专利名称：船舶轴系校中及主机负荷测量方法
技术领域：
本发明涉及船舶轮机领域的施工方法，特别是涉及大型船舶轴系校中及主 机负荷测量方法。
背景技术：
159000T系列船是我公司为加拿大TK公司建造的原油轮，主推进采用尾机 型直接推进，主机机型为DMD-B&W6S70MC型船用低速柴油机，采用定距无 键液压螺旋桨。轴系校中要在尾法兰受向下5吨力作用下进行，先调整尾法兰 正，后调整前法兰正。扭曲度和下垂度合格、主机拐挡合格后，先进行轴系与 主机的法兰连接，再进行艉部法兰的连接。对主机轴系的校中采用合理负荷测 量方法，将使从曲轴主轴承到尾轴管前轴承的各个轴承负荷分配情况更趋合理。
主机在船上共分三部分组装，当船下水后再进行整机定位，浇注环氧垫片。 为使各轴承负荷分配更趋于合理，并使规定支撑截面上的弯矩、转角等合理分 配在允许范围内，该船轴系校中采用顶举法测试艉管前轴承、中间轴承及主机 主轴上的第一道轴承、第二道轴承和第三道轴承的负荷。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种从主机曲轴主轴的第一、第二、第 三轴承到尾轴管前轴承的各个轴承负荷合理分配，在遵守规定负荷、应力、转 角限制条件下，通过校中计算确定各轴承的合理垂向位移，使轴系安装成规定 的曲线状态，达到全轴系各轴承负荷合理分配的船舶轴系校中及主机负荷测量方法。
采用的技术方案是
船舶轴系校中及主机负荷测量方法，该测量方法步骤如下 步骤一，在船舶下水并处于漂浮状态时，实施主机轴系校中；
a、 在船下水48小时后、船舶处于漂浮状态、螺旋桨半浸在水中的条件下， 在螺旋桨轴的前端法兰上加5000kg力，并在中间轴下安装两个临时支撑，最终 使螺旋桨轴平压在艉管前轴承上；
b、 在中间轴下安装好两个临时支撑，调节螺旋桨轴前端法兰与中间轴后端 法兰、主机输出轴法兰与中间轴前端法兰之间的开口和偏移值；步骤二，调整机座的挠度；
a、 用千斤顶调整主机高度，再用首尾四个顶丝支撑起主机；
b、 根据设计的技术要求，调整机座中心下垂值；
步骤三，连接轴系法兰，在步骤二调整机座挠度结束后并报验合格，连接 中间轴前端法兰和主机输出轴法兰、连接中间轴后端法兰和螺旋桨轴前端法兰; 步骤四，测量轴承负荷；
a、 测量中间轴承负荷，安装液压千斤顶和压力表，顶起点选在中间轴承的 前端中间轴上或中间轴承的后端中间轴上，测量顶起位移和下降位移及相应压 力值，并计算出中间轴承的负荷；
b、 测量艉管前轴承负荷，安装液压千斤顶和压力表，顶起点选在距螺旋桨 轴前端法兰一段距离的螺旋桨轴上，测量顶起位移和下降位移及相应压力值， 并计算出艉管前轴承负荷；
c、 测量主机曲轴第一道轴承负荷，将液压千斤顶放在飞轮下面，在一个钢 性的底座上通过钢梁顶起飞轮上二齿；测量轴承顶部间隙，确定液压千斤顶最 大顶升距离；采用三只千分表分别放置在飞轮顶端和轴颈的上下方，每隔压力 值10—15bar测量一次读数，测量轴颈或飞轮的垂直位移，记录顶起位移和下降
位移及相应压力值，并计算出主机曲轴第一道轴承负荷。
d、 测量主机曲轴第二道轴承负荷，将在水平位置的曲柄臂朝着排气一侧转 动，液压千斤顶放在顶起钢梁上，只使用一只液压千斤顶，并放在与被测的曲 轴第二道轴承相邻的曲柄臂下面，千分表放置在曲轴第二道轴承盖上并测量曲 柄臂的垂直位移，记录顶起位移和下降位移及相应压力值，并计算出主机曲轴 第二道轴承负荷。
e、 测量主机曲轴第三道轴承负荷，将在水平位置的曲柄臂朝着排气一侧转 动，液压千斤顶放在顶起钢梁上，只使用一只液压千斤顶，并放在被测的曲轴 第三道轴承相邻的曲柄臂下面，千分表放置在曲轴第三道轴承盖上并测量曲柄 臂的垂直位移，记录顶起位移和下降位移及相应压力值，并计算出主机曲轴第 三道轴承负荷。
本发明解决了船舶主机轴系及轴承负荷的合理分配，为主机高效运行提供 了保障，增加了主机的使用寿命。
图1是本发明主机轴系示意图。 ' 图2是本发明主机轴系法兰校中支撑示意图。图3是螺旋桨轴法兰与中间轴后端法兰校中后的开口值和偏移值示意图。 图4是中间轴前端法兰与主机输出轴法兰校中后的开口值和偏移值示意图。 图5是主机曲轴第一道轴承负荷测量示意图。 图6是主机曲轴第二道轴承负荷测量示意图。 图7是主机曲轴第三道轴承负荷测量示意图。 图8是轴承负荷计算的升降负荷平均数Pm坐标示意图。 图9是实施例中间轴承Pm坐标示意图。 .图10是实施例艉管煎轴承Pm坐标示意图。 图11是实施例主机曲轴第一道轴承Pm坐标示意图。 图12是实施例主机曲轴第二道轴承Pm坐标示意图。 图13是实施例主机曲轴第三道轴承Pm坐标示意图。
具体实施例方式
以加拿大TK公司建造的159000T原油船轴系校中及主机负荷测量为例， 其测量方法步骤如下
步骤一，在船舶下水并处于漂浮状态时，实施主机轴系校中；
a、 在船下水48小时后、船舶处于漂浮状态、螺旋桨1半浸在水中的条件 下，冷态进行轴系校中，为了使螺旋桨轴平压在艉管前轴承2上，在螺旋桨轴 的前端法兰3上加5000kg力，在中间轴5下安装两个临时支撑18、 19，最终使 螺旋桨轴平压在艉管前轴承2上(见图l);
b、 按图2所示，在主机轴系的轴承处依次安装1#、 2#、 3#、 4#、 5#、 6#、 7#支撑，并在中间轴下安装好两个临时支撑(T.M.A和T.M.B) 19、 18，其支撑
(T.M.A) 19与中间轴后端法兰4距离为2540mm，支撑(T.M.B) 18与中间轴 前端法兰7的距离为1532mm，调节螺旋桨轴前端法兰3与中间轴后端法兰4 之间的开口和偏移值，调节后开口值为0.41mm，偏移值为0.06mm，见图3;调 节主机输出轴法兰8与中间轴前端法兰7之间的开口和偏移值，调节后开口值 0.20mm，偏移值为0.10mm，见图4。 步骤二，调整机座的挠度；
a、 用千斤顶调整主机高度，再用首尾四个顶丝支撑起主机，并在顶丝上涂 二硫化钼防锈；
b、 根据设计的技术要求，调整机座中心下垂值为-0.1mm，相邻轴承支承之 间机座下垂值最大偏差为0.08mm。
步骤三，连接轴系法兰，在步骤二调整机座挠度结束后并报验合格，连接中间轴前端法兰7和主机输出轴法兰8、连接中间轴后端法兰4和螺旋桨轴前端
法兰3;
步骤四，测量轴承负荷；其测量轴承负荷的计算方法轴承负荷 L=AxCixPmxl06，其中Pm= (Pu+Pd) /2 A—液压千斤顶活塞面积 Ci一距离修正系数 Pu—顶起负荷Mpa Pd—下降负荷Mpa Pm—升降负荷平均数Mpa Pm值可由坐标求得如图8所示。
a、 测量中间轴承6负荷，在中间轴5上安装液压千斤顶和压力表，顶起点 选在中间轴承6的前端支撑点18和中间轴承6的后端支撑点19，距中间轴承6 中心为660mm，当选择后端支撑点19时，其轴承负荷计算的距离修正系数 Ci=1.095;当选择前端支撑点18时，其轴承负荷计算的距离系数Ci=0.910，本 例选择中间轴承6的前端支撑点18记录液压千斤顶的活塞面积A，测量顶起位 移和下降位移及相应压力值，划到坐标纸上(如图9)求得升降负荷平均数Pm， 计算冷态负荷为196KN，允差±20%，即应为196士39.2KN，没超出中间轴承 设计最大允许冷态负荷266KN。
b、 测量艉管前轴承2负荷，在螺旋桨轴上安装液压千斤顶和压力表，顶起 点选在距螺旋桨轴前端法兰3的870mm支撑点20上，见图1，其距离修正系数 Ci=1.032，记录液压千斤顶的活塞面积A，测量顶起位移和下降位移及相应压力 值，划到坐标纸上(如图lO)求得升降负荷平均数Pm，计算冷态负荷为40.7KN， 允差±20%，即应为40.7士8.14KN，没超出艉管前轴承设计最大允许冷态负荷 237KN。
c、 测量主机曲轴第一道轴承10负荷，将液压千斤顶21放在飞轮9下面的 支撑点17，在一个钢性的底座上通过钢梁22顶起飞轮二齿；测量轴承顶部间隙， 确定液压千斤顶最大顶升距离；采用三只千分表25、 24、 23分别放置在飞轮9 顶端和轴颈的上下方(见图5)，每隔压力值10—15bar测量一次读数，测量飞 轮9的垂直位移，轴承距离修正系数Ci4.334，记录顶起位移和下降位移及相 应压力值，划到坐标纸上(如图11)求得升降负荷平均数Pm，计算冷态负荷 为OKN。
..d、测量主机曲轴第二道轴承ll负荷，将在水平位置的曲柄臂朝着排气一侧转动，液压千斤顶26放在顶起钢梁27上，只使用一只液压千斤顶，并放在 与被测的曲轴第二道轴承11相邻的曲柄臂12下面的支撑点16，千分表28放置 在曲轴第二道轴承盖上并测量曲柄臂12的垂直位移(见图7);测量轴承顶部间 隙，确定液压千斤面最大顶升距离，取轴承距离修正系数Ci=1.057，记录顶起 位移和下降位移及相应压力值，划到坐标纸上(如图12)求得升降负荷平均数 Pm,计算冷态负荷267.1KN，允差±20%，即应为267.1 土53.4KN，没有超出 主机曲轴第二道轴承设计最大允许冷态负荷559KN。
e、测量主机曲轴第三道轴承13负荷，将在水平位置的曲柄臂朝着排气一 侧转动，液压千斤顶29放在顶起钢梁30上，只使用一只液压千斤顶，并放在 被测的曲轴第三道轴承13相邻的曲柄臂14下面的支撑点15，千分表31放置在 曲轴第三道轴承盖上并测量曲柄臂的垂直位移(见图7)，测量曲柄臂14的垂直 位移，测量轴承顶部间隙，确定液压千斤顶最大顶升距离，取轴承距离修正系 数Ci-0.9，记录顶起位移和下降位移及相应压力值，划到坐标纸上(如图13) 求得升降负荷平均数Pm,计算冷态负荷74.4KN,允差±20%，即应为74.4± 14.88KN，没超出主轴曲轴第三道轴承设计最大允许冷态负荷559KN。
权利要求
1、船舶轴系校中及主机负荷测量方法，其特征包括下列步骤步骤一，在船舶下水并处于漂浮状态时，实施主机轴系校中；a、在船下水48小时后、船舶处于漂浮状态、螺旋桨(1)半浸在水中的条件下，于螺旋桨轴前端法兰(3)上加5000kg力，并在中间轴(5)下安装两个临时支撑(18)、(19)，最终使螺旋桨轴平压在艉管前轴承上；b、在中间轴(5)下安装好两个临时支撑(18)、(19)，调节螺旋桨轴前端法兰(3)与中间轴后端法兰(4)、主机输出轴法兰(8)与中间轴前端法兰(7)之间的开口和偏移值；步骤二，调整机座的挠度；a、用千斤顶调整主机高度，再用首尾四个顶丝支撑起主机；b、根据设计的技术要求，调整机座中心下垂值；步骤三，连接轴系法兰，在步骤二调整机座挠度结束后并报验合格，连接中间轴前端法兰(7)和主机输出轴法兰(8)、连接中间轴后端法兰(4)和螺旋桨轴前端法兰(3)；步骤四，测量轴承负荷；a、测量中间轴承(6)负荷，安装液压千斤顶和压力表，顶起点(18)选在中间轴承(6)的前端右间轴(5)或中间轴承(6)的后端中间轴(5)上，测量顶起位移和下降位移及相应压力值，并计算出中间轴承(6)的负荷；b、测量艉管前轴承(2)负荷，安装液压千斤顶和压力表，顶起点(20)选在距螺旋桨轴前端法兰(3)一段距离的螺旋桨轴上，测量顶起位移和下降位移及相应压力值，并计算出艉管前轴承(2)负荷；c、测量主机曲轴第一道轴承(10)负荷，将液压千斤顶(21)顶放在飞轮(9)下面，在一个钢性的底座上通过钢梁(22)顶起二齿；测量轴承顶部间隙，确定液压千斤顶最大顶升距离；采用三只千分表(25)、(24)、(23)分别放置在飞轮(9)顶端和轴颈的上下方，每隔压力值10-15bar测量一次读数，测量轴颈或飞轮的垂直位移，记录顶起位移和下降位移及相应压力值，并计算出主机曲轴第一道轴承(10)负荷；d、测量主机曲轴第二道轴承(11)负荷，将在水平位置的曲柄臂朝着排气一侧转动，液压千斤顶(26)顶放在顶起钢梁(27)上，只使用一只液压千斤顶(26)，并放在与被测的曲轴第二道轴承(11)相邻的曲柄臂(12)下面，千分表(28)放置在曲轴第二道轴承盖上并测量曲柄臂(12)的垂直位移，记录顶起位移和下降位移及相应压力值，并计算出主机曲轴第二道轴承(11)负荷；e、测量主机曲轴第三道轴承(13)负荷，将在水平位置的曲柄臂朝着排气一侧转动，液压千斤顶(29)放在顶起钢梁(30)上，只使用一只液压千斤顶(29)，并放在被测的曲轴第三道轴承相邻的曲柄臂(14)下面，干分表放置在曲轴第三道轴承盖上并测量曲柄臂(14)的垂直位移，记录顶起位移和下降位移及相应压力值，并计算出主轴第三道轴承(13)负荷。
全文摘要
船舶轴系校中及主机负荷测量方法，该测量方法，包括在船舶下水并处于漂浮状态状况下实施主机轴系校中调节轴系法兰开口和偏移值；调整机座的挠度即调整机座中心的下垂度；连接轴系法兰；测量中间轴承、艉管前轴承、主机曲轴第一道轴承、曲轴第二道轴承、曲轴第三道轴承的负荷，用千斤顶和压力表、千分表测量顶起位移和下降位移及相应压力值，计算出各轴承负荷。该方法使从曲轴主轴承到艉管前轴承的各个轴承负荷分配更趋合理。通过校中计算确定各轴承的合理垂向位移，使轴系安装成规定的曲线状态，以达到全轴系各轴承负荷合理分配。本发明解决了船舶主机轴系及轴承负荷的合理分配，为主机高效运行提供了保障，增加了主机的使用寿命。
文档编号G01L1/02GK101407247SQ20081022888
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者滨 吕, 宁 马 申请人:渤海船舶重工有限责任公司