CB ICS47.020.20 U.48 备案号：17203-2006 中华人民共和国船舶行业标准 CB/Z338——2005 代替CB*/7.338-1984 船舶推进轴系校中 Propulsion shaft alignment of ship 2005一12一12发布 2006-05—01实施 国防科学技术工业委员会发布 CB/Z.338—2005 前言 本指导性技术文件代替CB*/Z338-1984《船舶推进轴系校中》 本指导性技术文件与CB/Z338一1984相比，主要有以下变化： 修改了适用范围； 一修改了校中计算前的数据准备； 一增加了计算坐标及计算模型的建立； 对限制条件进行了补充； 增加了校中计算方法，即三弯矩方程法、传递矩阵法和有限元法； 一增加了运转状态校中计算和带液压联轴器轴系安装计算内容： 一修改了负荷检验法。 本指导性技术文件由中国船舶工业集团公司提出。 本指导性技术文件由中国船舶工业综合技术经济研究院归口。 本指导性技术文件起草单位：中国船舶工业综合技术经济研究院、武汉理工大学、武汉船舶职业技 术学院。 本指导性技术文件主要起草人：周瑞平、徐立华、汪远、张昇平、黄政。 本指导性技术文件于1984年5月首次发布。 I CB/Z338—2005 船舶推进轴系校中 1范围 本指导性技术文件规定了中、低速柴油机直接传动、齿轮传动推进轴系校中的计算准备、校中状态、 限制条件、校中计算模型、计算内容、施工要则、校中检验等要求。 本指导性技术文件适用于船舶推进轴系校中的计算、安装和检验。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。凡是注日期的引 用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本指导性技术文件，然而，鼓 励根据本指导性技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文 件，其最新版本适用于本指导性技术文件。 CB/T3862船舶机械术语轴系及传动装置 3术语和定义 CB/T3862确立的以及下列术语和定义适用于本指导性技术文件。 3. 1 三弯矩方程three-momentequation 将实际支承作为实支承，除实支承之外的其它变截面处作为虚支承，列出的方程式。 3. 2 三弯矩法three-momentmethod 用三弯矩方程对轴系进行校中计算的方法。 3.3 改进的三弯矩方程improvedthree-momentequation 在原三弯矩方程基础上进行改进的三弯矩方程 3. 4 传递矩阵法transfermatrixmethod 将实际轴系分解为具有简单弹性和动力性质的部件，列出各部件彼此连接端面的状态矢量，利用弹 性系统各部件之间的传递关系，列出传递矩阵，根据系统各部件之间的边界条件进行求解的方法。 3.5 顶举法jack-upmethod 利用安装在轴承附近的液压千斤顶代替轴承来检验轴系校中后轴承实际负荷的方法。 4轴系校中计算资料准备 4.1各种传动形式的轴系在校中计算前，均应提供轴系布置图，推力轴、中间轴、瞩管轴（若有）， 螺旋浆轴图，轴系各组成部件的重量、尺寸，轴承位置、轴承尺寸、轴承的许用比压等。 4.2大型低速柴油机直接传动的推进轴系在校中计算前，还应提供主机的资料，如飞轮重量、推力盘 重量、曲轴尺寸、曲轴臂距差值和允差值、主轴承位置及许用负荷、活塞连杆重量、输出法兰允许弯矩 和剪力等。 4.3齿轮传动推进轴系在校中计算前，还应提供主机功率、转速、末级传动小齿轮直径、大齿轮直径、 末级传动之前的传动比、斜齿轮的螺旋角与法向角、齿轮箱结构图、齿轮啮合参数、大齿轮重量、大齿 轮前后轴承的许用负荷及反力差、热膨胀补偿图等。 4.4若需进行运转状态校中，还应提供螺旋水动力参数 1 CB/Z338—2005 5校中状态 5.1轴系直线校中 直线校中是将轴系（包括与之连接的发动机/齿轮箱）以直线状态连接安装，并进行全面的轴系校 中计算。 5.2轴系合理校中 5.2.1合理校中是轴系安装普遍采用的方法。它通过校中计算确定各轴承的合理变位，使支撑螺旋浆 的舰管后轴承的轴承负荷减为最小；把轴承的负荷限制在某个最大与最小之间的范围内；把轴的弯曲应 力限制在允许值内；使施加到柴油机输出法兰的弯矩与剪力在允许范围内等。以确保轴系可靠运行，与 之连接的发动机和齿轮箱不应因轴系校中不良而受到有害影响。轴系合理校中包括：静态校中、动态校 中、运转状态校中。 5.2.2静态校中假定轴系各轴承为刚性支承，推进轴系视为放置在刚性铰支上的连续梁。静态校中一 般考虑轴系的热态、冷态和安装状态。 冷态时的升高量，一般由制造厂提供。在未提供的情况下，升高量可按公式（1）计算。 Ah-aHAt.. ..(1) 式中： 4h一一轴承升高量的数值，单位为毫米（m） α一材料的线膨胀系数的数值，单位为每摄氏度（1/℃）： H一机座底部面板到轴承中心线距离的数值，单位为毫米（m）： At- 一安装的环境温度与轴系运转时的温度差的数值，般为20℃～30℃。 5.2.2.2冷态为轴系连接安装后静止时状态，冷态校中计算时应考虑螺旋桨处于空气中和浸入水中 两种情况。螺旋浆处于空气中，即整套轴系包括螺旋桨在空气中，相当于船台或船坞上的情况：螺旋浆 浸入水中，在校中计算时，应考虑螺旋奖在水中、轴段浸水或浸油所受浮力的影响。 5.2.2.3安装状态为轴系所有的轴还未连接或某几根轴已连接起来进行安装的状态。安装状态校中 计算时，轴承变位值与轴系冷态相同。为便于安装，可增加临时支承与辅助安装外力载荷等。 5.2.3轴系动态校中更接近轴系实际作状况，能更好地提高轴系校质量和轴系运行可靠性。动态 校中计算除考虑在轴系作用的静外力及工作温升影响外，还记入了作用在轴系上的动外力和力偶、轴承 的油膜及结构弹性、船体装载变形等影响 5.2.4运转状态校中是指计入轴系运转状态所产生的有关力和力矩时的校中计算。运转状态校中是对 带齿轮箱的推进轴系热态校中的补充。 6限制条件 6.1轴承的许用比压 轴系各轴承的许用比压，一般应不超过下列充许值： a) 白合金舵管轴承：0.8MPa b) 铁梨木管轴承：0.3MPa； c) 橡胶舰管轴承：0.3MPa； 复合材料管轴承，最大为0.3MPa： (P 中间轴承：0.6MPa： e) f) 大齿轮轴前后轴承：静态许用值为1MPa，轴系运转状态许用值为3MPa。 6.2轴承负荷 6.2.1轴承负荷应不小于相邻两跨距间所有重量总和的20%。 6.2.2减速齿轮箱大齿轮轴的前、后轴承负荷差，应不超过制造厂的规定。在未提供相应数据的情况 下，一般应不超过两轴承间轴段与大齿轮重量之和的20%，但如果提供轴系运转状态校中计算结果，且 确认轴承轴瓦分界面是按运转状态校中计算得到的动态合力作用角确定的，此时前、后轴承负荷差可不 受20%限制。 6.3轴的附加弯矩应力 2 CB/Z3382005 各轴的附加弯矩应力，一般应不超过下列允许值： a）螺旋浆轴、舰轴和中间轴：20MPa： b）推力轴：15MPa； c）大齿轮轴：10MPa。 6.4输出端法兰的弯矩和应力 大型低速柴油机直接传动的推进轴系，施加到柴油机输出端法兰的弯矩和剪力，应不超过柴油机制 造厂规定范围。 6.5管后轴承支撑点处截面转角 管后轴承支撑点处截面转角一般应不超过3.5×10‘rad。 7校中计算模型 7.1坐标系建立 取螺旋浆末端为轴系坐标系原点，轴系理论中心线为X轴，正向指向船崩：过原点垂直X轴向上为Z 轴正向；按右手法则，Y轴以由纸面朝内指向为正。由XOZ组成的平面称为XZ平面或垂直平面：由XOY组 成的平面称为XY平面或水平面；XZ平面上各参量的符号与正方向规定如图1所示：XY平面上各参量的正 方向规定同XZ平面。 R2 R P-集中载荷：9-均布载荷：2一轴承变位：6一轴裁面转角：Q一轴截面剪力（i=1，2，3)： M、M一离矩：m外加力偶：R一轴承支反力（1=1，2，3) 图1校中计算的坐标系和符号 7.2实际轴系简化 7.2.1轴系自重处理 7.2.1.1校中计算时，将舰轴、中间轴、推力轴和减速齿轮箱大齿轮轴的自重均作为均布载荷处理。 7.2.1.2对舵轴浸水或浸油中的部分，应考虑水及油浮力的影响：对漫油的轴段，可近似取其在空气 中重量的90%，对浸水的轴段可取87% 7.2.1.3锥状轴段，可取其平均直径，按均布载荷计算轴段重量。 7.2.1.4浆轴螺母、轴套均可作为相应轴段的均布载荷计入。 7.2.2载荷处理 7.2.2.1作用在轴系上的载荷，如螺旋桨、连接法兰、推力盘、飞轮、减速齿轮箱大齿轮等，其与相 应轴段等轴径部分，按该轴段均布载荷计入，其他部分按集中载荷计算，其作用点为各对法兰的连接面 或飞轮、推力环、齿轮中横剖面与轴线交点， 7.2.2.2螺旋桨重量作为集中载荷处理，当螺旋浆浸水时，应考虑浮力的影响。螺旋浆全部浸入水中 时，其重量按公式（2）计算。 W=w(p.-p)/p. ·(2) 式中： 校中计算时的螺旋浆重量的数值，单位为牛（N）； W 螺旋浆在空气中重量的数值，单位为牛（N）： 螺旋浆材料的密度的数值，单位为千克每立方米（kg/m）： Pp 3 CB/Z338--2005 Pw 海水密度的数值，单位为千克每立方米（kg/m）。 在一般情况下，允许取近似值：累=（0.869～0.871）w。 7.2.2.3螺旋浆在部分浸水时，其重量按公式（3)计算。 W=W(p.p.)/p,+W... 式中： Waw 螺旋浆浸水部分重量的数值，单位为牛（N）； Was 螺旋浆未浸