李峰

（中國(guó)石化勝利油田海洋石油船舶中心，山東龍口　265725）

　　摘　要：文章論述了艉軸橡膠軸承的失效形式，艉軸承改造的修復(fù)方案，進(jìn)行了2種方案的對(duì)比，論證了實(shí)施方案的可行性。制作了方案實(shí)施的專(zhuān)用工具，改造后取得了良好的使用效果。

　　關(guān)鍵詞：橡膠套軸承；黏結(jié)；銅法蘭；漲管器；改造工藝

　　“勝利404”船是一艘擔(dān)負(fù)交通運(yùn)輸任務(wù)的交通艇，總長(zhǎng)14.28m，船寬4.61m，航速20kn。全船殼體系鋁合金制造，艉軸承采用海水潤(rùn)滑，配2臺(tái)底特律8v-71主機(jī)，每臺(tái)功率235kW，Z高轉(zhuǎn)速2200r/min，屬于雙軸雙槳式快艇。

　　1　艉軸承結(jié)構(gòu)及失效形式

　　“勝利404”船艉軸是不銹鋼軸，前后軸承處軸徑D56mm，前軸徑與銅套形成配合，后軸徑與橡膠套形成配合。銅套與橡膠套全部鑲嵌在船體底孔內(nèi)，以過(guò)盈形式安裝。作為后軸承的橡膠套結(jié)構(gòu)，是橡膠套在銅套內(nèi)徑整體鑄造，然后整體裝入船體底孔。后軸承為水潤(rùn)滑形式，因?yàn)榇溯S長(zhǎng)期在海水環(huán)境下工作，因此，將前后軸承之間的中間段用環(huán)氧樹(shù)脂黏玻璃絲布包裹進(jìn)行保護(hù)。前軸承處使用盤(pán)根密封，保證海水無(wú)法進(jìn)入船艙。后軸承采用V型托架固定，艉軸前端錐部安裝法蘭盤(pán)，與主機(jī)離合器輸出軸法蘭盤(pán)連接，形成完整的主機(jī)、離合器、艉軸、螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)。“勝利404”船夏季出海作業(yè)，冬季放置陸地。

　　塢修時(shí)發(fā)現(xiàn)該船艉軸承的橡膠套已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞，主要是因?yàn)殚L(zhǎng)年的海水腐蝕，放置陸地上的風(fēng)干裂紋及艉軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊、振動(dòng)和磨損等綜合原因，導(dǎo)致橡膠套已經(jīng)無(wú)法正常使用，需要重新?lián)Q新。在拆卸時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，橡膠套的底套（銅質(zhì)）拿不下來(lái)，它的結(jié)構(gòu)是將橡膠套粘貼在銅套的內(nèi)圈上，然后將整套以過(guò)盈配合壓入艉軸承支架的底孔內(nèi)，形成艉軸承結(jié)構(gòu)。

　　2　修復(fù)方案論證

　　正常的修復(fù)方案是將銅套取出，整體鑄造橡膠套與銅套，然后再整體壓入底孔內(nèi)。因?yàn)殂~套不可能完整取出，只有將它破壞才能取出，所以針對(duì)這個(gè)情況我們迅速制定了2套修復(fù)方案：①拆掉銅套，再原樣加工一套進(jìn)行安裝；②銅套不拆，加工橡膠套粘貼銅套成形。我們對(duì)這2種方案進(jìn)行了分析論證，因?yàn)殂~套與鋁合金之間的過(guò)盈，銅套又是壁厚4mm的薄壁套，所以不可能將它完整的拆下，只有把它破壞才可能拿出來(lái)。即使鑄造加工銅套與橡膠套后，在安裝時(shí)還有一個(gè)關(guān)鍵的因素是支架底孔的變形及變形量的大小還起制約作用，在沒(méi)拆銅套的情況下測(cè)量銅套內(nèi)孔的圓度，其橢圓度值達(dá)到0.7～0.8mm，估計(jì)其底孔的變形可能會(huì)更大，這就存在使薄壁銅套在安裝時(shí)造成很大的變形，這個(gè)關(guān)鍵因素必須在分析的基礎(chǔ)上定論，不可能在安裝后再去測(cè)量它的變形量到底有多大，這樣做是很不科學(xué)的。因?yàn)殂~套變形后使得橡膠套也出現(xiàn)變形，而且很有可能變形后的尺寸與艉軸無(wú)法形成間隙配合，這樣艉軸就無(wú)法在橡膠套內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

　　通過(guò)以上的技術(shù)論證，我們采取了第2種修復(fù)方案。無(wú)論哪種方案都要在可行的基礎(chǔ)上進(jìn)行，于是我們又論證了第2種方案的可行性。如果只加工橡膠套，它有很強(qiáng)的可塑性，雖然銅套有0.7～0.8mm的橢圓度，但比起底孔的橢圓度應(yīng)該是小的，因?yàn)樗鼙３衷瓨印６绻麑~套取下，會(huì)失去原來(lái)的位置，而且，在安裝時(shí)會(huì)產(chǎn)生新的變形，更有可能加大變形量。所以，如果能將兩者很好的黏結(jié)在一起，是能夠滿(mǎn)足其使用要求的。

　　由此，又引發(fā)了一個(gè)新的問(wèn)題，橡膠套原有的形狀是圓柱形的，沒(méi)有固定點(diǎn)，如果用膠黏結(jié)后強(qiáng)度是否能夠滿(mǎn)足要求，這是必須考慮的問(wèn)題，如果能夠是Z好的，如果不夠就有可能在使用過(guò)程中整個(gè)開(kāi)膠脫落，所以必須將黏結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng)，我們想到了一個(gè)辦法，將橡膠套加工成帶凸肩法蘭型式，在法蘭上加工8個(gè)D7mm螺栓孔，再加工一個(gè)厚度10mm的銅法蘭，其上也加工8個(gè)D7mm螺栓孔，這樣就可以用M6×35的不銹鋼螺栓將橡膠套、法蘭緊固到底孔的圓周上，這樣就提高了橡膠套的固定強(qiáng)度，是一種非常理想的修復(fù)方法。

　　3　修復(fù)方案經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

　　通過(guò)以上2種方案的論證，可以得出第2種方案是比較理想的。因?yàn)榈?種方案要整體鑄造橡膠套與銅套，加工成本非常高，加工周期比較長(zhǎng)，確定與底孔配合過(guò)盈量的難度系數(shù)高；而且，底孔需要進(jìn)行修磨，盡量消除橢圓度，但是，底孔的內(nèi)徑太小，手工進(jìn)行修磨是不容易辦到的。更不可能將整船吊運(yùn)工廠進(jìn)行鏜孔，所以必須就地修復(fù)。第2種方案只加工橡膠套的成本就大大降低了，還可以利用原先的銅套進(jìn)行裝配，并且由確定過(guò)盈配合改為確定間隙配合，減小了施工工藝難度，取消了底孔橢圓修正的工作量，縮短了修復(fù)周期。所以，第2種方案是非常經(jīng)濟(jì)、適用的。

　　4　施工工藝的確定

　　修復(fù)方案已經(jīng)確定，就要全盤(pán)考慮工程施工工藝，于是制定如下工藝：①測(cè)繪橡膠套、銅法蘭圖紙；②外協(xié)加工橡膠套；③銅法蘭車(chē)削加工；④用加工好的銅法蘭在底孔圓周上配鉆8個(gè)M6螺紋底孔，攻絲；⑤安裝橡膠套；⑥安裝艉軸、螺旋槳、舵葉；⑦下水、試航。

　　在安裝橡膠套上又出現(xiàn)了新的問(wèn)題：如何安裝橡膠套。因?yàn)榇颂组L(zhǎng)度達(dá)225mm，內(nèi)徑57mm，屬于典型的細(xì)長(zhǎng)套類(lèi)型。如果涂上膠以后，要解決如何使兩者緊密的黏結(jié)。孔內(nèi)徑太小使不上勁，如果不用等長(zhǎng)的物體進(jìn)行壓制，又怕局部黏結(jié)不牢固，而且套內(nèi)徑會(huì)出現(xiàn)凹凸不平的情況，會(huì)造成橡膠套的安裝失敗。必須想辦法解決這個(gè)難題，Z大的困難是裝入橡膠套后怎樣使他們?cè)谡麄€(gè)長(zhǎng)度的圓周上緊密地結(jié)合，所以必須施加一定的壓力才能達(dá)到要求，而且壓力要平均，壓力點(diǎn)接觸面要平整，還要有一定的保壓時(shí)間。根據(jù)這個(gè)思路就設(shè)計(jì)了一套專(zhuān)用工具，取名“漲管器”。

　　5　專(zhuān)用工具的研究與制作

　　絲杠采用45^#圓鋼車(chē)制，錐形壓帽采用黃銅車(chē)制，用尼龍棒車(chē)成尼龍?zhí)祝缓笱貦M剖面鋸開(kāi)形成兩半。并在絲杠的一端銑出2個(gè)平面，就可以用活動(dòng)扳手將絲杠固定，然后上緊螺母。事先將橡膠套與銅套之間涂上401膠，將整個(gè)漲管器在橡膠套長(zhǎng)度內(nèi)安裝，用開(kāi)口扳手不斷的旋緊螺母，這樣就將旋緊螺母的力傳到2個(gè)錐形的壓帽上，壓帽的軸向移動(dòng)擠壓兩半式的尼龍?zhí)祝@樣尼龍?zhí)拙妥鲝较蜻\(yùn)動(dòng)，就可以將橡膠套緊緊地壓在銅套內(nèi)孔上。雖然，銅套內(nèi)徑是橢圓的，但橡膠套是可以壓縮的，保證能夠使銅套內(nèi)徑的凹陷部位被橡膠套接觸，并牢固黏結(jié)。

　　間隔24h以后，取下漲管器，經(jīng)過(guò)觀察和觸摸檢查，確認(rèn)橡膠套與銅套已經(jīng)牢固黏結(jié)。便可以實(shí)現(xiàn)橡膠套與銅套內(nèi)孔的緊密黏結(jié)。

　　6　試驗(yàn)

　　艉軸承改造完成，繼而完成艉軸、螺旋槳、舵葉的安裝工程，船下水航行試驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何異常的情況。航速正常，沒(méi)有振動(dòng)，主機(jī)功率發(fā)揮正常，通過(guò)航行試驗(yàn)，證明此項(xiàng)改造工程非常成功。

來(lái)源：《中國(guó)修船》2016年03期