摘要：文章介绍了船舶主机齿轮箱在安装过程中，如何保证轴系校中要求和齿轮箱环氧树脂垫浇注工艺以及垫片及螺栓强度计算，可供同行借鉴。
关键词：齿轮箱；校中；环氧树脂垫；强度计算
目前，在船舶主机齿轮箱安装过程中，由于大多数齿轮箱制造厂只要求轴系校中时使齿轮轴承的静比压不超过给定值，前后轴承的静态反力差不超过两跨总质量的20%，有的厂同时也给出动态比压限制值。但是经验证明，在某些情况下，满足上述条件也不能完全保证齿轮箱的安全；反之，即使不满足上述条件，也不会产生齿轮箱故障。这就要求在齿轮箱安装过程中，必须加强校中与安装的有效控制，防止在建造和营运修理过程中出现损坏的问题。现就某轮损坏修理时，安装齿轮箱过程中如何校中及安装的关键点介绍如下。
1.现场勘察情况
某轮于2008年10月进厂修理，主机功率2940kW，额定转速600r/min；齿轮箱型号为ZF MASSON RSL1 850，齿轮箱质量15500kg。经与轮机员了解该轮左舷主机齿轮箱在运行当中，发现有烟冒出，故回码头修理。对该齿轮箱解体后发现：齿轮箱输入轴上的一个轴承的支架出现脱落现象，轴承圆柱滚体出现旋转卡住现象。齿轮箱右中间轴(从输出端看，靠右的为右中间轴)轴承座孔有拉痕存在，估计为轴承外圈转动而致(正常情况下，轴承外圈与箱体座孔无相对转动)；左中间轴轴承座孔也出现拉痕，原因同上。
2.齿轮箱校中与安装
为了避免船舶主机、齿轮箱、轴系异常情况的发生，此次齿轮箱安装过程中，我们进一步加强了对齿轮箱校中和安装工艺的有效控制，具体程序如下。
1)先用千分表测量主机飞轮的径向圆周跳动和轴向端面跳动，径向圆周跳动控制在0.03mm内，轴向端面跳动控制在0.04mm内。
2)齿轮箱的校中、安装与专业厂家(或进行现场指导)一起进行，对输入、输出轴端进行径向圆周跳动和轴向端面跳动的测量，数据均控制在0.02mm内。
3)与齿轮箱输出端相连接的艉轴法兰，在与齿轮箱连接前也要进行径向圆周跳动和轴向端面跳动的测量，数据控制同1)。
4)齿轮箱采用环氧树脂浇注垫的形式。根据现场情况将内挡板点焊在基座上，挡板的高度应保证低于环氧垫片10mm，挡板长度应比齿轮箱底座的长度长约100mm。同时，在操作过程中，加强如下程序的控制：①将基座的上表面和齿轮箱的下表面清除干净，不得有油污、油漆和氧化皮等污物，随后涂一层防锈油；②将齿轮箱轻轻放在工位上，用顶丝将齿轮箱顶起，与水平顶丝配合来调整齿轮箱轴线与艉轴轴线和主机轴线的对中；③将齿轮箱输入端联轴器法兰安装好；④测量齿轮箱输出端法兰与艉轴法的偏移和曲折值，要求偏移值 0.10mm，曲折值 0.06mm；⑤测量齿轮箱输入端法兰与主机行轮的偏移和曲折值，要求偏移值 0.50mm，曲折值 0.50mm，轴向允许偏差 0.6mm。
5)由于垫片干固后，垫片受到压力时要产生压缩变形，所以要考虑垫片的初始压缩量。具体参考量为0.0001X(X为垫片厚度30mm)，也就是说当齿轮箱与主机和艉轴轴线找正并连接好后，再将齿轮箱向上顶起0.003mm的距离。
6)齿轮箱定位后，将齿轮箱机组座平面和基座平面再用金属清洗剂彻底清洗，并用帆布将机座围住，防止灰尘和污物落入。具体程序如下：①按图纸尺寸装设泡沫模框，然后在地脚螺栓孔中插入塞子，塞子的外表面涂一层脱模剂，泡沫高度要比垫片厚度高出10~20mm顶丝外表面涂一层脱模剂；②将外侧挡板按图纸要求点焊在基座上，然后在其内侧涂一层脱模剂；③将内外侧挡板与基座之间缝隙用密封腻子密封好，以防浇注环氧树脂时泄漏，外挡板的高度应至少高出垫块30mm，以便于浇注。
3.强度校核
为了保证齿轮箱垫片及螺栓满足强度标准要求，需严格计算环氧树脂浇注垫参数，具体计算程序如下。
该环氧树脂浇注垫参数计算按照CB/T3514-92标准进行。
1)齿轮箱型号为ZFMASSONRSL1850，齿轮箱重力的W=15500 9.8=151.9kN。
2)紧固螺栓：D=50mm；n=10只。
3)垫片总有效面积：各垫片面积之和即A =425600m2；额外面积：A =10 502 /4=19625mm2；总有效面积A=A -A =405975mm2。
4)螺栓紧固力计算。
(1)垫片的静压力。
P=W/A=0.37MPa 0.7MPa；
0.7MPa来自CB/T3514-92，满足要求。
(2)紧固力Tn。
垫片总压应力Pt=3.5MPa(来自CB/T3514-92)，总紧固力T=(Pt-P) A=1270.7kN，则每个螺栓紧固力Tn=T/N=127070N。
5)螺栓扭力矩计算。
Mt=0.2 Tn D/1000=1270.7N m。
6)螺栓拉应力计算。
=Tn/D2 /4=127070/(502 3.14/4)=64.7MPa。
该齿轮箱螺栓拉应力满足中国船级社《材料与焊接规范》要求。
该船修理过程中，由于船厂在齿轮箱安装过程中，按照上述的程序加强了校中和安装的有效控制，保证了齿轮箱正确安装到位。该轮修复后，经航行试验验证，主机、轴系、齿轮箱运转正常。由此可见正确的把握齿轮箱的校中和安装程序，不仅可以有效延长齿轮箱的使用寿命，而且可以减小齿轮箱出现故障的概率。