液压拉伸紧配螺栓在船舶轴系的使用
液压装置原理在船上的应用
液压装置原理在船上的应用1. 引言液压装置是一种利用液体传递能量的工作原理，在船舶工程中具有广泛的应用。
通过利用液体的不可压缩性和传递力的特性，液压装置可以实现各种船舶工作过程中的动力传递、控制和操作。
本文将介绍液压装置在船上的原理和应用。
2. 液压装置原理液压装置的工作原理是基于液体的不可压缩性。
液压装置将液体从一个位置传输到另一个位置，实现力的传递和动力的控制。
主要包括以下几个基本组成部件：2.1 液体媒介液压装置中使用的液体通常是油，具有良好的润滑性和密封性能。
油液通过泵送、输送和控制来传递力和实现机械的工作。
2.2 液压泵液压泵是液压装置的动力源，通过机械能将液体压缩并推送到系统中。
液压泵可以分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等类型，根据具体应用的需要选择合适的泵。
2.3 液压缸液压缸是液压装置中的执行部件，通过液体的压力将机械能转化为力，推动船舶各个部件的运动。
液压缸通常由缸筒、活塞和密封件组成。
2.4 液压阀液压阀是液压装置中的控制部件，用于控制液体的流向、流量和压力。
常见的液压阀有换向阀、节流阀、溢流阀等，通过控制液压阀的开关和调节来实现对液压装置的控制。
3. 液压装置在船上的应用液压装置在船舶工程中有广泛应用，涵盖了船舶各个系统和设备的动力传输、控制和操作。
以下是液压装置在船上常见的应用场景：3.1 舵机系统舵机系统是船舶控制系统中的重要组成部分，通过液压装置实现舵盘的转动。
液压装置通过液压泵提供动力，推动液压缸来转动舵盘，从而控制船舶的方向。
3.2 起重设备在船舶的起重设备中，液压装置被广泛应用于起重机、绞车和船舶各个舱口的开闭装置。
液压装置提供了强大的力量和精确的控制，能够满足各种起重操作的需求。
3.3 舱门系统在船舶的舱门系统中，液压装置用于控制舱门的开启和关闭。
通过控制液压阀和液压缸的工作，舱门可以快速、平稳地打开或关闭，确保船舶的密封性和安全性。
3.4 自动控制系统液压装置在船舶的自动控制系统中起着关键作用。
舰船轴系用高强度液压紧配螺栓研究的技术进展
维普资讯
第 ２卷 第 ２期 ２０ ０ ７年 ４月
中
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舰船轴 系用高强度液压紧配螺栓研究 的技术进 展
黄冰阳 陈 奇
（ 哈尔滨 工程 大学轮 机工 程 系 ， 黑龙 江 哈 尔 滨 １０ ０ ） ５ ０ １
成 。它利用 过盈 紧配合 的轴 向力使 得法兰 面产 生 摩擦 力传力 ， 以其 扭 矩 的 传递 是 通 过 两 方 面来 所 实现 的 ， 一是 依 靠螺 栓 在 螺孔 中 的膨胀 所 产 生 的
船舶轮机设备安装通用检验规程
船舶轮机设备安装通用检验规程1目的为了更好地规范轮机安装作业需求，使现场施工有标准可依，检验有依据可查，特制订本检验规程。
2范围本规程规定了船舶主机、轴系、舵系、辅机、甲板机械、侧推装置等设备的安装和验收要求。
3参考标准相关造船质量标准及规范。
4检验规程4.1轴系4.1.1照光或拉线确定轴系中心线利用给定的船体艏艉基准点，采用轴系照光或拉线的方法来确定轴系中心线。
4.1.1.1轴系照光或拉线的条件（1）要求在不受阳光曝晒及温度急剧变化的情况下进行，一般在晚间或阴天，以避免船体变形影响轴系中心线的准确性。
（2）要求机舱前隔壁以后，上至舵机平台以下的船体分段装配、焊接、火工矫正等船体工事基本结束，主甲板分段就位，机舱前舱壁向船首的一条环形焊缝全部焊接结束。
（3）发电机组及其它主要设备进舱结束或用同等重量的物体压载。
（4）机舱前隔壁以后的船体垫墩、支柱要合理牢固，不许任意移动。
（5）轴系艏、艉基点的设置必须牢固可靠。
基点的支座应使用宽度为320mm的槽钢，侧向及纵向用适当的角钢拉紧。
要求焊接牢固、稳定可靠并确认无误。
同时舵系的上下基点也应确认无误。
（6）停止振动及有严重噪音干扰的工作。
4.1.1.2用照光或拉线的方法确定轴系中心（1）照光确定轴系中心线：将照光仪（准直望远镜）置于船的艏（艉）基点位置上，使照光仪的光束重合于艏艉两基准点的中心。
在艉轴管的前、后端各设一个光靶，调整光靶中心，使其与光束重合。
（2）拉线确定轴系中心线：通过艏、艉基准点拉钢丝线。
4.1.1.3照光或拉线需检查的项目（1）舵系中心线与轴系中心线偏差值，允许偏差按公式（2）计算。
（2）主机基座面板上平面距轴系中心线高度，允许偏差为±10mm。
（3）主机基座面板内边每侧距轴系中心线距离，允许偏差为±5mm。
（4）中间轴承或齿轮箱等基座面板顶面距轴系中心线高度，允许偏差为±10mm。
（5）中间轴承或齿轮箱等基座面板宽度中心与轴系中心线的偏差，允差为±10mm。
浅谈液压推进在船舶中的使用
浅谈液压推进在船舶中的使用作者：龚厚宽来源：《大东方》2016年第06期现代船舶逐渐向大型化、专业化、高速化方向发展，传统的船舶推进方式——柴油机直接推进逐渐表现出一些不适应。
为此，探寻机动性能良好、综合性能优良的推进方式来迎合现代船舶发展的要求已势在必行。
随着各种先进技术的发展，电子、磁流体等技术已经应用于船舶推进装置中，先后出现了电力推进、超导电磁推进、喷水推进等推进方式。
这些推进方式相对于柴油机直接推进方式各有优点，但都存在不足。
本人在分析各种推进方式的优缺点的基础上，结合液压传动技术在船舶中的应用，提出了一种新的推进方式——船舶综合液压推进，说明其优点。
一、现有推进方式及其特点比较现代船舶所应用的推进方式主要有四种：柴油机直接推进、电力推进、超导电磁推进和喷水推进。
这些推进方式的特点如下：柴油机直接推进虽然结构简单，控制方便，但其推进装置功率体积比过大，并且其主机、轴和推进器要求在同一高度，有效舱容小；电力推进似乎是目前最理想的推进方式，但由于其主要元件物理特性的限制，增大船舶功率比较困难；喷水推进与磁流体推进尚在研究阶段，仍有许多问题需要研究解决。
二、船舶综合液压推进船舶液压推进是通过双向变量液压泵来调节螺旋桨的转速与方向，进而实现船舶前进、后退、变速等动作液压泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。
它的功能是把动力机（如电动机和内燃机等）的机械能转换成液体的压力能。
输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。
液压系统中常用的泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。
齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。
叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。
这种泵流量均匀，运转平稳，噪音小，工作压力和容积效率比齿轮泵高，结构比齿轮泵复杂。
柱塞泵：容积效率高，泄漏小，可在高压下工作，大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高，价格贵，对油的清洁度要求高。
船舶轴系浅谈分解
艉柱 鱼网刀
中间轴法兰 螺栓
中间轴承
将军帽 大螺母
防绳罩
首尾密封 白钢套
推力轴承
首尾白合金轴承
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船舶主推进系统轴系示意图
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2.1.直接传动，在主机与螺旋桨之间，除了传动轴系之外，别无其他传动功率的设
备，这一传动型式，我们称之谓直接传动。
直接传动的特点：传动效率高，经济性好。
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OK-HB联轴节主要是由两只高强度优质钢的套子组成，一个薄壁的内套和一个厚壁的外套。薄壁内 套的外表面有轻微的锥度，其锥度与外套内孔的锥度一致。内套的内孔直径比轴的直径稍大一点，可 以在拆装时使轴能容易地通过。另外螺在内套小端的大螺母及油封和内外套组成一个密封腔室。 原理 密封腔室如果压进液压油，将推动外套与内套做相对运动，由于内外套的配合面的锥形，所以它 们轴向相对移动产生了径向的相互作用，使内套直径缩小（受压缩），外套直径变大，内套直径缩小 结果使其与轴产生过盈，同样内外套的配合也产生了过盈。 在装配过程中为了减少内外套轴向相对移动时的摩擦阻力，利用高压油作用到内外套的配合锥面 上，使配合面产生了一层薄油膜克服摩擦作用，当外套直径达到正确的位置时，径向油泵减压泄油， 使得内外套之间保持正常的摩擦作用。外套接触面的锥度在1:80左右，远远小于它们之间静摩擦角， 加上安装至设计位置，内、外套之间、内套与轴之间有很大的过盈应力作用，在轴系运转时，产生的 摩擦力足以用来传递扭矩或克服拉力作用，而不产生滑动，使联轴节实现其功能。 拆OK-HB联轴节时是很简单的。高压油注压进联轴节内外套之间，减少了摩擦作用，且由于锥面的 因素，高压油作用在外套上有一个轴向分力，导致外套从锥面下滑；而轴向液压单元产生的作用力是 上面轴向分力的平衡力，通过控制油腔放油速度，来控制外套的下滑速度，防止其滑得过快。 下图为拆卸原理图
船用液压拉伸器的使用与管理
一液压拉伸器工作原理液压拉伸器结构示意见图1。
从进油口（8）向液压油缸（3）内泵入一定压力的液压油，活塞（5）受向上液压力，活塞上移，把固定在活塞（5）上的螺杆（1）拉长，使螺帽（2）与机体间存在一定的间隙，因而螺帽不受力，从而轻松地旋动该螺帽。
螺杆所受的拉伸力 F = pS 式中：p 为液压力；S 为油缸受压面积。
图1 液压拉伸器结构示意二拉伸器的返回角在拆除螺帽时，液压拉伸器活塞先旋紧在螺杆上，然后返回一定的角度。
1.最小返回角螺帽上紧在机体上时，螺杆受拉力F迫使螺杆存在一定的拉伸量L。
在拉伸器液压力作用下松动螺帽后，拉伸器释放液压力，螺杆不受力，恢复到原始长度。
如果拉伸器没有返回角，那么就会使拉伸器油缸通过套筒压紧在机体上，使得拉伸器活塞无法从螺杆上拆下。
因此，上紧拉伸器活塞后必须返回一定的角度。
2.返回角的计算返回角的大小取决于该螺杆在上紧状态下的伸长量。
假设该螺杆上紧状态的伸长量是L，而螺杆的螺距是H，那么最小返回角α = 360L/H。
一般情况下，设备说明书上会标注L，而H可以在现场测量，因此，可以轻松计算出该液压拉伸器的最小返回角。
该最小返回角其实就是螺帽从自由状态（随手上紧状态）到最终上紧状态的角度，称为“螺钉上紧角度φ”。
φ 即为液压拉伸器的最小返回角α，有的设备说明书上会直接标注φ的大小。
如果说明书上查不到相关数据，那么用自由状态下和上紧状态下的螺杆对比测量后也能得出螺杆伸长量L；再测量螺距H，同样可以计算出最小返回角α。
3.实际返回角在操作中，液压拉伸器的实际返回角β稍大于最小返回角α。
若β太小，则释压后液压拉伸器将咬死在螺杆上。
这是因为此时螺帽已经松动不受力，螺杆的拉力将通过套筒转到液压拉伸器上，使液压拉伸器难以拆下。
若β太大，液压拉伸器活塞的行程将超出设计的最大行程，非但不能松动螺钉，反而将造成液压拉伸器内活塞密封令弹出，液压油从活塞令处飙出，液压拉伸器损坏，影响正常的检修工作。
10液压拉伸器的使用.
10、液压拉伸器的使用和管理镜号景别技巧画面内容解说词素材音效长度（秒）1全景移动字幕：十、液压拉伸器器的使用和管理2近景拉动实物配合动画螺栓液压拉伸器简称液压拉伸器，在船舶中广泛应用于柴油机螺杆螺母、连杆螺母、排气阀固定螺母以及地脚螺母的拆装。
它借助超高压液压泵提供的液压源，根据材料的抗拉强度、屈服系数和伸长率决定拉伸力，利用超高压油泵产生的伸张力，使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长，螺栓直径轻微变形，从而使螺母易于旋入，当超高油压泄压后，螺杆恢复变形，在连杆和螺母内应力作用下，连接件被牢牢紧固在一起。
同样的原理液压拉伸器可用于螺母的拆卸。
液压拉伸器最大的优点可以使多个螺栓同时被定值紧固和拆卸，布力均匀，是一个安全、高效、快捷的工具是紧固和拆卸各种规格的螺栓的最佳途径。
3全景移动实物配合动画液压拉伸器一般由液压泵、高压软管、分配器和拉伸器（含定距环）组成。
其中液压泵为动力源，船上常见有空气动力液压泵和手动液压泵两种；高压软管联接液压泵和拉伸体，分配器可以使液压油同时连接到多个拉伸器。
拉伸器是实现螺栓拉伸的执行元件。
主要由活塞缸、活塞、定距环、油管快速接头和放气螺钉成。
下面以拆卸为例说明其工作原理。
工作时，动力源输出的高压油经高压软管输送至活塞缸，在压力作用下活塞缸中的活塞上移。
活塞中心孔螺纹与工作螺栓螺纹联接，从而拉长工作螺栓，使螺栓伸长达到所要求的变形量，然后用拨杆旋松螺母，最后卸放掉活塞缸中油压，虽然工作螺栓在应力作用下恢复变形，但由于螺母旋松量大于螺栓拉长量，所以拆除液压拉伸器后，螺母可以轻松用手旋出。
4近景移动字幕：1、液压拉伸器使用1、液压拉伸器的使用下面我们以拆除柴油机排气阀螺栓螺母为例，介绍采用手动液压泵的液压拉伸器的具体使用方法。
5近景跟随先拆除螺母保护罩，把定距环套在螺母外面，将拉伸器缸体拧到气阀螺栓的连接螺纹上，旋入液压缸体直到拉伸器缸体和定距环上表面后，在回旋半圈左右，以防止油缸泄压后液压缸体和定距环锁死。
船舶轴系螺栓连接技术简述
船舶轴系螺栓连接技术简述轴系是船舶推进装置中的一个重要的组成部分。
一般来说，为了加工、制造、运输、及拆装的方便，往往将轴系分成许多段，然后用联轴器连接起来，形成一个整体。
联轴器性能的好坏又与它连接的螺栓有很密切的关系，所以选择合适的螺栓连接方式是非常必要的。
一般轴系常用螺栓有普通螺栓（非紧配螺栓）和紧配螺栓两种形式。
普通螺栓是通过预紧力来防止联轴节法兰的相对滑动和运动。
在传递扭矩时，预紧力转化为摩擦力，但传递的扭矩应不大于法兰平面间摩擦力产生的扭矩，否则会产生打滑现象。
摩擦力大小则是由预紧力决定的，螺栓的预紧力越大，法兰平面间的摩擦扭矩越大，对螺栓产生的拉应力也越大。
因此，普通螺栓传递扭矩主要是承受拉应力，而且拉应力不应超过螺栓材料的许用拉应力。
采用普通螺栓连接时，法兰上的螺栓孔直径一般会比螺栓的螺杆部分直径大0.5-1mm。
普通螺栓直径的计算可参照CCS出版的《海上高速船入级与建造规范》，螺d应不小于下式计算值：栓的螺纹根部直径nd=nN---- 轴传递的额定功率；式中：en---- 轴传递N e时的转速；eZ ---- 螺栓数目；D ---- 螺栓孔的节圆直径；σ---- 螺栓材料的抗拉强度。
b关于螺栓的拧紧力矩和预紧力计算可参照下式：拧紧力矩Mt＝K×P0×d×10－3 N.mK:拧紧力系数 d ：螺纹公称直径 P 0：预紧力预紧力 P 0＝σ0×AsAs ＝π×ds 2/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径（ As 也可由查表得出） ds ＝（d2＋d3）/2，d3= d1－H/6，H ：螺纹牙的公称工作高度σ0 ＝（0.5～0.7）σs σs ――――螺栓材料的屈服极限N/mm2（螺栓预紧力就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。
）紧配螺栓又可分为铰制孔紧配螺栓和液压紧配螺栓，目前船舶轴系上更多使用的是铰制孔紧配螺栓。
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广船科技
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社会要发展，生产力的不断提高是社会 发展的关键。采用先进的生产技术，是造船 行业提高效率、 降低成本的必由之路。 在船厂的各种大型主要设备的安装过程 中， 技术人员广泛地使用了紧配螺栓， 如主机 齿轮箱、 锚机、 舵机的地脚螺栓， 轴系法兰的 联接螺栓等。本文主要是介绍用在轴系法兰 联接的液压拉伸紧配螺栓。 液压拉伸紧配螺栓 在国外多年前已广泛 地使用，我公司在几年前从国外引入使用。 液压拉伸紧配螺栓， 顾名思义， 该螺栓在使用 时，通过液压膨胀力对螺栓进行径向膨胀和 轴向拉伸作用，以达到螺栓与孔的紧配合和 螺栓的紧固。
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液压拉伸紧配螺栓的组成
液压拉伸紧配螺栓主体一共由三部分组
成： 螺栓本体、 中间锥套、 螺母。 # 5 $ 螺栓本体， 其实是根双头螺柱， 但在 设计方面又与普通螺柱有较大的区别。它两 端也是螺纹， 而中部是轴向带斜度的圆锥体； 锥体表有深约 5 66 的半圆状油槽，油槽呈 螺纹状分布在锥面上，油槽离锥体两端一定 距离处又以圆环状封闭槽结束。螺栓轴线中 心的一端有一个油孔，该油孔往螺栓中部延 伸，并在螺栓中部又通过一个径向油孔与上 述封闭圆环状油槽相接。 # 7 $ 中间锥套， 是一个外表面呈圆柱状、 !"
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液压拉伸紧配螺栓的设计理念
液压拉伸紧配螺栓，由螺栓中部锥体与
中间锥套配合，通过轴向液压膨胀力将螺柱 向小锥端拉紧，而中间锥套由于中部受螺栓 挤胀， 使筒套在径向产生膨胀作用。 筒套在其 材料允许弹性变形范围内，充分膨胀至其外 圆表面与螺栓孔内表面接触并胀紧，使其达 到与普通紧配螺栓通过过盈配合产生的同等 效果。 而螺母的紧固， 则是利用工具通过液压 膨胀力将螺栓在轴向上、在螺柱材料允许弹 性变形的范围内拉伸后，将螺栓两端螺母扳 紧。 在撤消对螺栓的液压膨胀后， 螺栓在轴向 的弹性回复力作用下，使螺母有了一个相对 的拉伸固力， 螺母就这样上紧了。
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螺栓使用的优胜之处是装拆方便，可重复使 用， 对孔以及螺栓本身不造成伤害。 传统的紧配螺栓与孔之间往往是过盈配 合或过渡配合。 螺栓安装前需作冷冻处理， 使 螺栓收缩， 以便于螺栓放入螺栓孔内。 随着温 度回升， 螺栓膨胀， 其配合处， 便与孔膨紧， 然 后用扭力扳手将螺母拧紧就可以了。如果设
"
推广
虽然我公司使用液压拉伸紧配螺栓的时
!
比较
与传统的紧配螺栓比较，液压拉伸紧配
间不长， 而且也只是局限于某些范围， 但从使 用效果反应，设计部门与施工部门对其均有 不错的评价，液压拉伸紧配螺栓其固有的优 点， 既可简化工厂的工艺， 在一定程度上缩短 生产周期。 在大力提倡科学造船的今天， 若能 较好地推广使用这种新技术，相信有助于提 高业内的生产效率和生产质量。
备出现维修或该紧配螺栓需作临时拆卸时， 传统的紧配螺栓的缺点就暴露出来。 首先， 螺 栓的拆卸不便，必须制作特殊工具或以敲击 方式将其从孔中取出来， 过程缓慢； 其次， 多 数被取出的螺栓的紧配合面和孔的紧配合面 往往会有磨损，甚至因为拆卸过程的摩擦而 将配合面烧坏。 这种情况下， 孔的内表面就需 要重新加工，螺栓也会就此报废而需重新制 作。 液压拉伸紧配螺栓的设计使用刚好克服 了上述的弊端。虽然液压拉伸紧配螺栓在工 作情况下是呈紧配状态， 但在自由状态下， 中 间锥套的外径是比配合孔的内径小的，故螺 栓连筒套并不需要作任何额外的处理便可轻 易放到孔里。 而整个装配过程， 两个工人仅需 要花约 * 分钟便可轻松完成一套螺栓组件。 至于拆卸方面，两个工人也只需花几分钟即 可拆卸完一套螺栓组件，对螺栓和孔均无任 何损伤。
液压拉伸紧配螺栓的使用
杜冬海
# 广船国际技术中心 $
摘
要：近年在轮机方面逐渐采用液压拉伸紧配螺栓代替传统的冷冻式紧配螺 液压拉伸 内表面带锥度的筒套。筒套的长度比螺栓中 部圆锥体销短， 而内表面锥度与其相同。 # ! $ 螺母， 是径向带孔的圆螺母。
栓。本文针对液压拉伸紧配螺栓的设计理念、 使用、 优点等方面作了分析和介绍。 关键词： 紧配螺栓
杜冬海： 液压拉伸紧配螺栓的使用
加工。而船厂为保证螺母与法兰接触面贴合 得好，通常会在法兰上刮平螺母的安装位 置。 这样， 螺栓组件安装前的准备工作就完成 了。 考虑到受力均匀，螺栓在同一法兰上一 般呈对角两两装配次序进行。液压拉伸紧配 螺栓的装配通常按以下步骤进行： ’ & ) 将螺栓和中间锥套按配合方向一起 放进螺栓孔，此过程螺与筒套不需作冷冻处 理； ’ # ) 参照制造商提供的预紧力， 用液压工 具， 将中间锥套拉到位以及膨紧； ’ ! ) 将螺栓两端螺母旋入， 并用扳手上紧； ’ % ) 在中间锥套厚端所在的螺栓螺纹上， 用液压工具将螺栓拉伸 ’ 拉伸力的大小参考 制造商提供的参数 ) ， 然后将此端的螺母再次 扳紧。 将所有工具拆除后， 由于受螺栓弹性变 量回复力的作用，两端螺母向螺栓中部受力 拉紧，与普通螺母用扭力扳手扳紧原理相 仿。液压拉伸紧配螺栓的拆卸程序与装配程 序相反。
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液压拉伸紧配螺栓的应用
液压拉伸紧配螺栓一般是外购，但其使
用参数通常由船厂或设计院向螺栓制造商提 供，如传递扭矩、螺栓分布数量、节圆直径 等。 考虑到螺栓的安装配合质量， 一般轴系法 兰的螺栓孔内径会留有约 7 66 加工余量， 而螺栓的中间锥套其外圆直径也会留有约 7 船 66 的余量。船厂将螺栓孔精加工完毕后， 厂便根据螺栓制造商提供的加工数据 # 一般 可在工作资料中查到 $ ， 对中间锥套外圆作精