マリンシャフトのアライメントの問題は、シャフト自体が突然動くために始まることはほとんどありません。多くの場合、貨物、バラスト、浮力、海の状態、機械の温度が変化すると、シャフトラインの下の基準構造の形状が変化します。したがって、船が浮上し、荷重がかかり、熱的に安定すると、冷たい波止場での位置合わせによって異なる軸受反応が生じる可能性があります。
では 船体の偏向シャフトのアライメント、実際的な問題は、船体が曲がるかどうかではなく、各ベアリング サポートがシャフトラインに対してどのように動くか、そして実際の動作条件下でそれらの動きが過負荷、除荷、エッジ接触、または局所的なベアリングの加熱を引き起こすかどうかです。
推進シャフトラインは、独立した永続的に固定された幾何学的基準では動作しません。中間ベアリング、スラストベアリング、ギアボックスサポート、エンジン基礎は、さまざまな運転条件下で形状が変化する船体構造に取り付けられています。
縦方向の重量と浮力の分布により、ひっかかりやたるみが発生する可能性があります。喫水、貨物の位置、バラストの分布、燃料消費量、タンクの状態の変化により、船体のガーダーの形状がさらに変化する可能性があります。海面荷重により動的変形が追加されるため、1 つの静的条件で確立された軸受オフセットがすべての動作条件を自動的に表すことはできません。
シャフトのアライメントに関して最も重要な要素は、単に船体の最大垂直方向のたわみだけではありません。重要なのは、 個々のシャフト支持位置間の相対的な変位と回転です。.
2 つの隣接する軸受基礎がほぼ同じ量だけ上方に移動した場合、シャフトの位置合わせの局所的な変化は限定される可能性があります。ただし、一方のサポートが他方のサポートよりも大きく動く場合、シャフトの弾性曲線はそれらの間で適応する必要があります。これにより、シャフトの傾き、曲げモーメント、ベアリングの反応が変化する可能性があります。
これは特に、 マリンインターミディエイトシャフト。中間シャフトは支持ベアリング間でトルクを伝達するため、ジャーナルの形状、フランジの境界面、シャフトの真直度、および隣接するシャフトセクション間の関係はすべて、取り付けられる形状に影響します。正確な機械加工によって意図した開始条件が確立され、船体の変形によってその形状が使用中にどのようにサポートされるかが決まります。
したがって、アライメントの目的は、ある条件でシャフトラインを完全に真っ直ぐにすることではありません。ベアリングのオフセットは、予想される動作範囲全体にわたって許容可能な弾性シャフト曲線を作成する必要があります。
船舶推進シャフトラインは、連続的な弾性システムとして動作します。 1 つのベアリング サポートが動くと、ラインに沿った他のベアリングによる荷重の分担方法が変化します。
中間ベアリングがシャフトの弾性曲線に対して上方に移動すると、隣接するベアリングの負荷が減少する一方で、その反力負荷が増加する可能性があります。サポートが下方に移動すると、逆のことが起こり、部分的な除荷が発生し、追加の反力が隣接するベアリングに伝わる可能性があります。
これは、比較的小さなサポートの動きが、個々のシャフト アライメント ベアリングの負荷に大きな割合の変化を引き起こす可能性があることを意味します。
ただし、ベアリングの反応はベアリングの完全な状態を説明するものではありません。ジャーナルベアリングは、シャフトジャーナルとベアリング表面の間の流体力学的圧力分布を通じて荷重を伝えます。船体の変形により、全体の反力がわずかしか変化しない場合でも、シャフトとベアリングの間の相対角度が変化する可能性があります。
圧力がベアリングの一端に向かって移動する可能性があるため、これは重要です。有効接触領域が小さくなり、局所的な圧力が増加し、油膜の安全マージンが減少する可能性があります。動作中、その結果は、明らかな軸受全体の過負荷ではなく、局所的な温度上昇として現れる場合があります。
流体力学 中間シャフトベアリングは シャフトをラジアル方向に支持します。その動作条件は、ジャーナルの形状、ベアリングのクリアランス、潤滑、回転速度、ベアリングの位置、シャフトとベアリングの姿勢など、複数の相互作用する変数によって決まります。
このため、軸受の状態は複数の反応値を使用して評価する必要があります。関連するチェックには、ベアリングの反応、除荷傾向、ベアリングでのシャフトの傾斜、エッジ荷重の可能性、および特定の荷重または動作条件下で異常温度が繰り返し発生するかどうかが含まれます。
負荷が低いベアリングも自動的に安全になるわけではありません。反力がゼロに近づくと、シャフトラインを支持して安定させる能力が低下し、隣接するベアリングが追加の負荷を受ける可能性があります。
船体偏向軸アライメント モデルは、解析された条件が船舶の実際の運航範囲に似ている場合にのみ役立ちます。冷間設置は生産および試運転に必要ですが、それはシャフトラインの使用状態の 1 点にすぎません。
喫水の変化、貨物の分配、バラストの移動、熱膨張、プロペラの荷重、海による船体の曲がりはすべて、シャフトとその支持ベアリングの関係を変化させる可能性があります。
| 状態 | 主なアライメント変更 | 実践チェック |
|---|---|---|
| ドライドックまたは冷間設置 | ベアリングの初期オフセットと構造のリファレンス | 再現可能なベースライン形状を確立する |
| フロートまたはバラストの状態 | 浮力により船体サポートの変形が変化する | サポートの動きとベアリングの反応を比較する |
| ロードされた運転ドラフト | 貨物とタンクの配分により船体の桁形状が変化する | 重大な負荷および部分負荷のケースを確認する |
| 高温運転状態 | 機械、サポート、オイル、シャフトの温度が安定します | ホットアライメントの仮定とベアリング温度を検証する |
| 操船または厳しい海況 | プロペラの力と一時的な船体の曲がりが増加します | 敏感なベアリングと利用可能な負荷マージンを確認してください |
船舶の積載状態のシャフトアライメント評価では、単に総排水量や平均喫水ではなく、重量がどのように分散されるかを考慮する必要があります。
2 つの荷重条件は同様の変位を持ちますが、貨物とバラストの位置が異なる場合は異なる長手方向の曲がりが生じます。したがって、船舶は、全負荷時よりも中間負荷状態で、より不利なシャフトライン状態に陥る可能性があります。
臨界状態とは、ベアリングのオフセット、シャフトの傾き、反力の最も悪い組み合わせが生じる状態です。必ずしも変位が最も大きい状態とは限りません。
もう 1 つのよくある間違いは、良好なコールド アライメントが満足のいく動作アライメントを保証すると仮定することです。
主要な機械、シャフト、ベアリング ハウジング、基礎、および関連構造はすべて、熱膨張を受ける可能性があります。これらのコンポーネントは、必ずしも同じ量または同じ方向に膨張するとは限りません。
したがって、ホットアライメントは 、関連する機械および構造コンポーネントが動作温度に近づいた後に予想されるシャフトラインの形状を表します。
熱の増大によりシステムが必要な動作条件に近づく場合、不完全に見えるコールド ベアリング オフセットは意図的なものである可能性があります。逆に、視覚的に優れた低温配向であっても、熱膨張差が生じると不利になる可能性があります。
したがって、測定記録には、船舶の喫水、荷重分布、機械の状態、ベアリング温度、潤滑油の温度、システムが低温か熱的に安定しているかなど、測定値が取得された条件が含まれている必要があります。
信頼できるシャフト アライメント モデルでは、まずシャフトラインを弾性システムとして記述する必要があります。一般的な入力には、シャフトセクションの形状、材料特性、コンポーネントの質量、ベアリングの位置、設計ベアリングのオフセット、機械インターフェース、および関連する外部荷重が含まれます。
次に、船体のたわみデータを使用して、選択した動作条件ごとにベアリングと機械の支持位置を修正します。
モデリングの重要な間違いの 1 つは、船舶の最大グローバル ホギングまたはサギング値のみを使用していることです。詳細な位置合わせ解析には、実際の支持位置での構造の変位が必要です。
中間軸受、船尾軸受、機械基礎が長手方向の異なる位置にある場合、それらは同じ量だけ動きません。より洗練された研究では、局所的な二重底やエンジンルームの構造挙動が船体の全体的な曲がりに加えて支持位置を変更する可能性があるため、ベアリング基礎周囲の局所的な構造変形も考慮する必要があるかもしれません。
フィールド測定が異なれば、答えも異なるため、互換性のあるものとして扱うのではなく、組み合わせて使用する必要があります。
幾何学的測定により、シャフトとベアリングの位置が確立されます。軸受反力測定により荷重分布がわかります。方位温度の傾向は、局所的な継続的な苦痛を明らかにする可能性があります。シャフトベアリングの姿勢や接触の評価により、総反応測定では示されない可能性のあるエッジローディング状態を特定できます。
たとえば、満足のいく軸受反力測定は、圧力が軸受表面全体に均一に分布していることを自動的に証明するものではありません。シャフトが好ましくない角度でベアリングに入り、一端付近に荷重が集中する可能性があります。
計算と測定の比較にも一致条件を使用する必要があります。全負荷、高温動作の計算は、光バラスト内で取得された低温の測定値と直接比較すべきではありません。
より信頼性の高いワークフローは、実際の測定条件をモデルで再現し、計算された動作と測定された動作が合理的に一貫していることを確認し、検証されたモデルを使用して検査中に再現することが難しい動作状態を検討することです。
この比較は、構造的な影響とコンポーネントの問題を区別するのにも役立ちます。船体たわみモデルによって予測された同じ一般的な方向の喫水に応じてベアリングの反応が変化する場合、その変化は状態に依存したシャフトラインの反応である可能性があります。 1 つのベアリングが異なる動作をする一方で、隣接するサポートが予想どおりの傾向にある場合は、設置高さ、基礎の状態、ジャーナルの形状、ベアリングのクリアランス、測定品質を考慮して追加のチェックを行う必要があります。
船体偏向シャフトのアライメントの目標は、単一の動作状態に対して理論的に完璧なベアリング オフセット配置を 1 つ見つけることではありません。より良い目標は、 堅牢なアライメントウィンドウです。 許容できないベアリング過負荷、アンロード、シャフトベアリング角度、または接触集中を引き起こす重大な動作条件が発生しない、
1 つのドラフトを最適化し、別のドラフトを犠牲にしても、位置合わせの問題が動作範囲の別の部分に移動するだけです。
実際のレビューは次の順序で行うことができます。
コールド インストールのベースラインを確立します。
代表的なバラスト条件を計算します。
代表的な負荷条件を計算します。
重大な縦方向の曲がりを引き起こす可能性のある中間の荷重状態を含めます。
熱成長効果を追加します。
すべての条件でベアリングの反応を比較します。
重要なベアリングのシャフトの傾きを確認します。
過負荷または除荷限界に最も近い状態を特定します。
ベアリングのオフセットを調整し、1 つの条件だけを最適化するのではなく、動作範囲全体を再評価します。
調査計画は、同じ条件ベースのロジックに従う必要があります。建設ベースラインを確立し、浮遊動作を確認し、意味のある荷重変化を文書化し、高温動作動作を設計の想定と比較します。
特定の抜き勾配、荷重分布、または速度範囲でのみベアリングに異常な温度が発生する場合は、一般的な冷間アライメント検査を繰り返すよりも、その状態を再現して文書化する方が有益です。
製造および設置の公差も、シャフト アライメントの計算で使用される仮定をサポートする必要があります。シャフトジャーナルの形状、フランジの振れ、シャフトの真直度、ベアリングのクリアランス、および取り付け高さの誤差はすべて、船体の変形に対応するための位置合わせマージンを消費する可能性があります。
船体のたわみ自体が自動的に故障を引き起こすわけではありません。製造、設置、熱による動き、船体の変形が組み合わさってベアリングが不利な動作条件に向かうと、問題が発生する可能性が高くなります。
アキシアル荷重経路もシャフトラインの検討の一部として残す必要があります。あ マリンスラストベアリングは、 ベアリング構造と基礎を通じて推進推力を伝達します。船体の変形はプロペラの推力を直接決定しませんが、周囲のサポートの動きは、スラストシャフト、隣接するシャフトセクション、および接続された機械の間の幾何学的関係に影響を与える可能性があります。
したがって、ラジアルベアリング、スラストベアリング、中間シャフト、基礎、および機械インターフェースは、独立したコンポーネントとしてではなく、1 つの推進システムの一部として評価される必要があります。
船体の偏向シャフトのアライメントは、一度限りの幾何学的な調整ではなく、状態に依存するシステムの問題です。堅牢な配置により、軸受の反力、シャフト軸受の姿勢、および接触動作が、冷間設置から現実的なバラスト、負荷、中間、および高温の動作状態まで許容範囲内に維持されます。 Shanghai TOTEM Machinery Co., Ltd. は、船舶用シャフトおよびベアリング部品の製造および供給業者です。正確な中間シャフト、中間ベアリング、およびスラストベアリングコンポーネントは安定した設置ベースラインをサポートしますが、最終的なアライメントの受け入れは依然として船舶特有の船体の挙動、設置精度、潤滑、および動作検証に依存します。
船体偏向シャフトアライメントは、船体の構造変形がベアリングサポート位置、シャフト曲率、シャフトベアリング角度、船舶推進シャフトライン全体の荷重分布をどのように変化させるかを評価します。
貨物、バラスト、燃料、浮力の分布によって船舶の長手方向の曲がり状態が変化し、それによって個々の軸受基礎が相互に移動し、軸受荷重が再分散されることがあります。
ホットアライメントでは、機械、シャフト、ベアリング、基礎、および周囲の構造が通常の動作温度で熱膨張した後のシャフトラインの形状が考慮されます。
いいえ、軸受の反応は重要ですが、アライメントの品質を評価する際には、シャフト軸受の角度、圧力分布、エッジ荷重、潤滑状態、動作温度も考慮する必要があります。
大規模な構造修理、シャフトまたはベアリングの作業、持続的なベアリングの加熱、異常な振動、または特定の喫水や荷重条件に関連する異常が繰り返された場合には、アライメントを再評価する必要があります。
