xiàn)就用這種方法校中時的工藝過程介紹如下。在進行測量校中之前，尾軸及發(fā)動機已安裝好，安裝中間軸承的基座面板也 已進行過加工，所以校中時可按下列步驟，用彈簧式測力計進行軸系的測力校中。 將中間軸承吊放在各自的基座面板上。在個各軸承的螺栓孔中對稱地裝兩 個調節(jié)螺栓（

26、見圖4-9），以便在校中時調節(jié)軸承的位置。圖4-9 測力計在軸承上安裝 將中間軸承吊放在各自的中間軸承上。假若按軸系結構每根中間軸只用一個軸承支持，這時則需在每根中間軸下增設一個臨時支承。 將整個軸系按連接法蘭進行粗略地校中（這時用調節(jié)螺栓調整軸承的位 置），但中間軸與發(fā)動機軸或減速器軸的連接法蘭則需嚴格對中，保證法蘭上的 偏移SW0.1mm曲折w 0.1mm/m以避免由于軸系安裝彎曲而影響發(fā)動機或減 速器的正常工作。軸系初校后，用法蘭連接螺栓將全部軸系連接起來， 并與發(fā)動機或減速器連 接好。 在每個中間軸承的螺栓孔中對稱地裝兩個測力計（見圖 4-9 ）。在軸承蓋 與軸頸之間放入軟墊塊，并擰緊

27、軸承蓋的壓緊螺栓將軸頸在軸承內壓死， 以避免 轉動而影響對水平負荷的測量。 放松軸承上的調節(jié)螺栓，使測力計受力。記錄各軸承左右兩個測力計上的負荷，計算每個軸承上的垂直平面及水平平面上的實際負荷。并預先按公式計算出中間軸承上垂直平面及水平平面上的允許負荷范圍。然后，檢查每個中間軸承上的實際負荷是否在允許負荷范圍之內。當某軸承上的實際負荷超出允許負荷范 圍內時，則應調節(jié)有關軸承的位置，直到全部中間軸承上的實際負荷都符合要求 為止。同時，為避免由于軸系安裝彎曲在軸內引起過大的彎曲應力，在調節(jié)軸承負荷時，應使毗鄰軸承上的實際負荷值比較接近。為便于校中計算和作為檢驗記錄，可制成專門的表格如表4-3及表4

28、-4所示 表4-3軸承垂直負荷計算表（kgf）軸承號測力計負荷(II+III )軸承重量軸承負荷（IV V）允許負荷左右IIIIIIIVVVIVII165055012002109902400740295085018002101590380090017002101490490080817002101490推力軸承16001600320011702030表4-4軸承水平負荷計算表（kgf）軸承號測力計負荷(II+III )軸承重量軸承負荷（IV V）允許負荷左右IIIIIIIVVVIVII1650550100900+90W 5502950850100900+903800900100900-9049

29、00800100900+90推力軸承16000160000.010000.0 計算尾軸管前軸承上的負荷是否符合要求。 當超出允許負荷范圍（通常是 過少）時，則需用圖4-10所示的夾具將中間軸的一部分負荷轉加到此軸上，并 計算轉加上的附加負荷應符合允許負荷的范圍。采用夾具調整尾軸管前軸承上的負荷時， 應先將中間軸與尾軸的連接法蘭脫 開，負荷調整好后再將尾軸與中間軸用法蘭螺栓連接好，并復校一次，中間軸承測力校中情況。必要時應進行補充調整。 軸承經測力校中合格后，在軸承下配制墊塊，最后用基座螺栓將軸承緊固在基座上住寫,煤嵯*薩牲向測丿計14-垂向測力計圖4-10 調節(jié)尾軸軸承上負荷的夾具 若軸系的測

30、力校中時在船臺上完成的， 在船下水后應松開軸系與發(fā)動機或 減速器的連接法蘭，檢查這對法蘭上的偏移和曲折是否超過的允許范圍，否則應作必要的校正。（3）短軸系采用測力計算校中法： 短軸系由于軸系的韌性差、剛性大，在尾軸與發(fā)動機軸中不大的情況下， 也會在 有關軸承上引起很大的附加負荷你、，以及在軸內引起很、很大的彎曲應力。故 對短軸系的校中應嚴格控制各軸系上的附加負荷，使之不超過允許范圍。422軸系按法蘭上計算的允許的偏中值校中法（1）校中原理：軸系按法蘭上計算的允許偏中值校中的實質，就是用數(shù)學計算的方法根據軸 承上的允許負荷確定連接法蘭上偏中值一一即偏移、曲折的允許范圍，校中時只要使各法蘭上的偏移

31、曲折、都處在允許范圍之內，則可保證各軸承上的負荷處于 允許的范圍之內。（2）長軸系校中允許偏中值的校中工藝主要內容按法蘭上計算的允許偏中值校中長軸系的工藝內容只要有如下幾點： 將中間軸承用調節(jié)螺栓安置在基座上，將各根中間軸吊放在各自的軸承 上。如每根中間軸只有一個中間軸承時，應預先增設一個臨時支承。 計算連接法蘭上偏移、曲折值的允許范圍，并繪制成允許偏中線圖。檢查 各軸承的設計負荷，如出現(xiàn)負荷小于 0.5P的軸承，貝U應求出修正系數(shù)，對所允 許偏中值進行修正。 已安裝好的尾軸（或發(fā)動機軸、減速器軸）的法蘭為基準，用直尺一一塞 尺或兩隊指針法，由船尾至船首（或由船首至傳船尾）逐段地按法蘭上允許的

32、偏 移、曲折值調節(jié)中間軸（即中間軸承）的位置，使所有連接法蘭上的偏移、曲折 值都處于允許范圍之內。在測量偏移、曲折時，應考慮法蘭端因自重下垂的影響。 通常，當軸承在距法蘭端面0.200.25l （I為軸的長度）時，下垂量為最小，故 可不予考慮。否則，應求出偏移、曲折的修正值。必須指出，中間軸與發(fā)動機軸或減速器軸的連接法蘭處的對中要求較之中間軸各連接法蘭嚴格得多，通常規(guī)定 SW 0.050.10mm, w 0.100.15mm/mo否 則，在偏中值過大的情況下， 將會引起曲軸臂距差不允許的變化或減速齒輪不正 常嚙合。 軸系按法蘭上的允許偏中值將各段的位置調節(jié)好之后， 在各軸承上配制墊 塊，并用某

33、座螺栓將軸承緊固在基座上。 經復核各連接法蘭上的偏中值仍符合計算值的允許范圍時， 用法蘭螺栓將 軸系連接起來。（3）短軸系校中允許偏中值的校中工藝由于短軸系韌性小而剛性強， 對軸的偏中很敏感， 故短軸系的校中質量主要 取決于尾軸與發(fā)動機軸 （或減速器） 的同軸度大小。 短軸系按法蘭校中時允許偏 中值的計算方法比較麻煩，在生產中使用不方便，故目前已為其他方法所取代。 4.3 軸系合理校中所謂合理校中， 其實質是在遵守規(guī)定的軸承負荷、 應力、轉角等限制條件下， 通過校中計算以確定各軸承的合理位置， 將軸承安裝成規(guī)定的曲線狀態(tài)， 以達到 使各個軸承上的負荷合理分配。此法在有的文獻中亦稱為“軸系最佳校

34、中” 。這種方法較之常用的各種校中方法的主要優(yōu)點在于， 校中計算在船舶軸系技 術設計階段已介入， 成為軸系設計工作的一環(huán)， 實現(xiàn)了軸系結構設計與軸系校中 的緊密結合（設計、工藝一體化） ，故能較好地改善軸系各個軸承，尤其是可以 大為改善尾軸管軸承和減速器大齒輪軸軸承的負荷狀況，提高軸系的運轉質量。4.3.1 計算方法進行軸系合理校中的計算時， 是將軸系視為放置在多個剛性鉸鏈支座上的連 續(xù)梁，故可用求解平面桿系的工程力學理論， 求各支座上的反力及各指定截面上 的彎矩、 剪力、撓度和轉角等參數(shù)。 目前已應用三彎矩法、 有限元法和遷移矩陣 法，并按照最優(yōu)化理論求取上述各項參數(shù)的合理值或最佳值。由于軸

35、系中各軸段（如尾軸、中間軸、推力軸、推力軸、發(fā)動機軸等）的直 徑不同，故在進行校中計算時， 應計及各軸段截面變化的影響， 以保證計算精度。4.3.2 計算內容 根據軸系校中計算的要求，校中計算的主要內容和步驟可包括如下： 進行軸系結構要素的處理，建立軸系計算的物理模型； 計算按直線校中時軸系各支座處的彎矩、反力、撓度及截面轉角； 計算能表征軸承負荷與位移關系的軸承負荷影響數(shù) （必要時也計算彎矩影 響數(shù)）； 根據給定的約束條件， 用線性規(guī)劃法或試錯法確定軸承的最佳位置或合理 位移量； 根據軸承位移計軸承負荷影響數(shù)求出軸承上的實際負荷； 根據軸承最佳或合理位移量， 計算軸系有關連接法蘭上允許的偏移

36、、 曲折 值； 計算當采用頂舉法檢驗軸承負荷時的軸承負荷頂舉系數(shù)5 軸系校中狀態(tài)的檢查5.1 軸系中心線偏差度的檢查軸系實際中心線與軸系理論中心線的偏差即為軸系中心線的偏差度。5.1.1相鄰軸系連接法蘭的性對位置軸系中心線發(fā)生彎曲變形將會影響傳動軸之間連接法蘭的相對位置的變化， 使連接法蘭處產生偏移和曲折。圖5-1示出相鄰軸連接法蘭處四種相對位置的情 況： 圖5-1 連接法蘭的相對位置圖(a)為相鄰軸兩法蘭中心線同軸，即相鄰軸同軸，法蘭處的偏移值S和曲 折值均為零；圖(b)為相鄰軸兩法蘭中心線不同軸但平行，即相鄰軸軸心線平行，只發(fā)生 偏移，法蘭處的偏移值 3工0,但曲折值 =0;圖(c)為相鄰

37、軸兩法蘭中心對準，但中心線相交成一定角度，即相鄰軸軸心 線相交，只發(fā)生曲折，法蘭處的曲折值工0，但偏移值S =0;圖(d)為相鄰軸兩法蘭中心不對準且中心線相交成一定角度，即相鄰軸軸心 線相交，同時發(fā)生偏移和曲折，法蘭處的偏移值3工0，曲折值工0此種現(xiàn)象是通常發(fā)生的情況。由于軸系的實際變形難以直接檢測，所以通過測量軸系各對法蘭上的偏移值 和曲折值，或者采用光學儀器來檢驗軸系中心線的偏差度。來了解軸系的實際變形情況。5.1.2 偏移值和曲折值的測量和計算相鄰軸兩連接法蘭的軸心線不同軸但平行的現(xiàn)象稱為偏移，偏移的數(shù)值稱偏移值，用符號S表示；相鄰軸兩連接法蘭的軸心線相交的現(xiàn)象稱為曲折，相交角使的大小稱

38、為曲折值，用符號 表示。測量偏移值3、曲折值的方法有以下 兩種。(1) 直尺一塞尺法采用鋼直尺和塞尺測量相鄰軸連接法蘭上的偏移值和曲折值。測量時，將直尺依次緊貼于法蘭的外圓面的上、下、左、右4個位置上，用塞尺依次測量直尺與另一個法蘭外圓面的間隙Z上、Z下、Z左、Z右4個數(shù)值，如圖5-2(a)所示。通過以下公式計算求出偏移值3。（a）jl尺窒尺法（b）指針法圖5-2 偏移值和曲折值的測量方法在垂直平面內相鄰軸連接法蘭上的偏差值S丄為：S丄=（Z上+Z下）/2在水平平面內相鄰軸連接法蘭偏移值S _為：S _= （Z 左 +Z右）/2用塞尺分別在相鄰軸連接法蘭的上、下、左、右4個位置測量兩法蘭端面之

39、 間的間隙丫上、丫下、丫左、丫右4個數(shù)值。通過以下公式計算求出曲折值/在垂直平面內相鄰軸連接法蘭的曲折值$丄為丄=（丫上-丫 下）/D mm/m在水平平面內相鄰軸連接法蘭的曲折值 社為社=（丫 左-丫 右）/Dmm/m式中，D法蘭直徑，mm在修造船中，直尺一塞尺法應用較多。此法簡單、方便、靈活，但精度較低。 尤其在法蘭外圓面、端面腐蝕、粗糙時或兩法蘭直徑不等時精度就更低，甚至無 法測量。（2）指針法將兩對指針對稱地安裝在相鄰軸兩法蘭的外圓上測量偏移值和曲折值，如圖5-2（b）所示。測量時將相鄰兩根軸同時、同方向、同角度回轉， 每轉90o用塞尺分別測量兩對指針間的徑向間隙 Z和軸向間隙丫。上、下

40、兩對指 針分別以注腳1和2標記，可測得垂直方向 Z1上、Z1下、Z2上、Z2下，丫1上、丫1 下、Y2上、丫2下和水平方向Z1左、Z1右、Z2左、Z2右，Yi左、Yi右、Y2左、丫2右間 隙。依下式計算出垂直平面內的偏移值S丄和曲折值丄：S 丄=（Z 1 上 +Z1 下）-（Z 2 上 +Z2 下）/4mm丄=（y 1 上 +1 下）-（Y 2 上 +2 下）/2Dmm/m水平平面內的偏移值S _和曲折值 社：S _=（Z 1 左+Z1 右）-（Z 2 左 +Z2 右）/4mm肛=（y 1 左 +Y1 右）-（Y 2 左 +Y2 右）/2Dmm/m指針法測量精度較高，當法蘭外圓腐蝕或兩法蘭直徑

41、不等時采用指針法測量 可保證精度，但操作較麻煩。5.1.3 用相鄰軸連接法蘭上的偏中值檢驗軸系中心線的偏差度相鄰軸連接法蘭上的偏中值是其偏移值和曲折值的統(tǒng)稱。檢驗修理船舶的軸系中心線偏差度是采用直尺一塞尺法或指針法所獲得的軸系各對法蘭上的偏移 值和曲折值來衡量。檢驗步驟如下：(1) 設置臨時支承。通常軸系的每節(jié)中間軸用一個中間軸承支承，測量偏中值需拆去法蘭連接螺拴，所以應增設臨時支承，以支承中間軸。臨時支承的位置 應以使軸自重所引起的附加偏移值 附加曲折值 最小為原則。圖5-3為 臨時支承位置距法蘭端面的距離太近或太遠，均使軸自重的影響較大，即 3、 均較大。所以，一般在距法蘭端面(0.18-0.22)L ( L為中間軸長度)處加設臨時支承，或依設計圖紙加設臨時支承。(O.E-O.225L(0. 8-0. 22) L(b)軸自重的影響(a)臨時支承的位置圖5-3臨時支承的位置及其影響(2) 拆去法蘭連接螺栓。加設臨時支承后，拆去軸系各對法蘭上的連接螺栓。如兩法蘭用中心凸起定位，應在拆去螺栓后使兩法蘭脫開，中間有0.5-1.0mm 的間隙。若連接螺栓銹死，應設法拆除，但一定要保護螺栓孔的螺紋精度。(3