换热管振动的后果是（换热管振动的原因是）

客滚船为定点定航线装载汽车、集装箱、旅客的船舶，安全、准时是客滚船必须具备的特性，轴系安装质量的好坏直接关系到船舶动力系统可靠性、船舶航行安全以及旅客人身安全。本文以某客滚船实船为例，就长轴系拉线望光、校中安装、轴承负荷等几方面进行总结。

坞内轴系安装及检查本船为客滚船，属于客船范畴，根据国际海事组织国际海上人命安全公约(SOLAS)要求，需要满足安全返港对推进系统的要求，即当任一事故导致一套推进系统失效，另一套主推进系统应仍可满足船舶航行需求，故本船设置一前一后2个机舱及2套推进系统。

本船轴系主要由主机、齿轮箱、轴带发电机、中间轴、尾轴、调距桨以及必须的轴系附件组成。主机与齿轮箱及轴带发电机通过高弹联轴器连接，以降低振动及噪音，轴与轴之间为法兰及液压联轴器刚性连接。左侧轴系长度约37米，设置3只尾管轴承、2只支撑轴承、1只隔舱密封装置；右侧轴系长度约50米，设置3只尾管轴承、4只支撑轴承、2只隔舱密封装置。两侧轴系均为细长轴，两侧轴线倾角1.172°，具有约束点多，安装施工难度大的特点。具体布置见图1。

图1

根据本船轴系约束点多的特点，在坞内主要有如下几个施工阶段，如下：

1.艉轴架初定位：为缩短轴系在坞内安装周期，船厂通常将艉轴架的初步定位前移至总段搭建阶段。本船艉轴架位于尾部H7总段上，在总段总组完成后，确定出左右舷轴线位置。轴线宽度方向根据船中线进行确认，高度方向综合考虑甲板高度以及基线，根据机舱区域总组数据进行优化，确定轴线高度数值，在预组段前后做出轴线前后基准，封焊艉轴架区域结构，艉轴架进行适当加设马板固定，不焊接，完成尾轴架初定位。

主要技术重点及难点：H7与H6总段合拢时，艉轴架后端面与齿轮箱基座之间距离的保证，容易造成轴系长度方向偏差；H7总段上翘/下垂控制以及扭曲控制，容易造成左右轴系不对称，轴线角度超差，而导致艉轴架区域再次调整，如何控制建造精度是该项工作重点之一。

图2

2.轴系初拉线：初步找出船体中心线、轴系中心线和主机中心线，并且完成左右舷轴系艏基准点的转移。根据初拉线确认的轴系中心线依次完成人字架、一字架、艉轴承铸件、舵隧的正式定位和焊接工作，检查主机座、齿轮箱座、轴带发电机座高度及半宽；完成尾管轴承预装工作及艉轴管焊接工作。

(1)轴系拉线具备的条件

①主甲板以下船体结构全部成型火工矫正结束；

②机舱前壁以后船体装配焊接工作结束；

③主机、齿轮箱、轴发及中间轴承等机座焊接全部结束；

④机舱及尾部区域舱柜强度试验结束。

(2)主要技术重点及难点

①首基准点的设置：本船齿轮箱为1进2出型式，轴系输出端与输入端偏心，在机舱内将有两条轴线，一为推进轴系轴线，一为主机中线，如何准确定位轴线首基准点位置以及如何进行基准点的转移是轴系定位、主机及轴带发电机准确定位的关键。

②双轴线相对位置控制：对于单长轴系，左右偏差不大于7mm，上下偏差不大于10mm，与中线面偏差不大于4mm，且两侧轴系不能出现同侧偏差。如何保证轴线与舵线、轴线与轴线相对位置，是两侧轴线确定的关键。

③轴线的调整：船舶下水后，由于船舶浮态引起的船体变形方向，应在初拉线阶段进行预判，在轴线初步确定时在允许范围内进行补偿，否则容易出现主机/轴承/齿轮箱基座高度因船体变形超差。

3.定位尾轴架：初拉线阶段对艉轴架和艉轴毂铸件进行微调和焊接工作。在尾基准点与转移后的首基准点拉设钢丝，用于尾轴架定位及焊接过程中监测。

上述各艉轴架拉钢丝定位时需要考虑钢丝下垂量的影响，可以如下公式进行计算钢丝下垂量

YA=qX(L-X)/0.99x2T

q—钢丝单位长度重量(1.54×10-3kgf/m)；

X—所求下垂量到艉参考点距离(m)；

L—艏艉参考点间距离(m)；

T—拉力(kgf)；

0.99—修正系数。

尾轴架定位完成后，进行尾管轴承的预装工作，尾轴架内孔做清洁，满足内孔无油漆、锈迹、油污、铁屑、毛刺等影响轴承安装的不利因素，尾管轴承预装工作完成后，进行艉轴管与尾轴架的焊接；焊接时采取双数焊工对称施工，防止热变形，如图3、图4。

图3 尾轴架定位焊接

图4 尾轴架与艉轴管焊接

主要技术难点及重点：铸钢件焊接工艺：尾轴架焊接定位偏差一般应控制在2mm以内，如何控制焊接质量、焊接变形量是该项工作的重点，否则容易出现咬边、气孔、夹渣、裂纹等缺陷，以及定位精度不满足轴线要求。

4.轴系照光：利用望光仪器根据艉基点、转移后的望光艏基点确定轴系中心线，进而确定尾管轴承定位。

(1)施工阶段、条件

①七甲板以下，机舱前壁以后主要装配焊接工作结束。

②100#以后的船体临时支撑已经全部拆除完成超过48小时。

③机舱区双层底密性、调平工作基本完成，密性交验工作完成。

④望光工作时间应选择在：冬季16点以后，夏季20点以后进行。

⑤大型设备未吊装上船应进行临时配重。

图5

在轴承后端工装中心放置靶心，使用调整螺栓将靶心调整至与望光仪中心重合，然后在轴承前端工装中心放置靶心，使用调整螺栓将靶心调整至与望光仪中心重合，反复调整，使轴承前后端靶心同时与望光仪中心公差小于0.03mm。按此方法依次调整艉管其他轴承。调整后检查轴承与轴承座之间的间隙即环氧浇垫块厚度，最小厚度应大于12mm(根据环氧树脂厂家确定)。

采用激光仪器检查各艉管轴承中心同轴度，在每个需要测量的位置上，先输出测量距离，然后在该截面测量14个点，所有测量点测量完毕后，选取测量点1和测量点14为基准点，可以查看其他点相对这两个点的偏差。计算分析出测量点的直线度及各测量点的椭圆度。

图6

图7

(2)主要技术难点及重点：

尾管轴承定位：本船艉轴管有3道尾管轴承，轴承间距长，定位难度大，轴承定位不精准将会导致轴系振动、轴承烧损的危险。

5.舵套筒定位：根据轴系望光仪确定的舵系中心线确定舵线的上下基准点，舵系上基准点应在舵机室内，下基准点在坞底。确定舵系上下基准点时要同时考虑轴舵系不相交值，综合考虑后将舵隧找正定位。在焊接过程中用钢丝拉线辅助监测焊接变形量。

主要技术难点及重点：由于舵承、舵密封与舵套筒组装为整体进行船上焊接安装，舵套筒的焊接定位偏差一般应控制在0.5mm以内，如何控制焊接质量、焊接变形量是该项工作的重点，否则容易出现舵承间隙以及舵密封间隙超差、轴舵线不相交值超差、舵线垂直度超差等情况。

图8 舵套筒焊接

6.轴承浇注：在环氧树脂厂家指导下进行尾管轴承浇注安装。

7.复光检查：在尾管轴承环氧树脂固化后进行复光检查，主要检查如下：

(1)利用望光仪器检查各轴承前后止口同心度，如图9所示，并使用激光仪器进行自检校验艉轴承斜度；

图9

(2)利用望光仪器检查首基点偏差；

(3)利用望光仪器检查轴线与舵线不相交值；

(4)使用内径千分尺，检查各个轴承内径。

8.穿轴、附件安装：在轴系复光合格后，进行穿轴及轴系附件安装。尾轴密封等按照设备厂的要求步骤及各部件间隙进行安装，并进行密性检查。

主要技术难点：由于尾轴长度约20米，如何避免轴端部对尾管轴承的刮碰造成轴承损坏是该项工作的关键。

轴系水下校中

轴系校中应在船舶下水，船体应力释放完成后进行，不得少于48小时。轴系校中好坏决定了轴系运行稳定性，轻者轴承受力不均磨损加重，引起船体振动，重者轴承烧损，推进系统失效，引发航行安全事故。

1.轴系校中条件：

(1)船上大型设备已调入舱内就位，在校中过程中禁止大型设备迁移及压载变动；

(2)螺旋桨及轴处于自由状态，除用于校中所需的支撑外，不受外力；

(3)船舶浮态处于规定状态，如螺旋桨浸没百分比，船体纵倾横倾角度在规定范围；

(4)轴系校中检验时，应避免阳光直接照射，并停止相关区域振动性作业。

2.本船轴系校中主要有如下几个方面及步骤：

(1)齿轮箱啮合检查：检查齿轮箱齿间啮合面积，应满足船级社及设备商要求，或不低于70%；

(2)各轴连接端缝差及偏移：按照轴系校中计算书要求，在正确的位置设置轴临时支撑，调整支撑轴承及临时支撑高度，测量各轴连接端缝差及偏移，使其满足校中计算书要求；

(3)连接轴系螺栓，支撑轴承及齿轮箱仍采用调整螺栓临时固定，初步测量轴承负荷，其值应在规定值的20%以内，超差应进行调整；

(4)正式安装支撑轴承及齿轮箱，测量轴承负荷进行交验与确认；

(5)测量齿轮箱齿间啮合面积；

(6)根据主机冷态对中对热膨胀量补偿要求以及旋向补偿要求，调整主机位置，测量主机飞轮端与齿轮箱输入端缝差与偏移，需满足高弹联轴器安装要求；

(7)调整轴带发电机位置，需满足高弹联轴器安装要求；

(8)安装主机及轴带发电机，安装高碳联轴器；

(9)测量轴承负荷及主机曲臂差，轴系校中安装完成。

图10 轴系缝差及位移测量

图11 主机及轴发与齿轮箱对中测量

图12 主机曲臂差测量

3.主要技术难点及重点：

(1)船舶浮态控制：在轴系缝差及位移测量开始至负荷交验结束，应控制船舶浮态(重量)不应有较大变化，本船轴系长度达50米，当轴线有0.1度变化时，另一端高度差将达到90mm左右，将会导致轴承负荷超差以及主机安装高度超差。本船在轴系负荷阶段由于压载变化，导致轴承负荷不满足要求，主机垫块高度变化约20mm左右，压载调整为初始状态时，方满足要求。

(2)齿轮箱环氧垫片收缩率：在进行齿轮箱与中间轴位移测量时，应考虑到环氧树脂浇注后的收缩率，否则会导致齿轮箱后轴承负荷及其相邻轴承负荷超差。

(3)环境温度：在主机及轴发与齿轮箱对中时，环境温度的补偿量应考虑进热膨胀修正中。

(4)测量轴承负荷的千斤顶临时基座强度应足够强，否则会导致顶举曲线失真，或导致轴承负荷比实际要轻。

相关总结

本船交付已有一年多，实船轴系运行情况非常好，轴系振动及噪音也较类似船舶低，但在建造过程及营运过程中，也有一些问题逐步显现出来，有待进一步优化及改进：

1.由于齿轮箱桨侧未配备离合器，在进行轴发系泊试验时，轴承的磨合未完成，轴发试验时艉轴转速将达到最大转速，有引起艉管轴承高温的风险。

2.本船为客滚船，每一航次均需在码头进行两次装卸车辆，在这过程中需使用轴发，螺旋桨螺距为零，桨空载运转消耗功率也将近15%MCR，增加了不必要的能耗。