項目船舶軸系安裝尾軸管課件

㈠概述尾軸管裝置一般由尾軸管、尾軸承、密封裝置以及潤滑與冷卻系統(tǒng)等部分組成。尾軸管一般由軸承殼體和尾管組成，軸承殼體的作用是安裝軸承和密封裝置，尾管則起連接和保護作用。其結(jié)構(gòu)型式按照軸承殼體和尾管是否制成整體而分為整體式和連接式兩種型式。尾軸管的常見的安裝方法有尾軸管精加工無余量上船焊接安裝、環(huán)氧樹脂粘結(jié)、壓入式安裝三種型式。⒈尾軸管精加工無余量上船焊接安裝該工藝適用于各種中小型拖輪、貨船等。⑴過程①將人字架軸轂（艉軸管后軸承殼體）、艉管和艉軸管前軸承殼體等預(yù)先在車間按理論尺寸焊接、加工成形；②用調(diào)節(jié)螺栓將艉軸管按理論中線定位并臨時固定在船上；③按照規(guī)定的次序?qū)⑷俗旨苤П酆汪狠S管與船體焊接成整體；④焊接完成后，焊縫應(yīng)試油和探傷、復(fù)查軸線的準確性；⑤然后清理施工現(xiàn)場，進入穿軸及零部件安裝工程階段。⑵問題：雖然焊接時采取反變形等措施控制變形，但是尾軸管焊接后變形仍然較嚴重，軸承殼體內(nèi)孔的圓度、圓柱度及同軸度誤差均超過公差要求。⑶解決方案①焊接完成后，如果艉管有變形，則采用水火矯正的工藝進行修正，但是誤差不可能完全消除。通常的規(guī)定是偏差不大于0.5mm。②有船廠將人字架支臂的一部分也在車間與軸轂外圓焊接好，上車床加工，然后上船再進行兩段人字架支臂的對接焊，這樣就避免了人字架支臂與軸轂焊接時人字架軸轂（艉軸管后軸承殼體）內(nèi)孔的焊接變形。③焊接完成后檢查焊接變形情況，如有必要，可以對理論中心線進行微調(diào)，然后對軸承位進行鏜孔或拂磨加工。④偏心尾軸承或者偏心襯套。其過程是：按照規(guī)定的坐標測量軸轂（尾拄、人字架或者尾軸管）孔中心線與軸系理論中心線之間的偏心數(shù)據(jù)；根據(jù)偏心數(shù)據(jù)在車床上加工偏心尾軸承或者偏心襯套；將內(nèi)外徑不同軸的尾軸承或者襯套按照規(guī)定的坐標安裝到位。這樣做需要對軸轂結(jié)構(gòu)和尺寸作相應(yīng)的修改，并且有一個前提，即軸承位的圓度和圓柱度尚好，當然這很困難。⒉環(huán)氧樹脂粘結(jié)尾軸管、尾軸承及相關(guān)附件可事先在車間按圖紙設(shè)計尺寸精加工并裝配好，然后整體上船安裝，簡化了安裝工藝，加工方便，減少了工作量，而且安裝質(zhì)量也容易保證。尾軸管上船安裝前，應(yīng)檢查配合直徑和兩配合端面間的長度尺寸等。尾軸管整體裝入尾軸轂孔后，應(yīng)按軸系理論中心線校中其位置(同軸)再灌注環(huán)氧樹脂進行定位，最后配鉆固定螺栓孔孔，通過螺栓、螺釘固定整個尾軸管裝置。安裝完畢后應(yīng)進行水密試驗。⑴環(huán)氧樹脂粘結(jié)安裝過程①安裝前各澆注區(qū)域要清除油污，氧化皮及鐵銹油漆等雜物。②軸轂按圖裝焊完成，且應(yīng)保證與軸系理論中心線對中程度。③將尾管裝入軸轂內(nèi)，用預(yù)先安裝在軸轂上的調(diào)位螺栓調(diào)整定位，既要保證與軸線的同心度，又要保證軸轂和尾管澆注間隙，軸轂、尾管兩者的間隙不小于15mm，平均20mm。④在軸轂前后端面設(shè)置擋環(huán)，防止樹脂外溢。軸轂前后端面的螺栓孔用木塞或膠套堵死。尾管法蘭外徑處用1.5mm的薄鐵板圍圓點焊，留出澆注口（軸轂上部，透氣口焊400mm鋼管），其余地方用油膩子封堵，避免漏料。⑤樹脂攪拌⑥前后軸轂處的澆注要用電動泵通過注入口泵入、直至透氣孔溢料為止，可以從透氣孔補充澆注；尾管與軸轂端面處使用人工澆注，澆注的方法同主機墊澆注相仿，澆注從澆注口澆入，到透氣口溢出為止。⑦收尾工作。拆下周邊的擋板、透氣口、調(diào)整螺栓，焊瘤磨光。至此，澆注工程全部結(jié)束，按要求固緊尾管螺母。⑵注意問題施工前最好澆注兩只試塊以確定樹脂的預(yù)加熱固化時間，墊塊的硬度檢驗與主機墊相仿。

⒊壓入式安裝適用于單軸系整體鑄造尾軸管⑴加工：尾柱軸轂和隔艙壁鏜孔完成后，按鏜孔尺寸單配加工尾軸管。尾管A、B臺肩間的長度應(yīng)當略大于隔艙壁到軸轂前端面的距離L，以確保軸轂前端面A處壓緊，尾軸管與尾柱軸轂以及隔艙壁孔之間為間隙配合，以便于壓入。間隙在0.20－0.30mm之間。為保證尾管內(nèi)孔與外圓的同軸度，其內(nèi)孔與外圓加工應(yīng)在同一工序進行。加工好的尾管需要作壓力0.2Mpa的密性試驗，合格后方可進行安裝。⑵壓入式安裝過程安裝前把各配合表面擦洗干凈；在圓柱配合面上涂以適量的潤滑油脂，以利安裝；在兩凸肩A、B處設(shè)涂有白漆的帆布墊片或鉛皮，以保證密封；將尾管送入孔內(nèi)，保持其位置、形態(tài)，加壓安裝。擰緊尾軸管后端螺母，并且用0.05mm塞尺檢查平面貼合緊密性，不允許插入，并安裝螺母鎖緊裝置及其它附件；尾管裝好后，作尾尖艙的壓水試驗，艙壁與尾軸管連接處不允許有任何滲漏現(xiàn)象。后續(xù)工作尾軸承的安裝；密封裝置的裝配；螺旋槳軸的安裝；其它軸系附件安裝全部加工面加工完畢并經(jīng)檢驗合格后，如果是鏜削加工尾軸管的定位安裝配合面，則量取軸轂和尾隔艙座板法蘭內(nèi)孔內(nèi)徑、軸轂前后端面的距離及其前端面至尾隔艙壁座板法蘭端面的距離，做出樣棒，交金加工車間作為加工尾軸管相應(yīng)直徑和長度的依據(jù)；如果是鏜削加工尾軸管中尾軸承位，則測量尾軸管中尾軸承位的孔徑，做好記錄，交金加工車間。㈡尾軸承的安裝尾軸管加工完畢并經(jīng)檢驗合格后，測量尾軸管中尾軸承位的孔徑，做好記錄，交金加工車間，作為加工尾軸承相應(yīng)部位直徑的依據(jù)。尾軸承的安裝多采用壓入、冷裝和環(huán)氧樹脂固定襯套的安裝工藝。

⒈壓裝

壓力由液壓千斤頂或者絲杠提供。壓裝或以過盈量為標準，或以壓裝力為標準，也有的將兩者同時參考作為標準。壓裝力一般在20－50Mpa左右，也可參照下表。壓入前，須在軸承與孔的配合表面涂上機油，以減少配合面的摩擦力，防止咬合，有利于順利壓進到位。用液壓拉伸器壓入軸承前，應(yīng)測量環(huán)境溫度、尾軸管及軸承溫度。從開始壓入起，每壓入50mm，應(yīng)記錄一次液壓壓力及壓入距離，在正常情況下隨著壓入面積的增加，其壓入時的油壓力也會隨之上升，測得的推入力變化一般應(yīng)隨著軸承壓入距離的增加呈線性或略呈指數(shù)曲線上升。在壓軸承的最后80mm時，應(yīng)能連續(xù)壓入，若瞬時壓入力超過或低于設(shè)計值過多時，應(yīng)停止壓入，待查出原因并糾正后方可再次壓入。直至到位，其最終壓入力應(yīng)符合設(shè)計要求。過盈量的問題標準壓裝對過盈量的要求在0.01－0.05mm之間，但船廠實際操作時，對油潤滑的艉管軸承，仍有采用動配合或零公差甚至負公差配合(松配合)進行安裝，并在艉管與軸承之間安裝止轉(zhuǎn)螺釘。因直徑較大的艉軸承其外形尺寸加工難以控制，容易由于軸承外形毛疵而在安裝中產(chǎn)生“卡住”的現(xiàn)象。對多級配合直徑的軸承與孔之間的過盈量應(yīng)有一定均勻性，這是為了保證軸承壓入后具有足夠的緊密性。軸承壓入過程中推入力的測定是最后鑒定軸承與軸承座的配合和裝配是否達到設(shè)計要求的重要步驟，也是船舶監(jiān)造人員和驗船師必檢的項目之一。⒉冷裝工藝內(nèi)容：將被包容零件冷卻，使其收縮，尺寸變小，然后立即將其裝配，恢復(fù)到常溫后，則與配合的零件形成過盈配合。在小型船舶非金屬材料艉軸承安裝工藝上經(jīng)常使用。而白合金軸承很少使用。因這種軸承由線脹系數(shù)不同的兩種金屬制成，（巴氏合大)，冷裝會使兩層金屬之間產(chǎn)生較大的應(yīng)力，同時在如此低溫下，也會影響巴氏合金的機械性能。使用這種冷裝法效率高，減輕工人體力勞動，且安裝方便。低溫冷裝采用的介質(zhì)通常有干冰、液氮以及干冰混合物等。軸法蘭螺栓和賽龍艉軸承，可以放在盛有液氮、液氧或干冰的容器中，通過液氮、液氧或干冰的氣化吸熱原理，使軸承溫度降低，體積收縮，過盈配合就變成了間隙配合，用專用類具將軸承取出，用卡尺測量外徑后，即可輕松將艉軸承和螺栓準確裝入艉軸管內(nèi)或法蘭螺栓孔中，待溫度恢復(fù)到室溫后，就完成了安裝過程，并可進行后續(xù)工作，如按圖紙要求加工軸承內(nèi)孔等。冷裝注意事項⑴安裝前先將各部件清洗干凈，不得附有油漬,水,砂等雜物。⑵裝配軸間法蘭螺栓時要將法蘭用臨時螺栓定位，定位螺栓頸部配合要求按孔松0.01－0.02毫米為宜，沿圓周不少于3個；⑶裝配時各孔應(yīng)間隔進行，以防止相鄰孔之間發(fā)生冷縮現(xiàn)象；⑷如果使用液氮，操作者采用安全措施防止液氮觸及皮膚容易引起凍傷，應(yīng)其易揮發(fā)船艙內(nèi)應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施，形成良好的空氣對流，防止窒息現(xiàn)象。⑸冷裝過程一般不允許用大錘硬性敲擊；⑹冷卻時間與被冷卻件尺寸有關(guān)，一般按照經(jīng)驗確定。⒊環(huán)氧樹脂固定襯套尾軸管、尾軸承及相關(guān)附件在車間按設(shè)計尺寸精加工并裝配好，然后整體上船安裝，而且安裝質(zhì)量也容易保證。尾軸管整體裝入尾軸轂孔后，應(yīng)按軸系理論中心線校中其位置(同軸)，然后再灌注環(huán)氧樹脂進行定位，最后再配螺栓、固緊尾軸管裝置。安裝完畢后，應(yīng)進行水密試驗。㈢密封裝置的裝配⒈油圈式密封裝置車間裝配前應(yīng)將金屬環(huán)的平面在平板上刮平。目的是消除平面翹曲，并測量金屬環(huán)厚度，要求圓周各處厚度相等，誤差≤0.02mm，然后測量油盤四周深度，也要求各處相等。根據(jù)金屬環(huán)厚度和油盤深度數(shù)值，按油盤和金屬環(huán)的平面間隙要求，決定油盤平面上應(yīng)加紙墊的厚度。油盤和金屬環(huán)間的平面間隙應(yīng)等于推力軸承側(cè)向間隙加0.04～0.06mm，平面縱向間隙一般取0.20～0.35mm。以保證在螺旋槳正倒車尾軸軸向串動時，金屬環(huán)和油盤不會相碰。車間內(nèi)的裝配順序：將擦凈的防蝕襯套套上壓板，再將橡皮圈和羊毛氈圈套上，并使它們的內(nèi)孔緊箍在襯套上并伸向壓板的孔中，然后裝油盒，裝油圈時，油圈與防蝕襯套配合較緊，須慢慢將其壓入，可用手錘對稱方向輕打四周逐漸裝入。在油盒平面間墊上紙墊，繼而以同樣方法將其全部裝完后，穿上固緊螺栓并上緊即可送船上安裝。⒉橡皮環(huán)式密封裝置的裝配和安裝外購裝配。到貨后要檢查各部件的外表質(zhì)量及運輸中有否損傷，檢查合格后在車間進行密封性試驗。然后上船安裝，安裝完后要進行密性試驗。在橡膠密封裝置組裝前應(yīng)先確定橡膠環(huán)裝上彈簧后其內(nèi)徑和防蝕襯套外徑的過盈量，其過盈量大小直接影響密封效果和使用壽命。過盈量在保證不漏泄的前提下盡可能取小一點為好，因為過盈量太大會使橡膠密封環(huán)過早磨損。橡膠密封環(huán)的過盈量可按下表選取。加彈簧后的過盈量再加0.5～2mm。⒊尾管首部填料函密封裝置的裝配填料函中的襯套、填料壓蓋、壓蓋襯套等安裝時均以外圓為定位配合面，在設(shè)計和加工時，使用外圓借偏心的辦法達到安裝時上面間隙小于下面間隙，這時在安裝時必須注意它們的方向。填料壓蓋、壓蓋襯套與分油環(huán)等為了便于拆裝，都應(yīng)由兩半組成，其結(jié)合面應(yīng)位于通過中心線的平面上。兩接合面刨平后，還應(yīng)存平板上略為研刮，并用螺釘或錫焊將兩半塊結(jié)合成一體，然后進行內(nèi)外圓和端面的加工。填料函安裝前先清潔襯套、填料壓蓋、尾軸頸，清潔后涂上油漆油，再裝入襯套，安裝填料壓蓋后，應(yīng)在填料函內(nèi)孔中推入并拉出數(shù)次，以便檢查填料壓蓋前后移動的靈活性，同時還要測量填料函/襯套等的內(nèi)孔與尾軸上下左右四處的間隙值是否符合技術(shù)要求，合格后就可安裝填料。填料裝好后應(yīng)檢查填料壓蓋法蘭與填料函本體端面間距離，應(yīng)保證距離相等。⒋simplex式密封裝置的裝配simplex式密封裝置是利用幾個帶有唇部的橡膠密封環(huán)緊套在尾軸或尾軸防蝕襯套上，靠其唇部緊密貼合來保證密封。由于它具有良好的密封性能，使用壽命長，摩擦損失少，結(jié)構(gòu)也比較簡單，裝配、修理和安裝較方便等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種類型船舶的尾軸管密封裝置中。西德防漏型首密封裝置中設(shè)有兩道唇邊橡膠密封圈，為使唇口與不銹鋼軸套(防蝕襯套)之問磨損減小，降低唇口溫度，存密封腔室內(nèi)設(shè)有一個循環(huán)器，并有獨立的密封系統(tǒng)，如圖3—36所示，