船舶动力装置安装 (35).pdf

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1、一、按直线性校中原理进行校中根据这类校中原理在生产中常应用的校中方法有：按连接法兰上严格规定的偏中值(偏移、曲折)校中法，轴系按法兰上计算的允许偏中值校中和用光学仪器按直线性要求校中中间轴承或中间轴法。（一）轴系按法兰上严格规定的偏中值校中1校中原理组成船舶轴系的各轴段，通常是用法兰联轴节连接成整根轴系。由于这些轴在加工时规定其法兰的外圆与轴颈应同轴，法兰端面与轴心线应垂直，故毗邻两根轴以其法兰连接时，如果两轴的连接法兰达到同轴，则此毗邻的两根轴亦同轴(这是把轴作为刚体看待，未考虑轴的挠度及加工误差)，反之，若两连接法兰不同轴，即存在偏中，则此毗邻的两根轴亦不同轴。在进行轴系校中时，只要逐段地

2、调节毗邻两轴的位置，使轴系中每对连接法兰上的偏移及曲折均为零，这时如忽略法兰因轴端自重下垂的影晌，则可认为像这样校中好后的轴系具有直线性。2按法兰校中偏移和曲折值的测量及计算(1)用直尺及厚薄规测量偏移、曲折法。连接法兰上的偏中值，一般是用直尺和厚薄规进行测量，并进行简单的计算而得。为便于测量，在两连接法兰端之间应有 051mm 的间隙。偏移的测量及计算：将直尺依次在法兰外圆的上、下、左、右四个部位上紧贴，同时厚薄规在每一个部位上测量直尺与另一法兰外圆表面之间的间隙值，并分别用上z、下z、左z、右z表示，如图 1 所示。显然，两法兰在垂直平面的偏移值为2下上垂zz两法兰在水平平面的偏移值为2右

3、左水zz式中：垂垂直平面的偏移，mm；水水平平面的偏移，mm。式中在计算偏移时，采用上、下或左、右两部位上测量值的平均值，则可消除两法兰直径加工误差的影响。曲折的测量及计算：用厚薄规依次在法兰端面的上、下，左、右四个部位上测量两法兰端面之间的间隙值，并分别用上Y、下Y、左Y、右Y表示。显然，在垂直平面的曲折值为DYY下上垂在水平平面的曲折值为图 1 用直尺和塞尺测量法兰的偏移和曲折1-直尺；2-塞尺图 2 轴承抬高(或放低)量计算DYY右左水（3-5-12）式中：垂垂直平面的曲折值，mm/m;水水平平面的曲折值，mmm;D法兰直径，m。当出现曲折时，把轴承抬高(或放低)多少才能调整曲折值，可以

4、通过下列公式计算，见图 2。DyyLh21式中：A应抬高值，mm；L从法兰至轴承中心距离，mm。（2）用两对指针测量偏移、曲折法当出现下列情况之一时，对轴系中心线找中工作就不能采用直尺厚薄规法进行。法兰直径较小(小于 100mm)、法兰厚度较小，这时用直尺厚薄规法测量精度甚差。齿形及牙嵌式联轴节、弹性联轴节、气胎离合器处的测量工作。法兰外圆及端面加工不正确或严重腐蚀，表面不平整。上述三种情况必须用指针法或百分表法进行测量，因指针法与百分表法工艺过程相同，在此只介绍指针法。在二根轴法兰上装上二对指针(如图 3 所示)，将指针上用作测量的螺钉调正好，使两轴转动时，指针不能相碰，并固定之。用厚薄规测

5、量其垂直方向的间隙：上1z、下1z、上1Y、下1Y。然后两根轴同时转 180，进行第二次测量其间隙为：上2z、下2z、上2Y、下2Y。根据上面测出的数值代入公式计算垂直方向上的偏移和曲折值：12124zzzz下下上上垂直（mm/m）12122YYYYH下下上上垂直（mm/m）式中：H两只指针之间距离，m。用同样方法，在两轴同转 90时，测一次数值左1z、右1z、左1Y、右1Y；两轴同转 270时，又测一次数值左2z、右2z、左2Y、右2Y；用这两次数值代入公式，即得水平方向的偏移水平和曲折值水平。12124zzzz左左右右水平(mm/m)HYYYY22121右右左左水平(mm/m)采用指针法可

6、提高轴系找中精度，在测量过程中，两相邻轴是转动的，而偏移和曲折取图 3 轴系指针法测量其转动前后的平均值，即计算两轴中心线的偏差值，这样可以避免轴法兰机械加工误差对轴系找中精度的影响。为便于测量和计算，亦可列成表格进行，如表1、2所示。3按法兰校中偏移和曲折值的严格规定(允许值)在很长的一段时期内，各国在按直线性校中轴系时，对法兰上的允许偏中值都曾作过严格的规定，最初对允许的偏中值规定极严，即规定偏移0.05mm，曲折0.05mmm。实践证明，对法兰上的偏中值规定得如此苛刻是没有必要的，不仅在施工中很难达到，而且给轴系校中安装以及检验带来了许多困难。因此，随后对法兰上的允许偏中值的规定逐步有所

7、放宽：一般规定0.10mm，0.15mmm，而有些国家还放宽到0.30mmm。表 1 偏移值计算表(mm)位置指针=上+下=左+右4结论Z1Z2上下左右上=1 上+2 上下=1 下+2 下左=1 左+2 左右=1 右+2 右允许或消除同上同上同上表 2 曲折值计算表(mmm)位置指针=上-下=左-右H2结论Y1Y2上下左右上=Y1 上+Y2 上下=Y1 下+Y2 下左=Y1 左+Y2 左右=Y1 右+Y2 右11Lh上下22Lh上下11Lh左右22Lh左右4按法兰校中方法在生产中的应用及评论按法兰上严格规定的偏中值校中轴系的方法，由于简便易行，故仍是目前在我国船厂中使用较多的一种校中方法。采用

8、这种方法校中轴系时，通常是将尾轴先按轴系理论中线安装好，再以尾轴的法兰为基准，由船尾向船首方向逐段地调整中间轴及推力轴的位置，使各对连接法兰上的偏移和曲折值不超过规定的偏中值。最后，以推力轴的前法兰为基准进行主机定位。在轴系校中好之后，采用垫块及基座螺栓将轴系的各轴承紧固在各自的基座上，用法兰连接螺栓将各轴段连接成一体并与主机连接起来。按法兰上的偏中值校中轴系时，应计及法兰因轴端下垂所存在的下垂量及偏转度，在计算法兰的偏移值及曲折值时进行修正。在此必须指出，通过大量的实例证明，对法兰上允许的偏中值作出过高的硬性规定是不符合轴系实际工作情况的。另外，在毫不考虑其结构特点的情况下，对各种轴系法兰上

9、允许的偏中值采取统一的硬性规定，这也是很不科学的。众所周知，由于轴系的长度直径比一般都很大，而且轴系具有一定的韧性，故在一定的弯曲状态下仍能正常工作。但必须看到，轴系的韧性(刚性的倒数)与其长度直径比有很大的关系。从材料力学可知，轴的弯曲惯性矩 J与轴的直径 d 的 4 次方成正比，即 J=644d；轴的刚性为lJ(式中 d 为轴径，J 为轴承跨距)。可见，当轴的直径 d 增大 2 倍时，轴的刚性则要增加 16 倍；而当轴承跨距 J 增大 2 倍时，轴的刚性则降低 2 倍。这说明长径比大的轴系(如长轴系)，其韧性比长径比小的轴系(如短轴系)要好得多。由于轴系具有这种结构特性，就为我们制定法兰上

10、允许的偏中值标准时提供了一定的科学依据。显然，对允许的偏中值采用既严格又一律的硬性规定，则是没有考虑轴系的这种特性，为此可适当放宽些。但这种校中法，在目前仍被我国各船厂普遍采用。主要原因是：工艺过程比较熟练，操作简便。（二）轴系按法兰上计算的允许偏中值校中1校中原理轴系按法兰上计算的允许偏中值校中的实质，就是用数学计算的方法根据轴承上的允许负荷确定连接法兰上偏中值即偏移，曲折的允许范围，校中时只要使各法兰上的偏移、曲折都处在允许的范围之内，即可保证各轴承上的负荷处于允许的范围之内。2两轴偏中连接时受力分析轴系安装弯曲是由于支承轴承的各轴承不同轴排列所造成的。呈弯曲状态的轴系，在用法兰连接螺栓固

11、紧连接法兰之前，毗连的两根轴不同轴(偏中)，这时，在其连接法兰上则存在偏移和曲折。当连接轴系时用法兰螺栓将两轴固紧时，由于此两轴法兰被强制同轴(因相连接的一对法兰是预先在同轴状态下进行铰螺栓孔并配制紧配螺栓的)，在连接法兰上则产生拉力了及弯矩 M，如图 3-5-25 所示。由于拉力及弯矩的作用，在两轴的各支承轴承上则产生反力 RA、RB、RC和 RD，即由于两轴偏中连接在轴承上所造成的附加负荷(这时不计及轴的自重)。这些附加负荷的大小及方向显然与拉力 f 及弯矩 M 的大小及方向有关，而 T 及 M 的大小和方向又取决于连接法兰上偏移及曲折值的大小与方向。3长轴系校中允许偏中值的计算由图 4

12、所知，当每个轴段由两个轴承支持时，根据挠曲线方程轴承上所造成的附加负荷为203523bbEIR附式中:轴线的曲折值，mmm；轴线的偏移，mm；b相邻三个轴承跨距的平均值，mm；E轴材料弹性系数，MPa；I轴的截面惯性矩，mm4。在设计时，中间轴承上最大允许超负荷为其平均设计负荷的 50%，即3210422brdPR允；图4两轴不同轴时在轴承上引起的附加负荷式中：d轴的直径，cm；r轴系材料的重度，Ncm3令前式中的附R小于后式中的允R，则得 b320EIbbrd21085332将4464cmdI，E=Pa10108.91.2，33/105.78mNr代入上式并简化，则得b32000235105

13、.2db上式只适用于每段中间轴用两个轴承支持的轴系，对于每段中间轴用一个轴承支持的轴系，则应按下式计算：b320002351025.1db由以上两式可知，与的函数关系是直线关系，在直角坐标中可用一条斜线来表示，见图 3-5-26 所示。该图是这样得出的：令=0，求得最大曲折max，令0，求得最大偏移max，用一定的比例将max标在横坐标轴上得 A 点，用同样的比例将max标在纵坐标轴上得 B 点，连接 A，B 则AOB 所包括的面积就是该轴系的偏移和曲折的允许范围，也就是该轴系的安装标准。对中时，若某一对中间法兰的曲折为1，则该对法兰的偏移允许值为1(见图 5)，反过来确定了偏移量求曲折的允许

14、值也可以。上述计算标准只适用于轴系在水上对中，若在船台或坞内对中时，应将允许标准缩小一半，如图 3-5-26 中虚线所包含的范围。这是考虑到船下水后，船体变形可能使偏移和曲折值增大。4具有一根中间轴的短轴系允许偏中值的计算短轴系的特点是轴系长度与直径之比不大，轴系韧性较差，因而当轴线有不大的弯曲和曲折的情况下，两端轴支承(指尾轴前轴承和曲轴后轴承或推力轴轴承)的附加负荷急剧增加，因而短轴系对中质量的好坏在很大程度上取决于两轴端(尾轴和曲轴)轴线的同轴程度。所以在尾轴和主机都安装好再装中间轴的情况下，如图 3-5-27 所示。必须控制两轴的不同轴度。其计算公式为：计计LClL332231EIML

15、21032计CLLl323231计计EIML21032计式中，mmm/1、mmm/2、cmL计、cml3和cmC如图 6 所示；1、2的开口方向朝上，朝左舷为正，反之为负；E 为材料弹性模数，钢的 E=211010Pa;I 为轴图 5关系图系计算长度内的平均惯性矩 cm4；计算LCIlIlII34231式中：I1尾轴惯性矩，44114cmdI，(1d为尾轴直径，cm)；I2中间轴惯性矩，44224cmdI，(2d为中间轴直径，cm)；I3曲轴或推力轴惯性矩，44334cmdI(3d为曲轴或推力轴直径，cm)。公式中 M 为最小弯矩(N.cm)，选下列各式之中最小的：M1尾轴承处许用弯曲力矩:M

16、1=R1L1当尾轴前轴承长度大于轴径尺寸时：R1P，尾轴承附加负荷允许值，N；P=nQ中间轴承上的平均设计负荷，N；式中：QL计长度内的轴系重量，N；n中间轴承数目。当尾轴前轴承长度小于轴径尺寸：R13F1式中:F1尾轴前轴承的投影面积，cm2。将数值小的 R1代入公式 M1=R1L1M2主轴承处的许用弯曲力矩：M2=R2L2当中间轴与曲轴直接连接(即推力轴与曲轴为一体)时（如图 7 所示）：R23F2式中：R2曲轴后轴承附加负荷允许值，N。R2曲轴附加应力允许值(不使曲轴的附加应力超过 490104Pa)R2abdba35图 6 具有一根中间轴的短轴系式中：d曲轴轴颈，cm；a推力轴承与尾拐

17、轴承之间距离，cm；b尾拐后两轴承之间距离，cm。R2、R2选用小值代入公式 M2=R2L2。当中间轴通过推力轴与减速器轴连接（无论推力轴与减速器轴为一体或不为一体，都与曲轴严格对中）时（见图 3-5-29 所示）：R23F3减速器轴承或推力轴轴承的附加负荷允许值，N。式中：F3减速器轴承或推力轴轴承的投影面积，cm2。R2baqb2.1不使减速器轴抬起，而对附加负荷的限制值，N。式中：q减速器轴重，N；a、b减速器重心与相邻两轴承之间的距离，cm。将 R2、R2选用小值代入公式 M2=R2L2M3轴颈允许的附加弯曲力矩M3M（3-5-28）式中：轴系轴颈最小截面抗矩，331.0cmd。d轴系

18、最小轴颈，cm；M轴的允许附加弯曲应力。当轴系不具有独立的推力轴时，取410490MPa当轴系具有独立的推力轴时，取510294MPa利用这图 7 曲轴与推力轴为一整体的轴系图 10 曲折的允许范围(安装标准图)图 9 具有独立推力轴的轴系图 8 推力轴与减速器连接的轴系种安装标准图，在已知1(或2)的情况下，可以简便地决定2（或1）的最大允许值。5按法兰上计算的允许偏中值校中在生产中的应用及评论它由于具有按法兰校中法简便易行的优点，并具有既考虑到轴系的结构特点，又按轴承上允许负荷及轴内允许弯曲应力进行计算法兰上允许偏中值的合理性，因此，这种校中方法在船厂中已得到广泛应用。我国交通部颁布的 J

19、T4161-77船舶轴系安装及扭振技术要求中也已列为轴系安装验收的校中方法。这种校中方法的主要缺点是，连接法兰上允许偏中值的计算是近似的，是不严格的。例如，轴系实际上是由若干个非等距的轴承所支承，而长轴系允许法兰偏中值的计算，则是将轴系作为由等距的轴承支承的情况下进行的；其次，各连接法兰上的允许偏中值，是根据轴系全部轴承上附加负荷允许平均设计负荷的 50%统一确定的，故所有连接法兰上的允许偏中值都一样，而不是按各个轴承的允许负荷大小确定相应法兰上的允许偏中值，再则，短轴系的计算甚为复杂等等。通过实践确认，按法兰上计算的允许偏中值校中轴系的方法，对于中、小型船舶的长轴系仍不失为一种实用的校中方法

20、，对于其他类型的轴系，尤其是大型船舶的短轴系，则宜采用其它更为合理的校中方法。例题：某船轴系装置简图如图 11 所示。中间轴直径 d=35cm，轴系中毗邻 4 个轴承的最小间距上。minL1050cm，故轴承最小平均间距 b=10503=350cm；轴承平均设计负荷P=28000N。轴系按直线敷设时，2 号轴承的设计负荷为最小，即 P210500N，求按法兰校中时偏移，曲折的允许值，并绘制出允许偏中线图。解：将此轴系的结构参数代入下列公式：b32000235105.2db3503200023535350105.2图 11 长轴系简图化简得：9.1087此轴系诸轴承中最小负荷为 P210500N

21、，小于平均设计负荷之半，即小于 0.5P14000N，故需按下列公式求偏中允许范围内的修正系数，即：33.110500140005.0minPPk在上列所得出的偏中允许范围的计算式计入修正系数k(即不等号右边的常数项除以k)，故得9.1065按此式即可求得按法兰校中时偏移、曲折的允许值。如：取=0，则0.37mm；取=0，则0.65mmm。取=0.2mm，则0.27mmm；取0.1mmm，则0.29mm。为进行校中的方便起见，可将偏中值允许范围的计算式绘成允许偏中线图，如图 12所示。此图绘制方法如下：直角坐标的纵坐标按比例代表允许的偏移值，而横坐标按比例代表允许的曲折值。当=0 时，max=

22、0.65mmm，在横坐标上可定出 A 点，当=0 时，max=0.37mm，在纵坐标上可定出 B 点。连接 AB，则AOB 所包的面积即为此轴系按法兰校中时其偏移、曲折的允许范围。例如利用此线图校中时，当某连接法兰上的偏移=0.2mm 时，则这时所允许的最大曲折max=027mmm。（三）用光学仪校中轴系法用光学仪器校中轴系时，通常是将仪器装在与轴系连接的减速器大齿轮轴上，或装在主机曲轴的尾法兰上，并预先按轴系中线将减速器或主机校中好。这时光学仪器所投射的十字线就是其后校中轴系各部件的基准。具有双轴系装置的船舶，其尾轴的尾端用人字架轴承支承，首端用尾轴管前轴承支承，其中间轴用各自中间轴承支承，

23、推力轴用推力轴承中的径向辅助支承。显然，校中后的轴系状态完全由各个轴承的位置所决定。用光学仪器按直线性校中轴系，通常就按作为校中基准的仪器所投射的十字线校准人字架，尾轴管、中间轴承，推力轴承等轴系中这些支承部件的位置，使这些部件上孔的中心线与仪器的主光轴重合(但应考虑油隙的影响)。具体校中方法分述如下：1光学仪器校中人字架在车间里完全加工好的人字架，利用光学仪器进行校中安装，则可免除在现场用专门镗孔设备就地进行人字架镗孔。这种工艺在建造小吨位船舶时常被采用，其施工过程如下：图 12 长轴系校中允许偏中线图将在车间里已最后镗过孔的人字架运到现场，利用专门的安装夹具支撑在船尾安装的部位。在人字架孔

24、中用两个定位圆盘同轴装入一根空心样轴，并在空心样轴两端各装一个光靶，光靶的中心经调节应与样轴的轴心线重合，样轴用支座支持，支座用调节螺栓及滑板安放在底板上，底板用支架临时连接在船体上。校中时，按基准光学仪器所投射的十字线调节样轴的位置，直到样轴两端光靶的十字线与仪器的十字线同时重合为止，则此人字架可认为已按轴系中线校中好了。这时用点焊将人字架焊在船体上，再用光学仪器校验一次人字架的位置后，将人字架与船尾完全焊牢。在焊接时应采取措施防止人字架移动和变形。小吨位单轴系船舶的尾柱，在车间内最后镗好安装尾轴管的孔后，亦可采用光学仪器在船体上定位焊接。其工艺如上述人字架安装的工艺大体相同，故不赘述。大吨

25、位的船舶的人字架及尾柱上安装尾轴管的孔，通常是在车间内只进行粗镗，留下的精加工余量待在船体上装配焊接好之后，再用专门的镗孔机(镗排)在现场就地进行镗孔。这时可按基准光学仪的主光轴进行镗杆的定位，或在所加工孔的端面上划出镗孔线和检验圆线，再按镗孔线进行镗杆的定位。在人字架、尾柱等部件上的孔的中心线与轴系中线重合的情况下，则可保证装入其中的尾轴管或轴承孔的轴心线与轴系中心线重合。2用光学仪器校中中间轴承为了将全部中间轴呈直线安装在轴系中线上，可将全部中间轴承按基准光学仪器进行校中。校中时，先在安装中间轴承的基座上装一安装夹具，如图13中2所示。在夹具的两个可调节支架的孔中各装一个光靶，光靶中心经调

26、节应与支架孔中心线重合。调节支架的位置，使其孔中的两个光靶中心均与基准光学仪的主光轴重合。然后从可调支架孔中取出光靶，装入一根空心样轴，此样轴的两端各同轴地安装着一个光靶。将所需校中的中间轴承套在样轴上(用纸垫将轴承上部的油隙压死)，如图 13 所示。然后，再按基准光学仪精确校准样轴的位置，使其两端的光靶中心与仪器主光靶完全重合，则此轴承就达到了按轴系中线定位。按此法将全部中间轴承逐个地校中好，在各轴承下配制垫块和定位螺栓，并用基座螺栓将各轴承紧固在基座上。通常在配好垫块后和用基座螺栓紧固之前再校验一次样轴的位置，然后拆去安装夹具，在基座上紧固轴承。全部中间轴承校中并紧固之后，就可以将中间轴装

27、入各自的轴承上，并用法兰螺栓连结好整根轴系。3用光学仪器校中中间轴对于空心的中间轴承，可采用基准光学仪按轴系中线直接校中各段中间轴的校中方法。校中时对中间轴承用调节螺栓安放在各自的基座上，并按基准光学仪初步地校中一下。图 13 校中中间轴承的安装夹具l 一光学投射仪 2 一可调节支架 3 一光靶 4 一样轴 5 一中间轴承然后将距基准光学仪最远的一根中间轴装在自己的中间轴承上，按基准光学仪的主光轴进行校中。在此中间轴中孔的两端应先同轴地各安装一个光靶。通过调节轴承的位置，使该轴两端的光靶中心均与基准光学仪的主光轴严格重合。这样就完成了将这根中间轴按轴系中线的校中。往下则由远到近地按此法进行其余

28、各根中间轴的校中。在现代中、小型船舶上，尤其是在中间轴轴颈小于 200mm 的长轴系中，有的已用滚动轴承代替滑动轴承，并常用光学仪器法来进行轴承的校中。在用滚动轴承的轴系中，轴与轴承相比，轴是薄弱环节。因此，在用光学仪器校中轴承时，其轴承相对于轴系中线的允许偏移量即允许的走中量(如图 15 所示)，是根据轴内产生的附加应力来确定的，并按下式进行计算：dLL2211084（mm）式中：L1、L2一相邻轴承两跨距最小的距离(如图 3-5-36 中的 L1、L2)，cm；d中间轴轴颈，cm。上式为在水中校中。若在船台上校中，则轴承允许的走中量为 0.5。上述轴系如果按连接法兰来校中时，连接法兰上所允

29、许的偏差和曲折值是根据轴承允许的走中量来决定的。如图 17 所示，在(a)中各轴承顺序一上、一下的走中，因此使连接法兰上的偏移量最大，在(b)中各轴承的走中是两端低中间高，从而使连接法兰上产生最大的曲折。根据轴系的结构布置情况，按法兰在水上校中轴系的标准为：图 14 轴承相对轴系的偏移图 16 最小两跨距示例450340380320d=14310L1L2（a）（b）图 17 相邻法兰的偏移、曲折和轴承走中的关系偏移mm2曲折mmm/3若在船台上校中，则应缩小一半。全部中间轴校中好后，在所有中间轴承下配制垫块，并用定位螺栓将轴承紧固在基座上。最后将轴用法兰联轴节或液压套筒式联轴节连成整体。4用光

30、学仪器校中方法在生产中的应用及评论由于光学(包括激光)仪在校中时能获得良好的直线性，故目前在船厂中已较多地用于确定轴系中心线，以代替长期以来船厂中所使用的拉钢丝线法。用光学仪定轴系中心线较之拉线法不仅能提高测量精度，而且还可提高生产效率，这是值得在船厂中普遍推广的工艺方法。光学仪校中轴系时能获得较按法兰校中、拉钢丝线校中等方法高得多的测量精度，从而提高轴系各部件的定位精度，目前多用于成批建造中、小型船舰时轴系校中工作中，尤其是更多地用于以滚动轴承作为中间轴承的轴系校中工作。这是由于这类轴系易磨损的部件不是轴承而是轴，以避免轴系因安装弯曲而在轴内造成过大的附加弯曲应力。可以说这种校中方法是进行滚

31、动轴承轴系校中最为合适的方法。其主要缺点是按此所校中好的轴系，其各轴承上的实际负荷往往呈不合理地分布。这种状况对于大、中型船舶的滑动轴承轴系来说是不合理的。对于这类轴系来说，则不宜采用这种方法进行校中，但可采用光学仪按合理校中计算所确定的轴承最佳位移进行校中。二、船舶轴系按轴承上允许负荷校中原理及应用轴承上允许负荷校中的原理，是根据各种轴系的结构特点确定轴承上负荷的允许范围，并在校中时通过调节轴承的位置使轴系各轴承上的实际负荷都处在允许值范围之内。按这种原理校中好的轴系显然不是呈直线而是呈曲线安装的。在生产实践中，按这种校中原理经常采用的校中方法有测力计校中法等。（一）轴系用测力计校中法1.测

32、力校中原理轴系采用测力计校中法(简称测力校中)，又称按轴承上实际负荷校中法。校中时，通过用装在各中间轴承上的测力计测力，并根据轴承负荷分布状况进行调节轴承上的实际负荷，使各轴承上的负荷都处在允许值范围之内。按这种方法校中好的轴系不呈直线，而且具有一定的安装弯曲，尽管在轴内会产生一定的弯曲应力，但能确保各轴承上的实际负荷都处在允许范围之内。这对于具有滑动式中间轴承的轴系来说，由于这类轴承的易损伤部件是轴承而不是轴，所以可认为是一种较为合理的校中方法。2.长轴系采用弹簧测力计校中法采用弹簧式测力计进行长轴系测力校中，是目前在生产中安装长轴系的一种校中方法。用这种方法校中时各轴承上实际负荷的确定、校

33、中的工艺过程及校中实例分别介绍如下：（1）各轴承上负荷的确定采用测力校中法进行轴系校中时，为保证轴系上各轴承的实际负荷都处在允许的范围之内，必须先确定各轴承上的允许负荷，并按测力大小确定实际负荷。根据轴承的工作及结构状况，通常将轴系中的全部轴承分为三类，即中间轴承、尾轴承和推力轴承（或减速器大齿轮轴承、发动机轴的尾部轴承)。中间轴承上的负荷测力校中时，中间轴承垂直平面上的最大及最小允许负荷按轴承允许负荷的规定进行计算。即：sdlpR垂max 垂minR%20PQQ右左水平平面上的实际负荷，应减小到最低程度，或不得大于垂直平面负荷的 1/4。采用弹簧测力计进行测力校中时，中间轴承上的实际负荷则根

34、据测力计所测的负荷按下面公式进行确定。即：qRRR右左垂hCRRR2右左水进行测力校中，就是通过调节中间轴承的位置，使所测得的各轴承上的实际负荷均符合允许负荷的范围。尾轴轴承上的负荷尾管轴承上的负荷如图 18 所示。尾轴轴承上的最大及最小允许负荷亦按下面公式确定。即：sdlpR垂max 垂minR%20PQQ右左进行测力校中时，尾轴轴承上的实际负荷不可能用弹簧测力计测量。校中时为保证该轴承上的实际负荷不超过允许范围，对尾轴管前轴承上的实际负荷可按下式近似的计算确定，即：3212CGCWCR式中:2R尾轴管前轴承上的实际负荷，N；W螺旋桨的重量，N；G尾轴的重量，N；C1螺旋桨重量 G 与尾轴承

35、反力1R之间距离；C2尾轴重量 G 与尾轴承反力1R之间距离；C3首轴承反力2R与尾轴承反力1R之间距离。按上式计算所得的负荷2R，如超出允许负荷的范围(在一般情况下2R常小于下限)，应将中间轴尾部轴承上的一部分负荷转移到尾轴管的前轴承上。这时可将最后的个中间轴承调低，使与尾轴相连接的中间轴低于尾轴。大型舰船由于螺旋桨重量作用的结果，有时会使尾轴首轴承上的负荷在轴承投影面积上达不到 5104Pa2/5.0cmkgf的压力，甚至完全不受载荷，如图 19 所示，这时可借助于图 20 所示的夹具，将尾轴与这节中间轴拉到同轴状态，使连接法兰上的偏移，曲折均为零 这时则可按下式计算由中间轴承转移到尾轴管

36、前轴承上的负荷：bFDbaTR2图 18 尾管轴承上的负荷式中:2R由中间轴承转移到尾轴管前轴承上的负荷，N；F由轴向测力计测得的轴向拉力,N；T由垂向测力计测得的垂向拉力，N；D尾轴法兰直径，cm；a尾轴首法兰与首轴承之间距离；b尾轴首、尾轴承上反力间的距离(见图 3-5-38)。22RR应符合允许负荷的范围，否则需继续变更中间轴承的位置。推力轴承上的负荷推力轴承支撑轴承上负荷，可在进行测力校中时用测力计测出。即将测力计装在推力轴承座上，所测得的负荷则为其前后两个支撑轴承综合负荷。实际负荷的测量及计算方法同中间轴承，其允许负荷亦按下面公式确定：sdlpR垂max 垂minR%20PQQ右左轴

37、系采用测力校中时，与轴系连接的减速器大齿轮轴的轴承或发动机曲轴尾部主轴承上的负荷，也会由于轴系弯曲而产生附加负荷。为避免在这些轴承上产生过大的附加负荷，通常是在校中时采取严格控制轴系与大齿轮轴或曲轴连接法兰上偏中值来解决，而在轴系校中后，还应采用测量曲轴臂距差和齿轮啮合质量的办法进行检验。(2)长轴系测力校中的工艺过程在进行测力校中之前，尾轴及发动机已安装好，安装中间轴承的基座面板也已进行过加工，所以校中时可按下列步骤，用弹簧式测力计进行轴系的测力校中。将中间轴承吊放在各自的基座面板上。在各个轴承的螺栓孔中对称地装两个调节螺栓，以便在校中时调节轴承的位置。将中间轴吊放在各自的中间轴承上。假若按

38、轴系结构每根中间轴只用一个轴承支撑，这时则需在每根中间轴下增设一个临时支撑。将整个轴系按连接法兰进行粗略校中(这时用调节螺栓调整轴承的位置)，但中间轴与发动机轴或减速器轴的连接法兰则需严格对中，保证法兰上的偏移0.1mm，曲折0.1mmm，以避免由于轴系安装弯曲而影响发动机或减速器的正常工作。轴系初校后，用法兰连接螺栓将所有轴连接起来，并与发动机或减速器连接好。图 19 尾轴轴承的不合理受力情况1-轴承的应力分布;2 轴与轴承的接触面积图 20 调节尾轴轴承上负荷的夹具1-卡臂 2-螺栓 3-轴向测力计 4-垂直测力计在每个中间轴承的螺栓孔中对称地装两个测力计。在轴承盖与轴颈之间放入软垫块，并

39、拧紧轴承盖的压紧螺栓将轴颈在轴承内压死，以避免转动而影响对水平载荷，的测量。放松轴承上的调节螺栓，使测力计受力。记录各轴承左右两个测力计上的负荷，按公qRRR右左垂及hCRRR2右左水计算每个轴承上的垂直平面及水平平面上的实际负荷。并预先按前述公式计算出中间轴承上垂直平面及水平平面上的允许负荷范围。然后，检查每个中间轴承上的实际负荷是否在允许负荷范围之内。当某轴承上的实际负荷超出允许负荷范围时，则应调节有关轴承的位置，直到全部中间轴承上的实际负荷都符合要求为止。同时，为避免由于轴系安装弯曲在轴内引起过大的弯曲应力，在调节轴承负荷时，应使毗邻轴承上的实际负荷值比较接近。按公式3212CGCWCR

40、计算尾轴管前轴承上的负荷 R2是否符合要求。当 R2超出允许负荷范围时，则需用图 3-5-40 所示的夹具将中间轴承的一部分负荷转加到轴承上，并按公式bFDbaTR2计算转加上的附加负荷2R，22RR应符合允许负荷范围。轴承经测力校中合格后，在轴承下配制垫块，最后用基座螺栓将轴承紧固在基座上。若轴系的测力校中是在船台上完成的，在船下水后应松开轴系与发动机或减速器的连接法兰，检查这对法兰上的偏移和曲折值是否超过中的允许范围。若超过，则应作必要的校正。3.长轴系采用轴承负荷法找中工艺(1)工艺概况使用测量和调整各个轴承负荷使之达到均匀分布的方法来找中轴系的工艺，成为轴承负荷法。它的工艺概况是将全部

41、未经校中的中间轴相互连接，并分别与主机、尾轴联接成一整体。然后用专用测力计调整已装配好的轴承高度及左右位置，使各轴承的负荷平衡，并达到计算所规定的负荷范围为止。负荷测力的验收标准见表3。表 3 负荷测力的验收标准轴承名称船台验收标准下水后验收标准备注中间轴承尾轴前轴承主机后轴承垂直负荷水平负荷垂直负荷水平负荷P 土 025P土 05R1土 05R2土 025P土 05R1土 05R2P 土 05P土 R1土 R2土 05P土 R1土 R2注：P 为中间轴承平均设计负荷(N)，它等于中间轴重量 Q 除以轴承数 n，即nQP/此时全轴系的重量 Q 按尾轴及主机跨度中心之间长度得出，如果轴承测出负荷

42、符合上述条件，即使个别轴法兰之间存在较大偏差时，也认为能正常工作。由于轴在水平方向偏差容易破坏轴承润滑条件，它所带来的恶果比垂直方向的偏差严重得多，因此在水平方向的允许负荷标准控制在垂直方向负荷的一半左右。（2）中间轴承实际负荷的测量与计算在负荷法找中时，中间轴承的实际负荷是通过对角置于轴承下端的两个测力计测得的。计算仍按下面公式进行。qRRR右左垂hCRRR2右左水（3）尾轴前轴承及主机后（或推力轴）轴承实际附加负荷计算在评定轴系的校中质量时，必须知道作用在尾轴前轴承及主机后（或推力轴）轴承实际的附加负荷的大小。由于这些地方不能通过测力计直接求得，因此其负荷必须用计算求得，如图 21 所示。

43、作用在轴系两端上的附加负荷即主机后轴承上的 R2及尾管前轴承的 R1,可以用作用在轴系上的力和力矩静平衡条件来决定。从静平衡条件出发：总的作用力为零021RRGQ垂直对轴系重心总力矩为零02221MLRLR由上式得21RGQR垂直式中：Q 一一在计算L长度内中间轴的重量，(N)；L由主机后轴承到艉管前轴承距离，(m)；321GGGG垂直+由测力计测出的作用在轴系中间轴承上负荷总和(N)；321MMMM作用在轴承上的力相对于轴系重心所产生力矩总和(Nm)。代入得：0222222MLRLRLGLQ垂直LRMLGLQ222垂直LMGQLMGQR2222垂直垂直LMGQR21垂直图 21 尾轴前轴承及

44、主机后轴承实际附加负荷计算在水平方向上去掉 Q 的影响得LMGR22水平LMGR21水平考虑到实标情况，轴系两端支承条件并不是简单的静平衡支承条件，因此有的单位建议采用另一种较为精确的计算方法，即将上述计算公式乘以一合适的修正系数，最后可得：在垂直平面内：NLMGQR1025.215.11垂直NLMGQR1025.215.12垂直在水平平面内：NLMGR1025.215.11水平NLMGR1025.215.12水平(4）尾管前轴承与主机后轴承允许附加负荷计算尾轴管前轴承允许附加负荷1R。当该轴承长度大于轴径时1RP当该轴承长度小于轴径时1R3F1式中:F1该轴承投影面积；R2主机曲轴后轴承的允

45、许附加负荷(可按图表4进行计算)。表 4 主机曲轴后轴承允许附加负荷图表型式曲轴与推力轴连接无单独推力轴主机为电动机主机带有减速齿轮公式2R23F或2Rbadba352R23F或2RbabQ2.1说明F2一推力轴承或曲轴轴承投影面积(cm2)d 一曲轴轴径（cm）a、b 一图示长度(cm)Q 一电动机转子重量(N)F2一电动机轴承投影面积(cm2)a、b 一图示长度(cm)Q 一减速齿轮重量(N)F2一减速齿轮轴轴承投影面积(cm2)a、b 一图示长度(cm)(5）测力计测力计是轴系负荷找中工作的主要工具，它要求体积小，而且具有一定的测量精度。其结构和使用方法与前几节所述相同。(6）负荷法轴系

46、找中安装工艺由于船体在船台与下水后，重力和浮力的分布不同，因此每只轴承所受负荷也会变化，为了保证轴系的安装质量，应尽可能在下水后进行轴系测力，但在特定情况下（如船体变形较小，已掌握船体变形规律等）也可在船台上进行轴系测力工作，待下水后进行复验修正。在进行测力工作前必须具备下列条件：船舶必须压载到轻载水线，同时横倾要小于 1；由于测力计结构安装高度的需要，中间轴承安装垫片厚度必须大于 30mm；测力计在中间轴承座螺孔内安装要垂直；测力前，每只百分表必须检验合格；由于潮汐的变化会引起主机曲轴臂距的变化，测力最好在平潮时进行。而且在测量过程中经常检查臂距差的变化。上述测力调整工作往往需要重复多次才能

47、得到较为满意的结果。然后测量各中间轴承座与基座的间隙高度，并按这个高度尺寸配制垫片，钻铰孔，配螺栓固定；再拆除测力计并配制装测力计孔处的垫片及螺栓。（7）负荷法找中安装轴系的特点从理论上讲，负荷法比按直线校中轴系的方法更为合理。因为造成轴系运转的恶化，轴承发热甚至烧坏的主要原因是轴承上的附加负荷引起的。负荷法考虑了这个问题，而排轴法等没有考虑到轴系安装的弯曲而引起轴承上产生的附加负荷和轴内产生的附加应力的影响。在实际运行中，中间轴位移和曲折的数值，都大于安装许可要求，只是因为中间轴具有一定的柔性，故使轴系还能保持正常工作。所以追求过分严格的同轴度具有一定的盲目性。负荷法可以不受轴系中心线偏移和

48、曲折公差约束。可以在几个轴承上同时展开工作，可在船台上安装主机轴系。这有利于缩短安装周期。负荷法的工艺操作以及附加负荷(特别是尾轴管首轴承和主机后轴承)计算比较麻烦。测力计的设计制造耗费较多工时，而适用范围不广，不便于通用，所以使这一工艺推广使用带来一定困难。4短轴系采用测力计校中法短轴系由于轴系的韧性差、刚性大，在尾轴与发动机轴偏中不大的情况下，也会在有关轴承上引起很大的附加负荷，以及在轴内引起很大的弯曲应力。故对短轴系的校中应严格控制各轴承上的附加负荷，使之不超过允许范围。（1）轴承负荷计算短轴系可采用测力计校中，在校中时应考虑下列要求(见图 22)。全部轴承上的负荷应等于轴的重量与螺旋桨

49、重量之和，即：GQPPPP4321式中：21,PP尾轴后部及前部轴承上的负荷，43,PP中间轴承上的负荷，N；Q轴的重量，N；图 22 短轴系负荷简图G螺旋桨的重量，N。轴系各轴承上负荷之和(P)的着力点应与轴及螺旋桨重量(Q+G)的重心重合；所有轴承上的负荷应是正值，且其中任一轴承上的负荷必须符合公式：sdlpR垂max和公式 垂minR%20PQQ右左的要求。进行校中计算时，以1P、2P、3P、4P分别代表相应号数轴承上的负荷，1a、2a、3a、4a为相应号数轴承到轴系重心的距离。在计算各轴承上的支反力时，尾轴管后轴承(1号轴承)的着力点定为在距此轴承尾边缘至相当于轴直径 d 的距离上，而

50、其它各轴承的着力点则定在轴承的中部。按上述第、项要求可由轴系上力和力矩的平衡原理进行计算尾轴管前轴承(2 号轴承)上的负荷2P，即：2141431312aaaaPaaPaGQP式中，两中间轴承上的负荷3P及4P由测力计测得，而1a、2a、3a、4a为已知，故可按此式确定尾轴管前轴承上的负荷2P。在这时因轴系尚未与发动机连接，故发动机对轴系各轴承负荷没有影响。当按上式所计算的2P不符合要求时，可通过调节中间轴承上的负荷3P、4P，或调整尾轴的位置使2P符合要求。当用测力计调节中间轴承上的负荷3P、4P时，其上的负荷应符合公式 sdlpR垂max 垂minR%20PQQ右左的要求。按上述方法将轴系