軸系校中（軸系校中）

軸系校中的實(shí)質(zhì)

船舶建造和軸系修理時(shí)，均有軸系安裝和軸系校中工作，軸系的安裝和校中質(zhì)量直接關(guān)系到主機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和船舶航行的安全性。軸系的安裝與校中都是以軸系理論中心線為依據(jù)的。

軸系的理論中心線是船舶設(shè)計(jì)的確定的軸系中心線。它是由首、尾兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)確定的，首個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)一般在前艙壁上或主機(jī)某處；尾基準(zhǔn)點(diǎn)一般在后隔艙壁或舵系中心線后某處。理論中心線的高低由基準(zhǔn)點(diǎn)的高度確定。單軸系的船舶的理論中心線位于船體的中縱剖面上；雙軸系的中心線按船體縱剖面對(duì)稱分布。

船舶軸系是否能可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅取決于軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料和制造，而且更重要的是取決于軸系的安裝質(zhì)量。軸系校中、安裝質(zhì)量不佳，會(huì)造成軸承發(fā)熱，尾軸承過(guò)度磨損、密封裝置損壞和軸系振動(dòng)等。因此，軸系校中是按照一定的原理和方法，將軸系布置成某種軸線狀態(tài)，使各軸承上的負(fù)荷，各軸段內(nèi)的應(yīng)力、彎矩、轉(zhuǎn)角等盡可能在允許值的范圍內(nèi)或取得合理的數(shù)值，從而保證軸系安全、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。

軸系校中的原理和方法

軸系校中可以分為以下3種：

根據(jù)軸系的理論中心線，將軸系各軸承中心布置成一條直線，這一過(guò)程稱為直線校中。僅此原理的校中方法在產(chǎn)生中采用以下方法進(jìn)行：

（1）按法蘭上嚴(yán)格規(guī)定的偏中值校中法。按直線校中時(shí)，各軸的連線應(yīng)為一條直線，即偏移值δ=0、曲折值ф=0，生產(chǎn)中規(guī)定：δ≤0.10mm、ф≤0.15mm/m。測(cè)量時(shí)，直尺—塞尺法或指針?lè)ā?/p>

（2）光學(xué)儀器校中法。光學(xué)準(zhǔn)直儀或投射儀校中軸系。以光學(xué)儀器的光軸作為軸系理論中心線來(lái)校準(zhǔn)人字架、尾軸管、中間軸承等軸系部件的位置，是這些部件的中心線與主光軸重合。該法校中部件定位精度高、效率高。多用于成批建造的中、小型船舶。

根據(jù)軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定軸承上允許的負(fù)荷的范圍，校中時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)中間軸承的位置使軸系各軸承上的實(shí)際負(fù)荷在允許范圍之內(nèi)，這一過(guò)程稱為按軸系允許負(fù)荷校中。校中后軸系中心線成曲線狀態(tài)。生產(chǎn)中常用以下方法：

（1）測(cè)力計(jì)校中法。又稱按軸承實(shí)際負(fù)荷校中法。利用測(cè)力計(jì)測(cè)量和調(diào)節(jié)各中間軸承的實(shí)際負(fù)荷使之在允許范圍之內(nèi)。

測(cè)量中間軸承實(shí)際負(fù)荷的方法有彈簧測(cè)力計(jì)、電子測(cè)力計(jì)等。液壓千斤頂頂舉法是較新的方法。此外還可采用電阻應(yīng)變片測(cè)量軸系彎矩和計(jì)算軸承負(fù)荷的方法。尾軸承負(fù)荷一般采用公式近似求出。

（2）按照法蘭計(jì)算的允許偏中值校中法。利用數(shù)學(xué)公式計(jì)算的方法將軸承上允許的負(fù)荷換算成相應(yīng)法蘭上允許的偏中值范圍。軸系校中時(shí)，只要使法蘭上的偏中值在允許范圍之內(nèi)，軸承實(shí)際負(fù)荷也就在允許范圍之中了。

軸系合理校中又稱為最佳校中。它是根據(jù)船舶軸系的實(shí)際結(jié)構(gòu)，按照規(guī)定的約束條件，即規(guī)定的軸承負(fù)荷、應(yīng)力和轉(zhuǎn)角等的允許范圍。通過(guò)校中計(jì)算確定各軸承的合理位置，把軸系安裝成規(guī)定的曲線狀態(tài)，使個(gè)軸承的負(fù)荷負(fù)荷要求，分配合理，支承截面上的彎矩和轉(zhuǎn)角在允許范圍內(nèi)。依次原理校中方法有：按軸承合理位置校中法、按法蘭上合理偏中值校中法和按軸承合理負(fù)荷校中法。

軸系合理校中計(jì)算方法主要有：三彎矩法、遷移矩陣法和有限元法，并按最優(yōu)化理論求得上述參數(shù)的最佳值，例如利用線性規(guī)劃法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。三彎矩法較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣泛。在軸系合理校中計(jì)算書(shū)中，通常提供的主要計(jì)算結(jié)果有：各軸承的負(fù)荷、各軸承的位置和各法蘭上的偏中值。

軸系校中內(nèi)容除了包括有校中計(jì)算外還有安排校中工藝，即根據(jù)軸系安裝工作的內(nèi)容及安裝順序構(gòu)成軸系的安裝工藝工程。軸系安裝的工藝步驟大致是：確定軸系的理論中心線、鏜尾軸轂孔或人字架轂孔以及尾軸、中心軸的安裝與校中。圖為新造船舶軸系的安裝校中工藝過(guò)程。修理船舶的軸系安裝是因軸系發(fā)生振動(dòng)、軸承發(fā)熱和軸線偏差等故障，尤其是校中狀態(tài)不再符合規(guī)范要求，根據(jù)測(cè)量值進(jìn)行分析后制定出相應(yīng)的修理、安裝方案，然后進(jìn)行軸系的校中安裝過(guò)程。

軸系校中質(zhì)量的意義

軸系校中的質(zhì)量對(duì)軸系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和船舶安全可靠的航行至關(guān)重要，特別是對(duì)軸徑大、軸系短和軸間距小的剛性較強(qiáng)的軸系尤為重要。校中質(zhì)量主要影響有以下幾方面：

（1）保證軸內(nèi)應(yīng)力和軸承負(fù)荷處于正常范圍；

（2）改善尾后軸承磨損情況；

（3）減少螺旋槳振幅和船體的強(qiáng)迫振動(dòng)；

（4）保證減速齒輪的正常嚙合和主機(jī)功率的傳遞。

目前，鋼質(zhì)海船建造時(shí)安裝軸系廣泛采用合理校中法。軸系合理校中的優(yōu)點(diǎn)是：保證軸承負(fù)荷和軸應(yīng)力不僅符合規(guī)定而且各軸承負(fù)荷分布均為合理，校中計(jì)算時(shí)還計(jì)及螺旋槳、軸承溫度以及環(huán)境溫度等的影響。

應(yīng)用學(xué)科

船舶工程（一級(jí)學(xué)科），船舶機(jī)械（二級(jí)學(xué)科）