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摘要：本文介绍了轴系校中动态因素对轴系校中的影响，研究分析齿轮啮合力、螺旋桨水动力、温度、船体变形、油膜、振动等动态因素等对轴系校中的影响。
关键字：轴系，轴系校中，动态因素
1引言
轴系校中动态因素主要包括齿轮啮合力、螺旋桨水动力、温度、船体变形、油膜、振动等动态因素。
2主要动态因素分析
2.1齿轮啮合力
齿轮箱静冷态时，对轴承负荷产生影响的只有竖直方向的大齿轮及其输出轴产生的重力，在考虑静热态时的齿轮箱热膨胀量的影响，其轴承负荷仍然是大齿轮与输出轴产生的重力。一旦齿轮处于运转状态时，由于齿轮啮合力的影响，不仅改变了轴承负荷的大小，而且也改变轴承负荷受力的作用方向。
齿轮在啮合工作时，由于齿轮啮合力与传递扭矩（功率，转速）大小有关，导致齿轮箱后轴承与前轴承的受力非常大，同时会改变轴承的受力方向。由于齿轮后轴承与前轴承的跨距比较小，齿轮啮合所产生的负荷对于校中时齿轮箱轴承变位时十分敏感，由此所导致齿轮箱的前后轴承作用力和作用方向不同，可能会导致齿轮箱齿轮局部接触面应力加大，轴承发热，导致轴承磨损加速直至损坏。因此，为了船舶运营的稳定性和安全性，必须在轴系校中时计入齿轮啮合力的影响。
2.2螺旋桨水动力
在静态时，螺旋桨对轴承的影响主要是其重力产生的负荷，当船舶在水中航行时，螺旋桨在不均匀伴流场中工作时，作用在桨叶上的推力和旋转径向力的变化，诱导出三个力、三个力矩。在这些力和力矩中，主要是垂直于桨轴方向的力矩，会影响到轴系的校中状态，而垂直于桨轴方向的力矩将会减少艉管后轴承的受力，增加艉管前轴承受力，对于艉管后轴承来说螺旋桨水动力是有利的，但是增加了艉管前轴承的受力。这些力和力矩的大小取决于螺旋桨功率、螺旋桨转速有关。因此，为了船舶运营的稳定性和安全性，必须在轴系校中时计入螺旋桨水动力的影响。
2.3温度
温度的变化主要来自两个方面：一是环境温度的改变，与船舶的运行的机舱环境温度有关。计算公式为轴承处的温升量=轴理论中心线到基座的安装高度*线膨胀系数*温度变化量；二是轴系在运转过程中，轴承运转过程中产生的发热导致轴承温度的上升。
温度变化对轴系校中的影响主要体现在中间轴承、齿轮箱轴承和主机轴承上。在船舶轴系校中时，一般采用的是制造厂推荐的数据，当没有推荐数据时，主要采用船级社推荐的热膨胀公式。在轴系校中计算书中，应分别计算环境温度为0℃～25℃左右的轴系安装时的校中数据，在进行实际校中操作时，应采用最靠近温度的数值进行轴系安装。
2.4船体变形
船体变形会引起在船体上的轴系随之发生弯曲变形，一般来说船体变形往往是难以控制的。
船体变形主要包括以下几种类型：（1）新船船体焊接应力的重新分布导致船体变形；（2）船体在船台或船坞下水后，由于海水浮力的影响而产生变形；（3）由于温度的变化，造成船体水上、水下、左舷、右舷温度不均而产生变形；（4）船舶在航行过程中由于波浪引起的船体变形；（5）船舶在运营期间，由于船体承重、吃水深度不同而引起的变形。
2.5油膜
轴系在运转过程中，轴承与轴颈之间由于存在润滑油，产生油膜，因此轴颈是被支承在具有一定厚度的油膜上的，轴承与轴颈并没有完全接触，一般船舶轴系由多个轴承支撑，由于轴承反力不同，油膜厚度不同，任何一个轴承的受力变化都会影响附近的两个轴承受力变化，于是轴承之间的相互影响，使得轴承受力也是不断变化过程中。由于螺旋桨重力较大,螺旋桨轴和尾轴承发生较大的弯曲变形,此时螺旋桨轴颈的轴线与轴承中线并不平行,两者之间有一个夹角，需要考虑夹角对油膜产生的影响。
2.6振动
主要指船体振动和轴系振动。（1）船体的振动会破坏油膜建立，加速各个轴承的磨损损坏、密封泄漏等现象。（2）船舶螺旋桨推进轴系在其运行过程中，存在着扭矩、推力等作用，因而船舶轴系在其运行过程中可能会产生以下三种形式的振动：扭转振动、回旋振动和纵向振动。轴系的扭转振动会引起轴系部件的疲劳断裂；轴系的纵向振动对齿轮的影响比较大；轴系的回旋振动对艉管轴承的影响比较大。合理的轴系校中可以避免回旋振动。
3总结
由于船舶的运行状态处于不断变化过程中，因此不能用静止的眼光去看待这些轴系校中过程中的动态因素。需要从两个方面进行考虑：一方面是通过目前先进科技手段，对轴承部件的重要参数进行时时监测，同时进行数据分析处理，将分析结果反馈给船舶使用者，由其进行及时调整，从而调整优化轴系运行；另一方面是通过轴系试验台、实船数据汇总等方法，对这些因素的相关参数等进行大数据分析，总结经验，寻求规律，采用一些经验公式或者模型等描述出来，从各种不同的角度来研究这些动态因素对轴系校中的影响，并将这些研究结果应用到轴系校中计算中，从而使得轴系运行更加安全稳定。
参考文献
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作者简介：吉青山，江苏人，男，硕士研究生，工程师，研究方向：机械，船舶。
梅荟翠，安徽人，女，本科生，助理工程师，研究方向：机械，船舶。