黄云头
（江苏海事职业技术学院）

　　2　故障原因分析
　　根据以上情况，我们分析认为造成后轴承损坏的原因是：
　　（1）原轴系布置不准
　　船舶在建造时，轴系的布置工程是一项重要工程，无论船厂还是船东均比较重视。每项测量数据均有船东代表、船员代表及验船师的签字确认。尾轴前轴承与后轴承的定位与校中是在船台时进行的，中间轴与主机的定位是在漂浮状态时进行的。如果假想认为船舶在建造时轴系的布置与校中是正确的，但事实上当船舶从船台上下水，尾轴轴承的相对位置发生了变化，或者原先的测量定位存在一定的误差，当船舶受载或海况的影响，这种变化很大。由于螺旋桨重量的作用，后轴承存在一定的后边缘局部支撑，导致负荷超过轴承极限，而损坏轴承。从这一点上来看，有可能是前后两道尾轴轴承的相对位置没有达到要求。
　　（2）船舶结构太软（太弱）
　　该轮为大开口多用途杂货船舶，所有图纸均经LRS及CCS船级社审批，总纵强度肯定没有问题，但刚度却有可能不足。这一点可以通过从船舶在坞墩上及出坞后，主机拐档差的变化可以见得到。现在船舶由于大量高强度船板的使用，有可能导致船舶刚度不足，船舶在受载后或经受大风浪，船舶的弹性变形过大，从而导致损坏中间轴承或尾轴承。
　　3　轴系校中方法
　　旋转机械的同轴度进行矫正是非常困难的，很少能达到满意的效果。其主要方法大体上有以下几种：
　　（1）按连接法兰的偏移及曲折校中法
　　轴系是由各段轴用法兰连接而成的。一般认为法兰外圆与轴线是同轴的，法兰端面与轴心线是垂直的。因此当毗邻的两根轴以其法兰连接时，如果两轴的连接法兰同轴，则此两根轴可视为同轴（如忽略加工误差及轴的挠度等影响）；反之，若两连接法兰不同轴，则两根轴亦不同轴。不同轴时会产生偏移和曲折。把偏移和曲折调整到允许的范围之内，就可以达到校中的目的。本法简单易行，对小船的轴系且是同轴线轴系是可行的，但对于中大型船舶来讲，轴系本身就不是同轴的，此法在本例中是不适用的。
　　（2）测力计校中法
　　在进行轴系布置设计时，必须使轴承负荷在许可范围内，并力求使各轴承的负荷分配均匀。轴承负荷的大小多用轴承比压P表示，但轴承比压的测量比较复杂，所以我们经常用直观的测力计来测量轴承的负荷。采用测力计校中时，应先将轴系连接好，在每个轴承的支脚孔中对称地装上测力计和调节螺栓。用调节螺栓预调轴承的垂直与水平位置，放松调节螺栓，使测力计承受轴承负荷。这时可用测力计的扳手继续调节轴承的位置，使轴承的负荷都处于允许的范围内。在本例中应用此法校验了中间轴承的负荷。
　　（3）光学仪器校中法
　　采用光学仪校中轴系是利用光直线传播的特性，将光学仪器先按轴系中线的基准点定位，使光学仪的主光轴代表轴系中线。然后在需校中的轴系各部件中孔内安装对光靶，按仪器的主光轴调节这些部件的位置，进行定位，达到校中目的。仪器一般有激光仪和准直望远镜。在本例中使用了准直望远镜。
　　（4）轴系合理校中法
　　本船在建造时，采用的就是合理校中定位法，它是通过电脑计算使轴系安装成曲线状态，使全轴系各轴承负荷合理分配，其过程非常复杂，这里一一叙述。其轴系如图2所示：

　　这种布置，主要考虑了以下两个因素；
　　a.本轮螺旋桨重18吨，在尾轴上安装好桨后，必然会使尾轴上翘，所以在本轮的轴承布置中，前轴承比轴系中心线高出0.35mm，且后轴承也并非水平放置，也是向前轴承方向上翘。这样就使得尾轴与前后轴承有较好、较大的接触面，防止局部接触或边缘接触。
　　b.主机的中心轴线要比轴系中心线低0.8mm，这是考虑了船舶的变形才这么设置的。大家皆知，主机底下是循环油柜，主机在运行时，机油的温度一般在50度左右。由于金属的热涨冷缩特性，这样的温度就会使主机底座升高约为0.50mm，所以在冷态布置主机时，就要考虑此因素。
　　4　修复过程
　　尾轴轴承的损坏，必使得轴系原校中状态发生了变化，所以要进行轴系装合状态下的中心线状态检测。轴系中心线状态是通过轴系中心线的弯曲度和尾轴与柴油机曲轴轴线的同轴度检验来确定的。为了排除外界的干扰，检查应在夜间或阴雨天进行，并要求船舶排水量不小于船舶空载总排水量的85％，各水舱压载要均匀，船上无集中符合的迁移及停止敲打和振动性作业等。在一切准备妥当后，船舶再次进坞。船东和船厂首先确定主机的中心线位置。图3是测量主机中心线的示意图。说明：

　　①假轴直径与准直望远镜的直径相同；
　　②两千分表之间的间距是250mm；
　　③反复盘车，调整轴套，使两千分表的跳动不大于0.02mm；
　　④假轴与轴套的问隙不大于0.04mm；
　　经过两天的准备与调整，终于找到了Z佳位置。但只能调到两只千分表跳动量为0.02mm，且两只千分表不出现在同方向一正一负的现象。然后抽出假轴，装进准直望远镜；再次测量跳动量（此时仅能放一只千分表）测得跳动量仅为0．01mm。同时在尾轴前后轴承中心处安装光靶，放好灯光，测量数据如图4。

　　实测后在垂直方向轴承位置如图5所示：
　　据所测结果发现尾轴的二道轴承与原设计要求相差甚大，前轴承要求布置在轴系中心线以上0.35mm处，现反而比主机轴线低0.9mm。后轴承原要求位置刚好在轴系中心线，现在反而比主机轴线低0.52mm。产生这么大的误差，前、后轴承该如何定位?
　　Z后船东和船厂确定如下方案：
　　前轴承保持不动；后轴承后端比原位置下降0.50mm，前后轴承的相对位置与原图纸相同，也就是如图6所示：

　　后轴承的中心线与前轴承前端的位移为0.55mm；后轴承的中心线与前轴承的后端位移为0.47mm。
　　船厂做了专用工具，用了200吨力的千斤顶，在测量好有关数据及做好标记后，拉出了后轴承。原法兰从旧轴承上拆下（法兰是红套在轴承布司上的），在经过必要的加工后，重新红套在新的布司上。在新轴承定位前，当然还要做不少准备工作，如清洁尾轴管；打通浇铸环氧树脂的通道；清洁尾尖舱，打通浇铸环氧树脂的放空气通道，加接漏斗等工作。一切就绪后，就开始后轴承的定位，这是整个工作中Z关键的一道工作。经过反复的测量与调整，Z后在实际下调了0.46mm、左右位置未动给予定位固定，并开始浇铸环氧树脂。当然在新的轴承定位前，对轴承、尾轴管的表面要进行清洁、喷洒防粘剂等工作。在轴承的两端处，用橡皮条封妥并用铁皮在外面包好；把各螺丝涂上牛油，随手上紧。准备就绪后，就可以浇灌环氧树脂了。整个浇注过程约需4个小时，固化时间根据当时的温度约为18小时。接着重新安装好了轴系并在坞内测得主机缸的拐档如图7。
　　大家一看就知道，上述所测拐档值已严重超过允许值。原考虑到坞内调整中间轴承，但考虑为了按原计划出坞和出坞后照样可以调整中间轴承的高低，所以决定先出坞，再决定是否调整中间轴的高低。出坞后再次测得主机缸拐档如图8。

　　这时可看到，主机的拐档值已恢复到正常值。后来经过东南亚两个来回航次的运行情况表明，轴承布置得比较成功，各道轴承温度正常，滑油化验正常。
　　5　结论
　　通过对整个修复过程的观察发现，开始对事故原因的分析是正确的。造成轴承损坏的主要原因是由于船舶原轴系布置不准和船舶结构太软造成的，这一点希望在今后的造船过程中应该引起足够的重视。
　　参考文献：
　　[1]王国峰，周亦武，郭金光.轴承疲劳剥落的早期诊断方法.大连海事大学学报，2002.3.
　　[2]吴恒.传动轴系.船舶动力装置技术管理.大连海事大学出版社，1999.4.
　　[3]顾卓明.轴系的检修.轮机维护与修理.人民交通出版社，2001.2.
 

来源：《航海技术》2004年第5期