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黃云頭
（江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

　　2　故障原因分析
　　根據(jù)以上情況，我們分析認(rèn)為造成后軸承損壞的原因是：
　?。?）原軸系布置不準(zhǔn)
　　船舶在建造時(shí)，軸系的布置工程是一項(xiàng)重要工程，無(wú)論船廠還是船東均比較重視。每項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)均有船東代表、船員代表及驗(yàn)船師的簽字確認(rèn)。尾軸前軸承與后軸承的定位與校中是在船臺(tái)時(shí)進(jìn)行的，中間軸與主機(jī)的定位是在漂浮狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的。如果假想認(rèn)為船舶在建造時(shí)軸系的布置與校中是正確的，但事實(shí)上當(dāng)船舶從船臺(tái)上下水，尾軸軸承的相對(duì)位置發(fā)生了變化，或者原先的測(cè)量定位存在一定的誤差，當(dāng)船舶受載或海況的影響，這種變化很大。由于螺旋槳重量的作用，后軸承存在一定的后邊緣局部支撐，導(dǎo)致負(fù)荷超過(guò)軸承極限，而損壞軸承。從這一點(diǎn)上來(lái)看，有可能是前后兩道尾軸軸承的相對(duì)位置沒(méi)有達(dá)到要求。
　?。?）船舶結(jié)構(gòu)太軟（太弱）
　　該輪為大開口多用途雜貨船舶，所有圖紙均經(jīng)LRS及CCS船級(jí)社審批，總縱強(qiáng)度肯定沒(méi)有問(wèn)題，但剛度卻有可能不足。這一點(diǎn)可以通過(guò)從船舶在塢墩上及出塢后，主機(jī)拐檔差的變化可以見(jiàn)得到?，F(xiàn)在船舶由于大量高強(qiáng)度船板的使用，有可能導(dǎo)致船舶剛度不足，船舶在受載后或經(jīng)受大風(fēng)浪，船舶的彈性變形過(guò)大，從而導(dǎo)致?lián)p壞中間軸承或尾軸承。
　　3　軸系校中方法
　　旋轉(zhuǎn)機(jī)械的同軸度進(jìn)行矯正是非常困難的，很少能達(dá)到滿意的效果。其主要方法大體上有以下幾種：
　　（1）按連接法蘭的偏移及曲折校中法
　　軸系是由各段軸用法蘭連接而成的。一般認(rèn)為法蘭外圓與軸線是同軸的，法蘭端面與軸心線是垂直的。因此當(dāng)毗鄰的兩根軸以其法蘭連接時(shí)，如果兩軸的連接法蘭同軸，則此兩根軸可視為同軸（如忽略加工誤差及軸的撓度等影響）；反之，若兩連接法蘭不同軸，則兩根軸亦不同軸。不同軸時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏移和曲折。把偏移和曲折調(diào)整到允許的范圍之內(nèi)，就可以達(dá)到校中的目的。本法簡(jiǎn)單易行，對(duì)小船的軸系且是同軸線軸系是可行的，但對(duì)于中大型船舶來(lái)講，軸系本身就不是同軸的，此法在本例中是不適用的。
　?。?）測(cè)力計(jì)校中法
　　在進(jìn)行軸系布置設(shè)計(jì)時(shí)，必須使軸承負(fù)荷在許可范圍內(nèi)，并力求使各軸承的負(fù)荷分配均勻。軸承負(fù)荷的大小多用軸承比壓P表示，但軸承比壓的測(cè)量比較復(fù)雜，所以我們經(jīng)常用直觀的測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量軸承的負(fù)荷。采用測(cè)力計(jì)校中時(shí)，應(yīng)先將軸系連接好，在每個(gè)軸承的支腳孔中對(duì)稱地裝上測(cè)力計(jì)和調(diào)節(jié)螺栓。用調(diào)節(jié)螺栓預(yù)調(diào)軸承的垂直與水平位置，放松調(diào)節(jié)螺栓，使測(cè)力計(jì)承受軸承負(fù)荷。這時(shí)可用測(cè)力計(jì)的扳手繼續(xù)調(diào)節(jié)軸承的位置，使軸承的負(fù)荷都處于允許的范圍內(nèi)。在本例中應(yīng)用此法校驗(yàn)了中間軸承的負(fù)荷。
　?。?）光學(xué)儀器校中法
　　采用光學(xué)儀校中軸系是利用光直線傳播的特性，將光學(xué)儀器先按軸系中線的基準(zhǔn)點(diǎn)定位，使光學(xué)儀的主光軸代表軸系中線。然后在需校中的軸系各部件中孔內(nèi)安裝對(duì)光靶，按儀器的主光軸調(diào)節(jié)這些部件的位置，進(jìn)行定位，達(dá)到校中目的。儀器一般有激光儀和準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡。在本例中使用了準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡。
　　（4）軸系合理校中法
　　本船在建造時(shí)，采用的就是合理校中定位法，它是通過(guò)電腦計(jì)算使軸系安裝成曲線狀態(tài)，使全軸系各軸承負(fù)荷合理分配，其過(guò)程非常復(fù)雜，這里一一敘述。其軸系如圖2所示：

　　這種布置，主要考慮了以下兩個(gè)因素；
　　a.本輪螺旋槳重18噸，在尾軸上安裝好槳后，必然會(huì)使尾軸上翹，所以在本輪的軸承布置中，前軸承比軸系中心線高出0.35mm，且后軸承也并非水平放置，也是向前軸承方向上翹。這樣就使得尾軸與前后軸承有較好、較大的接觸面，防止局部接觸或邊緣接觸。
　　b.主機(jī)的中心軸線要比軸系中心線低0.8mm，這是考慮了船舶的變形才這么設(shè)置的。大家皆知，主機(jī)底下是循環(huán)油柜，主機(jī)在運(yùn)行時(shí)，機(jī)油的溫度一般在50度左右。由于金屬的熱漲冷縮特性，這樣的溫度就會(huì)使主機(jī)底座升高約為0.50mm，所以在冷態(tài)布置主機(jī)時(shí)，就要考慮此因素。
　　4　修復(fù)過(guò)程
　　尾軸軸承的損壞，必使得軸系原校中狀態(tài)發(fā)生了變化，所以要進(jìn)行軸系裝合狀態(tài)下的中心線狀態(tài)檢測(cè)。軸系中心線狀態(tài)是通過(guò)軸系中心線的彎曲度和尾軸與柴油機(jī)曲軸軸線的同軸度檢驗(yàn)來(lái)確定的。為了排除外界的干擾，檢查應(yīng)在夜間或陰雨天進(jìn)行，并要求船舶排水量不小于船舶空載總排水量的85％，各水艙壓載要均勻，船上無(wú)集中符合的遷移及停止敲打和振動(dòng)性作業(yè)等。在一切準(zhǔn)備妥當(dāng)后，船舶再次進(jìn)塢。船東和船廠首先確定主機(jī)的中心線位置。圖3是測(cè)量主機(jī)中心線的示意圖。說(shuō)明：

　　①假軸直徑與準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的直徑相同；
　?、趦汕Х直碇g的間距是250mm；
　?、鄯磸?fù)盤車，調(diào)整軸套，使兩千分表的跳動(dòng)不大于0.02mm；
　　④假軸與軸套的問(wèn)隙不大于0.04mm；
　　經(jīng)過(guò)兩天的準(zhǔn)備與調(diào)整，終于找到了Z佳位置。但只能調(diào)到兩只千分表跳動(dòng)量為0.02mm，且兩只千分表不出現(xiàn)在同方向一正一負(fù)的現(xiàn)象。然后抽出假軸，裝進(jìn)準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；再次測(cè)量跳動(dòng)量（此時(shí)僅能放一只千分表）測(cè)得跳動(dòng)量?jī)H為0．01mm。同時(shí)在尾軸前后軸承中心處安裝光靶，放好燈光，測(cè)量數(shù)據(jù)如圖4。

　　實(shí)測(cè)后在垂直方向軸承位置如圖5所示：
　　據(jù)所測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)尾軸的二道軸承與原設(shè)計(jì)要求相差甚大，前軸承要求布置在軸系中心線以上0.35mm處，現(xiàn)反而比主機(jī)軸線低0.9mm。后軸承原要求位置剛好在軸系中心線，現(xiàn)在反而比主機(jī)軸線低0.52mm。產(chǎn)生這么大的誤差，前、后軸承該如何定位?
　　Z后船東和船廠確定如下方案：
　　前軸承保持不動(dòng)；后軸承后端比原位置下降0.50mm，前后軸承的相對(duì)位置與原圖紙相同，也就是如圖6所示：

　　后軸承的中心線與前軸承前端的位移為0.55mm；后軸承的中心線與前軸承的后端位移為0.47mm。
　　船廠做了專用工具，用了200噸力的千斤頂，在測(cè)量好有關(guān)數(shù)據(jù)及做好標(biāo)記后，拉出了后軸承。原法蘭從舊軸承上拆下（法蘭是紅套在軸承布司上的），在經(jīng)過(guò)必要的加工后，重新紅套在新的布司上。在新軸承定位前，當(dāng)然還要做不少準(zhǔn)備工作，如清潔尾軸管；打通澆鑄環(huán)氧樹脂的通道；清潔尾尖艙，打通澆鑄環(huán)氧樹脂的放空氣通道，加接漏斗等工作。一切就緒后，就開始后軸承的定位，這是整個(gè)工作中Z關(guān)鍵的一道工作。經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)量與調(diào)整，Z后在實(shí)際下調(diào)了0.46mm、左右位置未動(dòng)給予定位固定，并開始澆鑄環(huán)氧樹脂。當(dāng)然在新的軸承定位前，對(duì)軸承、尾軸管的表面要進(jìn)行清潔、噴灑防粘劑等工作。在軸承的兩端處，用橡皮條封妥并用鐵皮在外面包好；把各螺絲涂上牛油，隨手上緊。準(zhǔn)備就緒后，就可以澆灌環(huán)氧樹脂了。整個(gè)澆注過(guò)程約需4個(gè)小時(shí)，固化時(shí)間根據(jù)當(dāng)時(shí)的溫度約為18小時(shí)。接著重新安裝好了軸系并在塢內(nèi)測(cè)得主機(jī)缸的拐檔如圖7。
　　大家一看就知道，上述所測(cè)拐檔值已嚴(yán)重超過(guò)允許值。原考慮到塢內(nèi)調(diào)整中間軸承，但考慮為了按原計(jì)劃出塢和出塢后照樣可以調(diào)整中間軸承的高低，所以決定先出塢，再?zèng)Q定是否調(diào)整中間軸的高低。出塢后再次測(cè)得主機(jī)缸拐檔如圖8。

　　這時(shí)可看到，主機(jī)的拐檔值已恢復(fù)到正常值。后來(lái)經(jīng)過(guò)東南亞兩個(gè)來(lái)回航次的運(yùn)行情況表明，軸承布置得比較成功，各道軸承溫度正常，滑油化驗(yàn)正常。
　　5　結(jié)論
　　通過(guò)對(duì)整個(gè)修復(fù)過(guò)程的觀察發(fā)現(xiàn)，開始對(duì)事故原因的分析是正確的。造成軸承損壞的主要原因是由于船舶原軸系布置不準(zhǔn)和船舶結(jié)構(gòu)太軟造成的，這一點(diǎn)希望在今后的造船過(guò)程中應(yīng)該引起足夠的重視。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]王國(guó)峰，周亦武，郭金光.軸承疲勞剝落的早期診斷方法.大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2002.3.
　　[2]吳恒.傳動(dòng)軸系.船舶動(dòng)力裝置技術(shù)管理.大連海事大學(xué)出版社，1999.4.
　　[3]顧卓明.軸系的檢修.輪機(jī)維護(hù)與修理.人民交通出版社，2001.2.
 

來(lái)源：《航海技術(shù)》2004年第5期