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毕业论文《小型船舶轴系的安装工艺》
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毕业论文《小型船舶轴系的安装工艺》
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来源：　　作者：余道辉;
用顶升法检测轴系安装的质量　 O概述轴系按照轴系校中计算结果安装以后，不可避免会出现安装误差，这些误差到底对轴系的影响有多大，需要我们通过有效的检验方法，检测中间轴承以及主机的主轴承所承受的实际负荷是否在理论计算允许的范围之内。顶升法就是一种有效的检测方法，它能够在轴系安装完成之前检验轴系校中安装的准确性。一旦没有达到理论计算值允许的范围，我们就能通过调整轴承安装的位置，使轴承所承受的实际负荷达到要求。目前，这种方法在检查低速机的轴系安装质量中被广泛应用。1顶升法检测轴承负荷的主要内容1.1轴承负荷的检测的条件轴承负荷的检测通常应在以下三种状态下进行:第一种状态:当整个轴系按“轴系校中计算书”提供的数据校中完毕，轴与轴之间，轴和主机之间的螺栓按照轴系厂家提供的扭矩安装并报验完，但是主机底座尚未浇注环氧树脂或拂配垫块前，应采用顶升法来检测中间轴承和主机主轴承的负荷，以检查和证实轴承的负荷是否在“轴系校中计算书”中轴承负荷理论数据允许的范围之内(其误差范围约为理论值的20%)。如果检测数据经确认合格，主机就可以开始浇注环氧树脂或拂配垫块;如果检测数据经确认不合格，我们就必须对轴系中的轴承位置进行重新调整，调整的方式通常(本文共计5页)　　　　　　　　　　
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高速精密轴系主要质量特性及故障分析？
<a href="/news/jswz/" &
& & 随着机械工业的不断发展。高速、高精度、低噪声、长寿命是机械发展的必然趋势。为了使轴系能满足如上要求，必须对它的主要质量特性作出规定和控制。&&&&一、高速精密轴系的主要质量特性&&&&1、极限转速和工作转速的高低是切割效率和切削表面质量的基础，主轴转速越高，切削效率越高;主轴转速越高，切削表面越光洁。&&&&2、主轴旋转精度：加工出来的零件的精度完全取决于主轴的旋转精度。&&&&3、轴系轴向和径向刚性：轴系刚性不足，不但影响零件的精度，还会产生振纹和啸叫声。&&&&4、轴系振动和噪声&&&&振动噪声过大一是影响加工零件的质量，同时对环境造成污染。&&&&5、寿命&&&&轴系寿命长短，直接影响产品的成本，特别是提高了维修和更换主轴造成的损失。&&&&二、高速轴系在装配调试过程中经常出现的故障及主要原因分析&&&&轴系主要由轴承、轴、轴壳(轴承箱)、隔套或预紧弹性元件等组成。如果是电主轴还应包括锭子和转子，机械轴还应包括机械驱动装置。完整的轴系是由转配工人将按一定程序进行组装调试完成的。因此，轴系最终的产品质量是由人、机、料、法、环决定。现将常见的故障模式进行概括分析。&&&&1、轴承运转中温升过高&&&&轴承运转过程中，由于有滚动体与滚道之间的滚动摩擦，保持架与兜孔及引导面之间的滑动摩擦及运动件和润滑脂的搅拌等都会产生大量的热量，而使轴承温度升高，这是客观存在的。一般说来，普通轴承钢可生产的轴承，温升不超过40摄氏度，轴系可正常工作。但是，为了轴系的精度保持性和轴承寿命，希望温升越低越好。轴承温升与下列因素有关：&&&&1.1转速越高，温升越高;&&&&1.2与润滑方式有关，油气润滑、油雾润滑比油脂润滑温升低。&&&&1.3与基础油粘度有关：粘稠度越小，温升越低。&&&&1.4与填脂量有关：填脂量越多，温升越?低?。因此填脂量要按标本推荐值填加。&&&&1.5与预紧力有关：预紧力越大，温升越高。&&&&1.6与外部环境和冷却有关：如果靠保温环境自然冷却，环境温度越高，轴承温升越高。如果满足不了工作要求，那么必须加上强制的油冷或水冷。&&&&1.7与轴承内部结构有关：滚动体引导的保持架比内引导或外引导的保持架温升低。引导间隙大的比间隙小的温升低。同样外形尺寸的轴承，滚动体小的比滚动体大的温升低。& & 2、轴系的振动及异音&&&&2.1轴承本身的振动和异音&&&&轴承出厂前对振动和异音均经过严格检验，因此，轴承在安装前一般都是符合技术要求的。如果装入主轴内出现异常振动和异音，大部分都是因为装配不当造成。&&&&2.2装配不当有下列几种原因：&&&&1、没有合适的装配工具，装配过程中将滚道、滚动体弄伤，造成异常振动和异音。&&&&2、轴和轴承内径配合过盈量过大使轴承内圈滚圆度变差，轴系振动随之变大。为了避免安装出现的不合理造成异常振动和噪声，建议使用合理的装卸工具，特别建议使用热装工具为宜。轴和轴承内径配合过盈量，建议按内径大小选取。&&&&轴承内径Φ10-18mm，过盈量控制在0–0.002mm，&&&&轴承内径Φ18-50mm，过盈量控制在0-0.0025mm，&&&&轴承内径Φ50-80mm，过盈量控制在0-0.003mm，&&&&轴承内径Φ80-180mm，过盈量控制在0-0.004mm，&&&&轴承内径Φ180-250mm，过盈量控制在0-0.005mm。&&&&2.3填脂量过多首先引起温升过高，温升过高后轴系的振动和声音也会急剧变大。&&&&2.4配对轴承预紧力过大同样引起温度变化，振动和异音也随之变大。&&&&2.5轴承内径和端面定位不可靠也会引起异常振动和异常响声，如马蹄声。这种定位不可靠有两种情况，一种是轴肩外径尺寸过小，轴肩进入轴承内孔倒角中。另一种情况，轴在加工中轴肩磨削成圆锥状而使定位不可靠。&&&&2.6电主轴本身由于锭子、转子工艺不合理，以及电源本身三相不平衡，电源频率的波动以及锭子和转子的不匹配，可能会出现不均匀的“嗡嗡”声。&&&&3、轴系径向刚度和轴向刚度未达到设计要求的原因&&&&3.1轴承选型不合适：影响轴承刚度的主要因素是，在轴承外形尺寸确定以后，根据所要求的刚度大小，可选择不同的滚动体，不同的接触角，不同的预紧力。&&&&3.2装配时不注意配合的选择，也会造成刚度的变化。比如：配对轴承根据刚度要求选择了合适的预紧力，但由于安装轴承时，配合过盈量选择不合理，将会影响轴承游隙的变化，游隙的变化又会影响预紧力变化，最终影响轴系的刚度。&&&&3.3轴系的温升变化也会影响轴系的刚度，因为轴系温度升高是不均匀的，轴和轴壳温升不同也会造成轴承预紧力的变化，最终影响轴系刚度。&&&&4、轴系寿命达不到预期寿命的原因&&&&4.1轴承选型不合理，这种情况比较普遍，由于高速轴承外形尺寸一样，内部结构不一样，如球的大小以及单挡边和双挡边等动负荷容量是完全一样的，可以选型时一定注意。&&&&选型的基本原则是：&&&&首先，选速度。当速度能达到要求时，一定选动负荷容量最大的那个型号最为合理。&&&&4.2轴承寿命长短与材质有很大关系，与特殊的表面处理工艺等都有关系。用户可根据不同的轴系寿命选择不同的材质和工艺，但同时也要考虑性价比，做到物尽其用。&&&&4.3合理的装配工艺和轴系参数的选择对轴系寿命的影响也不可忽视。如预紧力的选择，预紧力过大，轴系的刚性固然好，但过大的预紧力其寿命也会降低。&&&&以上是对轴承故障的粗略分析，具体的情况还得视情形而定。总之，要想轴系质量有保证，除了轴承质量精密职务，轴、轴壳的加工以及装配的调整，轴系的磨合也至关重要，以上诸多因素缺一不可。轴系对中及施工工艺R2-工作总结范文网
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轴系对中及施工工艺R2
本工艺依据“CATERPILLAR”主机资料、“BERG”调距桨技术资料及有关施工设计图纸编制而成。本工艺如在技术上与标准、图纸有出入，则以标准或图纸为准。1、1.1 概述 本船主机为CATERPILLAR公司生产的9M25C功率为3000KW，额定转速为750rpm；1.2 齿轮箱型号为REINTJES LAF3455，减速比为1/4.48；螺旋桨直径为3400mm，为可调桨。1.3 本船为双机双桨轴系，左、右对称，轴系与船中线平行并与舵系中心线相交，距舯距离为4400mm。1.42、2.12.2 本船正车时，两轴系螺旋桨的旋向为外旋，轴系与基线平行。 总则 本船轴系先采用激光光靶定位，再分段拉线，灌胶固定尾轴管工艺。 轴系灌胶与安装在船台进行。主机、齿轮箱对中及灌胶工作在水下进行，轴承座、主机、齿轮箱、外消防泵垫片为环氧树脂垫片，灌胶工作由厂家指导进行。2.3 在轴系的定位、安装及报验过程中，船体的基线水平状态及左右横倾均应处于船体允许的公差范围内。3．
施工条件：3.1
施工人员必须熟悉有关图纸，明确施工内容和技术要求。3.2
轴系安装的设备和部件已按图纸要求准备就绪。3.3
船体应符合以下的要求。3.3.1
船体的主要装配、焊接及火工校正工作应结束，托架臂、轴毂、导流罩、主机座、中间轴承座及对外消防泵座已安装报验完毕。3.3.2
所有轴系经过的舱室及液体柜的密性试验均已完成。3.3.3
船体已给出了理论中心线，且已进行了报验。3.3.4
轴系照光及拉线过程中，不允许移动随船架、墩木、木桩和搬上、吊下重物， 压载铁不得随意移动。同时应停止任何强烈振动作业，报验应在无日光爆晒下进行。第 2 页 共 20 页3.4
按下图所示制作基准靶
材料：Q235
数量：3套/船3.5
制作轴系对中用的假轴承及前后轴承座灌胶调整螺栓。3.6
拉线工具准备：直径0.6mm钢丝绳80m，25kg挂锤6块，直径100滑轮4个，挂锤式夹具4套。
4. 总体安装顺序照光及拉线安装艉管机舱吊入中间轴承、波箱、轴发、主机、PTO、FiFi泵在服务商指导下对桨叶桨毂
连接,艉轴、艉密封、液压联轴节及其
附件的装配下
水轴系对中负荷法顶升校核对中齿轮箱灌注环氧树脂负荷法再次校核对中
冷态测量主机曲柄差值轴带发电机及主机与齿轮箱对中、连接及固定FiFi泵齿轮箱与主
机对中机连接、固定热态测量主机曲柄差值
报服务商轴发及主机灌注环氧树脂FiFi泵灌环氧附件如
止推块的安装
5、拉线及照光5.1 照光导流管安装焊接完毕后，用照光法确定轴系中心线。以右舷为例子，在距中第 3 页 共 20 页4400，距基线高度1700的位置，在“-6#”确定激光光源位置，在“-3#”安装光靶1，在“47#”安装光靶2。以光靶1、光靶2为基准，确定轴系中心线。复查导流管中心点的偏差，偏差不超过5mm；复查前后轴毂的变形量，偏差不超过3mm；另复查主机机座、波箱机座、中间轴承机座的半宽、高度在灌注环氧树脂的课调节范围之内。核查数据如果没有问题，把光靶1、光靶之间的轴系中心线确定为基本中心线不变更。然后把47#光靶2移动到22#光靶3，使光靶1、光靶2、光靶3在同一条直线上。光靶安装定位图纸请查看附图：PX-01。
拉艉轴及舵系中心线参考图纸拉线布置图：P1-02在A点和E点安装滑轮并固定，根据AE钢丝线校正导流罩位置，中心线误差不大于5mm；以此线复查前后轴毂的变形量，中心线偏差不超过3mm。以此线为基本中心线调节、安装艉轴管，安装完成后，重新拉线复查中心偏差不应超过2mm.拉舵系中心线FG，调整后，舵系与轴系相交，偏差不大于3mm。舵系孔加工完成后，各孔中心与舵系中心线偏差不大于0.3mm，舵与舵杆连接后，中心偏差不大于0.25mm。5.2.1 A、B、C、D、E、F、G个点坐标（单位:mm）. 检查点肋位距舯基线 5#+ 各点绕度计算（单位:mm）.检查点挠度实际测量第 4 页 共 20 页
5.3 拉22#~50#的轴线。参考图纸拉线布置图：P1-03以右舷为例，在之前照光所确定的22#H点和47#O两点确定一条直线并延长到50#肋位交与R点，在HR两点间拉线，通过此线复查中间轴承座、齿轮箱、轴发、主机及外消防泵几座的高度和半宽，确定环氧树脂的厚度在厂家的推荐范围内，（参考数据如下列各图）；检验填料函开孔，中心误差不大于5mm.。（注：外消防基座加强板轴线处开?30工艺孔） 5.3.1各点坐标位置。（单位：mm）检查点 肋位 距舯 基线33#-6849#+524.4.2各检查点挠度。（单位：mm） 检查点 挠度实际测量
第 5 页 共 20 页
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5.4通过照光及拉线检验项目：5.4.1 主机、齿轮箱和对外消防泵灌胶厚度推荐为~30mm，中间轴承和轴发灌胶厚度推荐为~25mm，尾管灌胶厚度要求为~20mm（厂家推荐厚度为20~50mm）。5.4.2
检查F34~F47肋位开档及高度尺寸，确保齿轮箱和主机能顺利安装。5.4.3
检查主机及齿轮箱螺栓孔中心线是否中肋骨，如有应通知船体有关人员进行适当的开孔以保证螺栓顺利安装。5.4.4
以上要求达不到时，允许在质量部和技术部同意的前提下，在2mm范围内同向调整轴线。5.5
以所拉轴线为中心，装焊基准板，要求：① 基准板与轴线垂直（检验方法为用标准的四方型带十字线的铝板校正）； ② 基准靶焊接必须有可靠合理的支撑加强；③ 所用加强不能防碍其它设备的安装；④ 加工面必须油白漆。⑤ 基准靶的安装位置仅为理论尺寸，可根据现场情况进行适当调整。5.6
测量所有数据，经有关部门核算符合要求后向质量部和船东报验。同时应当场画出中间轴承、主机螺栓孔中心线和基准靶检查圆等。5.6.1
用直尺沿着轴线在基准靶上画出“十”字线（注意各基准靶画线时必须为同一方向），然后加上各相应点的下垂量，以十字线中心为圆心，用圆规画出约? 350mm的检查圆，并在十字线圆弧方向打上三点的样冲眼。5.6.2
以上所有数据均应完整测量，并必须记录一份交项目部。
6、艉轴管安装
6.1 吊装前准备安装前清理尾轴管内铁锈，由检查员确认，然后在内壁涂一层黄油保护。 尾轴管内传感器电缆管安装以厂家安装手册“Berg-installation manual”为准，结合主机安装手册进行安装。第 10 页 共 20 页6.2
尾轴管吊装① 在尾基准点吊架上做好记录后拆除吊架支撑。② 清洁前后轴毂和尾轴管灌胶部分的杂物和积绣并涂上黄油保养，安装轴毂上的工装顶丝。③ 配合起重工吊装尾轴管，从后往前穿,顺序套入两个挡板，调整尾轴管方向，使传感器电缆管码孔处于正下方。6.3
按拆装前标记重新安装尾拉线架，并复查距舯尺寸应为4400mm；距基线尺寸应为1700mm。偏差小于2mm。6.4
以A、B基准点拉线穿过艉管中心，作为理论轴线。（钢丝0.5mm，挂重25kg）。6.5
以所拉轴线为中心，粗调艉轴管，确定前后左右位置后。6.6
调整尾管，要求：①前后位置偏差不大于2mm；②尾轴管中心与轴线的中心偏差小于0.15mm；③调整数据以早上10点前或晚上的测量为准（下雨天除外）；④轴线调整过程中震动较大的工作和火工必须停止；⑤调整符合要求后，且上紧防松螺母；⑥向质量部报验。6.7
尾轴管的灌胶(以环氧树脂厂家工艺为准)6.7.1
用丙酮或酒精清洁尾轴管灌胶部位，并需由质量部确认。6.7.2
制作灌胶用封板；安装灌胶与透气短管；点焊固定前后挡板。6.7.3
配合厂家进行现场封板,并用二合一填料密封, 且必须确认密封可靠。6.7.4
灌胶工艺以厂家的技术资料为准，要求：①灌胶时间为晚上，温度应为17~24℃。②安装透气管，为确保胶水凝固收缩后有足够的余量。透气管与进气管应大于300mm。③胶水的混合在厂家指导下进行。④灌胶过程中所有震动较大的工作和火工必须停止。⑤灌胶工作必须连续进行，中途不允许停止。⑥厂家现场提供样品交质量部作度试验。6.7.5
灌胶固化24H后方可进行其它工作。6.8
灌胶后重新拉线，对齐数据进行复查。6.9
现配前后法兰密封装置与轴承座止口及螺栓孔，要求：后密封装置两个透气孔在正上方，前密封装置共三个加油孔，中间的那个在上面。6.10
按艉轴管画线圆钻轴承座紧固螺栓孔及攻牙，要求牙深必须大于40L；第 11 页 共 20 页并清除铁屑。6.11
按图纸要求钻孔并攻牙艉轴管上的调整螺栓孔。具体位置可根据现场适当调整。6.11.1 如灌胶后轴线复查数据超出要求，在考虑导流管内螺旋桨、主机座、中间轴承和水炮泵座安装要求的前提下，允许在2mm范围内同向调整轴线。6.11.2 轴线自检合格后，在无日照温度较低的时间向质量部和船检报检。6.12
用汽油或柴油清洁艉轴管，要求：用白布检查，尾轴管内不能有明显的杂质和锈积。由质检员和船东代表检查合格后，内壁立刻均匀涂滑油保养。尾轴管内电缆管码孔和两头必须封口。
7、主要设备吊装进机舱
根据轴系转向布置图：.34.00-64设备底座尺寸核查没问题后，拆除钢丝线后，根据设备旋转方向及左右舷布置，正确的吊入中间轴、中间轴承、齿轮箱、轴带发电机、主机、PTO、FiFi泵。并在下水时做临时固定。下水前所有设备需做临时固定。
8、 桨叶桨毂连接,艉轴、艉密封、液压联轴节及其附件的装配。
在服务商指导下，完全按照厂家安装工艺进行，安装时需注意螺旋桨的转向及左右舷之分。厂家工艺：BERG PROPULSION INSTALLATION MANUAL 已经放进共享盘 K:\术部\8000 bhp AHTS(PX1022~PX1023)\设备资料\轮机\轴系安装资料
相关负责人需认真查看并做好施工前准备。
9、 下水前检查项目
下水前需做好下列事项的检验并做好记录：9.1、艉轴管密性试验检报验通过；第 12 页 共 20 页9.2、水下检验项目艉轴轴承间隙测量记录；9.3、轴系设备的临时固定是否稳妥；9.4、艉轴管重力油柜高度安装是否正确，是否添加润滑油，是否有泄漏；10、轴系对中
10.1 轴系对中的前提条件
10.1.1 环境温度温差变化不大于5度；10.1.2 船处于自由吃水漂浮状态；10.1.3 螺旋桨全部浸入水中；10.1.4 船体与推进系统不存在温差；10.1.5 所有的重设备都摆放到位；10.1.5 在基座处的所有主要焊接完成并温度正常（焊接后有足够时间消除结构应力）；所有基本的焊接需完成；10.1.6 艉管密封的安装尺寸及位置正确。
10.2 艉轴系对中与校核10.2.1 对中步骤：（1）轴内的液压油管放入INT?轴内，小端朝螺旋桨轴；?????（2）螺旋桨轴向艉部移动12mm，以提供足够的间隙测量GAP和SAG值；?????（3）拆除其余所有临时支撑，确保轴只由轴承支撑， 但排除队中报告中规定的对INTS法兰后200处位置的临时支撑外，轴系处于自由受力及脱开状态，对中间轴及齿轮箱进行对中调节，并测量艉轴与中间轴法兰，中间轴与齿轮箱法兰的GAP-SAG值以满足对中要求。对中要求（GAP-SAG STAGE 1）OMC 法兰
曲折值（SAG）11.42mm
间隙值（GAP）1.63mmINTS 法兰
曲折值（SAG）3.04 mm
间隙值（GAP）0.36mm
允许曲折及间隙偏差值为正负0.05mm.INTS 法兰处的轴承间隙偏差需按厂家推荐调整。报验OMC法兰及INTS法兰的曲折值及间隙值，固定中间轴承座，防止中间轴承座移动，固定中间轴临时支撑。????（4）艉轴向前推12mm，连接艉轴与中间轴之间的法兰，对中中间轴与齿轮箱，测量中间轴法兰与齿轮箱法兰的GAP-SAG值以满足对中要求。??????????对中要求（GAP-SAG STAGE 1）?????????INTS 法兰
曲折值（SAG）3.12 mm
间隙值（GAP）0.55mm?
对中报验后连接中间轴法兰与齿轮箱法兰。
10.2.2 顶升负荷法对对中的检验第 13 页 共 20 页轴系对中完成后，再次确定中间轴承底座及齿轮箱底座的固定。
根据厂家推荐的顶升点（艉轴管前轴承+50；中间轴承-100；中间轴前法兰面-40））及顶升程序，做顶升试验，并记录数据填入厂家提供的计算公式及图表，根据图表确定每轴承位的受力。轴承的实际受力与理论计算的受力对比，最大偏差不能超过理论值的正负20%。详细参照厂家提供的资料“Propulsion system shaft analysis”,Page 25，26，27，28，29。
11、中间轴承座、齿轮箱的基座安装（灌注环氧树脂）在顶升负荷试验数据报验合格后，跟据环氧树脂的厚度及1/1000的收缩率，在灌注环氧树脂前调整安装高度，以抵消环氧树脂收缩引起的高度变化。
在厂家的指导下及参照厂家环氧树脂灌注工艺进行。在环氧树脂完全固化后，对中间轴承底座安装螺栓、齿轮箱安装螺栓及法兰连接螺栓拉扭力报验。
12、再次用顶升法校核环氧后的对中情况重复10.2.2的顶升试验程序，校核环氧后的对中情况，若在规定范围之内，进行下一步工作。
13、连接内油管
根据厂家INSTALLATION MANUAL 2.4的要求，正确连接内油管。14、测量主机的冷态曲柄差值
在主机处于冷态，未与齿轮箱和外消防泵连接，主机底座未灌注环氧树脂及底座安装螺栓未拉扭力的情况下，测量主机的曲柄差值，并把记录数据提供给主机厂家确认。参考厂家台架试验值。
15、轴带发电机、主机与齿轮箱对中、FIFI泵与主机对中。参考后附厂家对高弹安装允许的轴向偏移及角度的偏差值进行对中。对中后在灌注环氧树脂之前，需要考虑以下两种因数引起的轴向及径向的尺寸变化。根据对中时的实际环境温度，查附表确定M25主机热态时轴系高度的变化值，并调节。例如，在30摄氏度对中时，主机热态时轴线将会向上膨胀0.16mm,对中完成后，主机需要整体向下降低0.16mm，以保证主机在热态时向上膨胀刚好满足对中要求。考虑环氧树脂的千分之一的收缩率，例如：环氧树脂厚度为30mm,需要设备调高0.03mm以保证收缩后刚好满足要求。
16、对中完成后，按照工艺灌注环氧树脂，24小时环氧树脂凝固后，对设备底座打扭力报验。再次测量曲柄差值，并做记录，发给厂家认可。安装其它附件，如止推快。
第 14 页 共 20 页
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