为了保证船舶的安全运行，保障轴系的可靠运转具有必要

性。轴系的校中及安装工作好坏均是影响海洋工程的一项关键

性因素，对主机的正常运行及降低船体的人振动感均会产生较

大的影响。因此，对于海洋工程中一些特殊的轴系，应将校中

及安装作为一项主要的工作内容，为海洋工程工作的有序推进

提供保障。

将高速轴及低速轴有机的结合起来，低速轴受螺旋桨所产

生的扭矩及推力影响较大。高速轴在实际的使用过程中，在向

齿轮箱进行传递功率时，由主机来完成传递工作，应严格按照

EEDI 中的要求做好能效设计工作，以促进螺旋桨螺距控制精

度的大大提升，以确保能够适应船体的变形需求。因此，应做

好海洋工程船推进轴系校中及安装工作，主要是使用高弹联轴

器、膜片联轴器等设备，相较于常规的船舶轴系，在运行及安

装过程中均产生了较强的特殊性，应做好轴系的优化布置及设

计工作，以提升轴系的应用效果及质量。

2018年，雪龙号在从北极地区开展航行任务的返航途中，推进系统轴承发生故障，我方受邀配合调查故障原因，主要故障现象是：轴承严重磨损，并伴有显著的温度升高。

（图：雪龙号轴承故障图）

问题分析：

技术人员到船上实地查看轴承后同船上机组人员进行了详细交流。经讨论，对于当前轴承故障，我方初步提出三条可能的故障原因：

（1）未知原因的轴承润滑油泄露；

（2）极低风暴条件下的螺旋桨极限载荷激励影响；

（3）冰冲击下的回旋振动诱发动态载荷导致轴承压力过载；

故障定位：

综合上述三点原因，经机组人员确认无漏油现象，故基本上排除了个原因；此外，在极端风暴气候条件下，船舶已经航行了24年，所以第二个原因也被排除。故，由于冰冲击以及回旋振动诱发的动力载荷造成的轴承过载是接下来要重点检查和验证的原因。

（图：雪龙号轴系检测）

解决方案：

为了验证上述轴承故障原因，我们技术团队利用 软件对当前轴系进行了建模和分析。为此，我们研究了该船的原始设计和校中计算文件，以及主机厂商在校中安装期间测量的数据。

通过软件的计算得到一个未预期的事实：雪龙号即使是在正常航运环境下运行，轴承就已存在大约6%的压力过载。通过研究现有的轴系校中计算报告文件，我们注意到，根据轴承历史的计算结果，轴承的安全冗余量很小，几乎很接近限值。

值得注意的是，艉管轴承计算时采用的是逐点模型。我们重新对艉轴管轴承采用用更为可靠的可扩展支撑模型进行计算后，得出了上述6%的轴承过载量；雪龙号轴系的特点是采用单尾管轴承设计，这使得后面的中间轴承更容易受到来自螺旋桨的外部载荷的影响。

船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，对船舶的稳定运行有很大的影响[1]。由于轴和螺

旋桨的重力在艉管轴承处产生的单边载荷，会造成轴承的边缘磨损。通过校中计算可解决轴承间载

荷分布不均问题。但是，轴承自身的偏磨会显著影响轴承的承载性能，扭转振动计算尾轴管轴承，并对轴系的动态校中性能和

船体振动造成影响。

Piggot[6]的研究结果表明，滑动轴承的轴承孔和轴颈之间的相对夹角达到0.0002rad ，轴承的承载性

能将下降40%。J. Bouyer 和M. Fillon[7]则认为由于校中不良引起的轴承和轴颈之间的夹角和附加弯矩

会对滑动轴承性能的显著影响，试验表明，70Nm 的附加弯矩能使直径100mm 的轴承中截面的承

载能力下降20%，油膜厚度下降80%，容易造成油膜，引起轴承磨损。

在我国的船舶行业标准CB/Z 338-2005 中建议艉管后轴承支承点处的截面转角不超过

-4 3.5 10 rad 。如果计算值不超过此值，轴承按直线布置，即忽略轴承和轴线之间的夹角；如果超过

此值则需要对轴承进行斜镗孔处理，使轴承转角符合要求。尽管如此，由于当前的轴系校中工艺技术

及安装精度的限制，轴承和轴颈仍不能做到完全顺应，存在一定的夹角和附加弯矩，达不到轴承的性

能使用要求，常引起轴承偏磨，使其固有频率下降，甚至引起共振。

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