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啤嶺機電設備（上海）有限公司
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  2. 軸承知識

關于船舶推進軸系修理及管理的一些注意事項

2013-01-23

　　摘　要：本文列舉出船舶推進軸系在航行和修理中的故障事例，指出為保證軸系正常，在修理和運行管理中的注意事項。
　　船舶推進軸系的作用是把柴油機曲軸的動力矩傳遞給螺旋槳，以克服螺旋槳在水中轉動的阻力矩，同時又把螺旋槳產生的推力傳給推力軸承，以克服船舶航行中的阻力，推動船舶前進。但由于安裝誤差、船體變形、軸系的扭轉振動、橫向振動、縱向振動等在軸系產生的附加應力、海水腐蝕，以及漁網纏繞、碰撞等意外對尾軸承的損害使得整個軸系的工作條件非常惡劣。因此，推進軸系在船舶修理及管理中應引起我們的極大的重視。
　　1、典型事例
　　(1)1993年底某輪在山海關船廠更換鐵梨木尾軸承，由于廠家為趕周期，船還未進廠就用該輪建造時的圖紙資料預先下料而未考慮該船是幾十年的老船，尾軸銅套已經光車數次，早已比原來的尺寸小了許多，結果造成新軸承內孔搪孔光車余量不夠，不得不報廢。重新下料后，由于未進行拉線看中，尾軸承鏜孔后，裝復尾軸及中間軸，經測量開口與偏差，發現大大超過規范要求，不得不再次拆掉鐵梨木。由于塢期原因，船廠不得不在尾軸管后部焊接大鐵箱，將船拖出塢，靠碼頭浮水狀態下拉線看中后，重做鐵梨木軸承。
　　(2)1995年初浙江某公司某輪，進廠軸檢換新尾軸承。由于未嚴格按照修理工藝要求進行，結果造成尾軸系嚴重不中，運轉時中間軸左右挪動，連Z后一道中間軸承地腳螺栓也無法穿上。由于塢期不剛好，無法馬上進塢修理，只好在這樣極度危險中堅持運營了兩個航次（其間還發生過Φ80mm的尾軸法蘭螺栓扭斷）才進塢修理，損失營運時間10多天。
　　(3)2000年，福州某輪由于中間軸斷裂造成主機飛車、連桿打彎，在上海停航修理，損失營運天半年多。
　　(4)2001年，某輪廠修時，通過拉線看中法發現，尾軸管后部下沉和向左傾斜，下沉量Z大達7mm之多，通過尾軸卡布龍軸承上車床光車偏搪處理，安裝后軸線符合規范要求。
　　(5)2003年4月，某輪在龍山船廠進塢后，由于尾軸冷卻水管在通過尾尖艙處不通暢，無法提供正常的冷卻，出塢后幾小時內，卡布龍尾軸承燒熔，拋錨等進塢，重新更換尾軸承用了10多天。
　　(6)2003年1月18日，某輪中間軸斷裂，拖航靠泊卸貨后又從日本拖回國內，2月10日進廠結合塢檢、軸檢和中間檢驗進行廠修，3月10日出廠。造成極大的直接經濟損失和營運天的損失。
　　(7)2003年6月底，某輪進廠修理前，航行某海域時纏上大量漁網，進廠后發現由于漁網將尾軸管堵死，造成尾軸承冷卻不良，尾軸卡布龍軸承燒毀。
　　(8)2003年7月，某輪航行至某海區，螺旋槳被較多的漁網纏上，尾軸管內背壓突然生高，造成尾軸盼更處大量漏水。后通過倒車將漁網大部分甩出，恢復正常。
　　從以上的案例不難看出確保推進軸系的正常可靠運行是關系到船員生命財產安全和提高運輸生產效益的關鍵之一。為此，我們應當從軸系廠修和平常運營管理兩方面入手。
　　2、軸系廠修應做的工作
　　2.1 修理工程單的準備
　　為使軸檢修理順利進行，周期及修費預估力求準確。輪機長及機務主修應認真查閱相關圖紙資料。在修理工程單中注明軸系的各種參數、提出拆裝修理過程中的工藝、規范和參數要求，必要時需附上主要說明書以及上次修船時所測的相關數據圖紙。明確提出需要輪機長和機務代表現場監控的工序。
　　軸系的參數應包括以下內容：
　　(1) 中間軸長度，軸徑及法蘭直徑、重量。
　　(2) 尾軸長度、軸徑及法蘭直徑、重量。
　　(3) 螺旋槳直徑、螺距、重量、有鍵或無鍵連接。
　　(4) 修理后軸線對中的規范參數要求。
　　準確提供以上數字有以下幾點優點：
　　(1) 提供中間軸和尾軸長度及法蘭直徑便于船廠了解車床等設備是否滿足尾軸的光車等修理要求或者需要外協修理，更易于準確報價和預計修理周期。
　　(2) 提供準確法蘭直徑便于計算修理規范要求的Z大開口值 (上開口—下開口及左開口—右開口)=法蘭直徑D×0.25mm。
　　(3) 提供準確的重量，便于起重工人選用適當的起重設備，以利工程的順利進行以及人身和設備安全。
　　2.2 修理過程中的工藝要求
　　(1) 軸系螺栓拆出前，廠、船雙方應共同測量主機曲拐差，記錄備案。避免裝復時因安裝質量引起的曲拐差偏大，造成廠、船雙方不必要的爭議。
　　(2) 中間軸兩端螺栓拆除后，測量中間軸與主機、中間軸與尾軸的開口與偏差并記錄備案，以便裝復時，調整校驗。如果已經計劃更換鐵梨木等非金屬軸承，則此項測量應在浮水狀態下進行。船進塢坐墩后，再測量一次記錄備案，以便軸系拉中后的測量數據與兩次開口差的測量數據的變化量進行比較和計算，來判斷船體變形對軸線的影響量，然后才能更準確地計算新換的尾軸承在鏜孔時，為使軸線符合要求所需的偏鏜量。
　　(3) 明確要求廠方在尾軸螺母拆卸前與輪機長、機務代表一起勘驗，測量，原始標記數并記錄備案。同時做槳轂、尾軸、尾軸螺母三點一線的劃線標記，以備裝復時校驗。
　　(4) 尾軸拆出后，測量尾軸銅套外徑及尾軸承內徑，計算間隙并記錄，如已計劃更換尾軸承，則尾軸銅套應進行光車，提高光潔度，以延長新換尾軸承的使用壽命（規范要求軸承位Z大光車減薄量為原銅套厚度地50％）。
　　(5) 檢查測量尾軸盼更位銅套，確定光車值提高光潔度以延長盼更的使用壽命，并根據光車后的盼更位銅套外徑，重新計算盼更尺寸，并立即訂購，以免耽誤船期，規范要求盼更位Z大光車減薄量為原銅套厚度的60％，但合金尾軸承、SIMPLEX軸封、油潤滑冷卻形式的除外。
　　(6) 中間軸兩端法蘭R度（過度圓角處）、尾軸前端R度，尾軸錐度及鍵槽周圍（如為有鍵連接）進行無損探傷，此項工作應盡早進行。
　　(7) 螺旋槳槳葉視情況，現場定是否進行著色等無損探傷。
　　(8) 檢查尾軸冷卻水管路暢通情況，如有臟堵、斷裂等情況應及時清通或更換，并做沖水試驗。
　　(9) 修理單中還應注明船方需監控的工序和部位，如尾軸穿入尾軸管及中間軸落座前需請輪機長或大管輪檢查后方可進行，探傷時及螺旋槳安裝時必須通知輪機長在場時進行等。
　　(10) 螺旋槳安裝時其與尾軸、尾軸螺母的形位公差，原則上應一致。一般安裝時槳轂應比拆出時軸向距離更往前進0.10~0.20mm（即比拆前更緊一些），槳轂與尾軸錐部，周向形位偏差不超過說明書要求，一般為3~5mm（只有形位偏差保持一致才能保證槳轂內錐孔與尾軸錐部緊密貼合，密封良好，才能保證安裝時以及下次拆裝時槳轂內部油壓的建立）。
　　(11) 在調整、測量校驗軸線前，應用非緊配螺栓連接中間軸與主機及中間軸與尾軸，盤車使中間軸承及軸系等自然對中落座。并用塞尺測量中間軸承兩邊上徑間隙，以校驗中間軸處于中間軸承的中線上。
　　(12) 調整并測量中間軸與主機、中間軸與尾軸之間的開口與偏差值，使其在規范要求之內，如未更換尾軸承其數值應與原來測量值一致。
　　(13) 中間軸螺栓裝復后，重新測量主機曲拐差特別是Z后一道，應有改善或與原測量記錄保持一致。
　　(14) 修理單中還應注明需船廠協助提供備件的名稱、規格尺寸。
　　2.3 修理過程中的跟蹤與監控
　　(1) 應與船廠保持密切聯系，跟蹤修理進度。及時提醒工人按工藝要求進行。同時，應讓工人在修理過程中，進行到關鍵工序時能及時通知到輪機長等到場。
　　(2) 測量有關數據時，輪機長應親自抽查校驗以保證測量數據的準確性。
　　2.4 軸系修理安裝后的工作
　　(1) 應檢查中間軸承油位及甩油環是否安裝到位，是否變形。
　　(2) 檢查尾軸冷卻水閥門是否處于開啟狀態。
　　(3) 檢查防繩罩安裝是否符合要求。以下部不擦碰槳轂，上部與尾軸承間隙一致為準，盡量貼近槳轂。以防止魚網、纜繩、鋼絲繩等纏繞進入尾軸承，對尾軸和尾軸承造成損傷。
　　(4) 將軍帽內部是否充滿黃油，外部搪妥水泥。
　　只有認真開好修理單，提出明確的要求并做好修理過程中各環節跟蹤檢查，才能保證軸系修理的順利進行，保證工程質量。特別是在某些不規范廠家修理時，工人不按要求進行時或達不到修理要求時，我們才能做到有理有節，請他們返工，按要求進行。
　　3、運營管理過程中的注意事項
　　(1) 應盡量避免船舶主機在固有共振區中運轉。在進出港機動操車航行時，應盡快越過共振區。在大風浪中航行時，有時應加派值班人手，改為手動跟隨操作。因為共振對整個船舶，特別對軸系危險巨大。
　　(2) 應考慮在尾軸冷卻水進尾軸前安裝壓力表，并在重載、輕載、半載的情況下，在壓力表盤上相應的壓力位置，做上標記。這樣，在冷卻水管臟堵失壓或尾部魚網纏死背壓突然升高的情況下，就能很直觀的看出來，并做出正確的判斷，采取正確的措施。有些船舶在纏上魚網，一時用倒車又無法倒出時，發現尾軸管內水壓升高，尾軸盼更漏水大增，就拼命上緊盼更，這就很容易造成賽龍、卡布龍及橡膠式尾軸承燒毀。正確的做法：應該減速，適當允許尾軸盼更處漏水量的增大，并監測漏水溫度，抵港后請潛水員割除。
　　(3) 根據各輪實際情況，適當考慮將尾軸冷卻水改為副機海水系統提供。這主要有兩個好處：其一，保持長時間對尾軸管的沖刷，避免了在某些港區長時間停港，造成泥沙在尾軸管內的沉積。其二，由于某些船習慣做法，在主機淡水及機油溫度未升高時，不開主海水泵，那么這段時間尾軸就在無冷卻中運行（因冷卻不良而燒毀尾軸承的事例不勝枚舉）。
　　(4) 航行中應經常檢查中間軸承溫度油位，及甩油環工作是否正常。
　　(5) 應考慮給船舶配備著色探傷劑，對軸系法蘭R度，過度圓角處定期(半年或一年)進行探傷。這樣才能及早發現缺陷，避免斷軸事故的發生。
　　綜上所述，筆者認為對于軸系的修理與管理，必須做到修理前準備充分，修理中監控到位，運行中管理認真，才能確保船舶軸系正常安全運行，創造效益。