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试析全回转舵桨推进装置轴系的安装过程

来源:用户上传      作者:徐志斌

摘 要:在21世纪初期大部分的内部河流运输小船进行作业,运用的是70年代的挂浆机。只有一种S195(8.8w)的机型安装在船的尾部挂机后面。随着时代的推移,船舶的吨位逐渐加大发展到需要采用更大数量级的推进机组,此时的挂浆机则显露出了其问题:倒车速度慢、航行安全风险大、噪声大、污染面积广泛的等。而全回转舵桨推进装置则很好的解决了这一问题。本文通过研究全回转舵桨推进装置的安装过程,从中探讨其中的心得与体验并给予相应的意见与建议。

关键词:全回转舵桨;曲折轴系;安装过程

中图分类号:U671.911 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)06-0102-02

0 引言

随着时代的发展,全回转舵桨已经活用于各个大型船舶中,在这种情况下我们不仅要严格保证船舶推进系统的安全运行,及时检查相关设备,以及配套零部件是否齐备。于此同时还要检查全回转舵桨推进装置的安装精度(其中包括質量、空间尺寸等)以及相应的许可证书等。负责相应安装的工程技术人员也必须熟练的掌握安装技术与工艺,同时还要积极的与供货商提供的现场服务工作人员相互交流,尤其是在技术层面要求较高的部分的交流。在安装前后要及时准确的对船体提供的安装基准进行检查,也可以在咨询了现场服务工作人员后再进行复查。

1 施工前期准备

1.1 安装条件

一般情况下船舶主要采用的是以两个主机作为主要推进动力,配合双轴系的传动方式。首先是相互对称,并且可以东西双向航行。这两台主机主要分别依靠高弹联轴节以及液压离合器、轴系装置推动整个全回转舵桨装置。与此同时每一根轴系又是由中间轴、轴承座以及万向节构成。

1.2 流程技术交流

针对此类全回转舵桨推进装置的工作特点,一定要做好安装人员与技术工作负责人之间的沟通工作,要进行多次的技术交流。对在安装过程中可能出现的问题要进行针对性讨论并多方面确认,同时制定出一系列的施工作业指导书。此外对进行施工工作的技术人员要进行技术知识、安全知识的培训,进行工艺技术交底。使其熟知相关轴系布置图、舵桨基座船体结构图、轴系安装图等图纸,并掌握舵桨装置设备和推进轴系安装工艺。严格按照施工作业指导书、双轴系安装作业操作书、舵桨基座机加工作业操作书,同时也要严格安装工艺流程进行施工:做好前期准备工作后,依据船体提供的基准进行第一次拉定位线,进行舵桨基座装焊、及舵桨基座机械加工,进行第二次拉定位线,确定舵桨装置和轴系设备安装空间位置,安装舵桨装置,最后进行推进轴系的安装。不可跳过某个步骤或是打乱步骤进行工作。

2 舵桨装置基座和轴系的安装

2.1 初拉线

轴系在安装之前需要由船体专业的工程技术人员依据设计院提出的工艺技术要求,确定轴系理论中心线,并给出轴系基准点。基准点的确认主要是由工厂的质检部门检验合格同意后再交轮机专业。轮机专业依据基准点在基准点靶心处穿入钢线,模拟轴系理论中心线。拉直钢丝线的主要方法可以采用吊重物的方法也可以运用螺纹拉紧法进行拉线。对钢丝线的要求是:钢丝线必须绷紧,且极其难以被扭曲,吊重物的重量要求在25kg左右。在上述工序完成后调整基准靶钢丝线的位置,确保钢丝线能够通过其双方基准点。与此同时,拉紧已经作为理论中心线的几根钢线。测量两方基准线之间的距离同时要保证轴线的左右偏差、两基准点偏差不超过1毫米。拉好线后开始安装中间轴承基座,并且确认中间轴承基座的位置。同样,中间轴承基座的上表面与理论轴系中心线的高度差应满足图纸工艺要求,偏差也不可以超过1毫米,如果超过了1毫米则需要重新确认中间轴承基座位置,并进行再次安装并检查。在所有的检查都符合要求后,在船体结构上做出基准点和基靶点的位置标记,为日后作精拉线做参考[1]。

2.2 精拉线

在初拉线工作结束后,把舵桨基座、中间轴承基座等进行装焊,焊接最好使用较小电流,以免因电流较大导致焊接物出现变形,一旦出现了问题或变形等要做到及时补救。并开始进行精拉线。按照初拉线所提供的位置标记来检验其空间位置是否精准。重新拉线,主要检测的轴线的倾斜角度,以及为主机垫块的厚度是否满足精拉线的要求。依据检测好的初拉线基准点来拉线,检测液压离合器、全回转装置等设备,是否满足图纸技术要求,处在相应的平面高度、准线基准、标记位置等,若是没有符合要求就再进行调整直至合格。提交船检部门检验,并认真做好记录。此时就可以根据精拉线所提供的定点标志来确定以螺旋孔为中心的机脚的相应的位置,拉线所校对精度的调整可以用固定垫片加以补偿。每一块固定垫片都有相应的编号,要求确定其编号以及厚度以免在配制调节垫片时出错,调节垫片配制用0.05毫米的塞尺来检查,是否出现超过0.05毫米的空隙差异,最准确的安装应该保证0.05毫米的塞尺塞不进。此外,轴承及轴承基座安装必须接受相应的工程技术人员的指导,严格遵循工程技术人员所制定的安装步骤。将轴承调定的轴向游隙量、配组轴承安装到位并应满足要求,并对轴承座进行相应的防护工作注入指定的润滑油、润滑脂。做好相应的记录,提交一份给该船的管理者,一份用以备案。

2.3 舵桨基座的安装以及舵桨装置安装

舵桨在安装时要严格按照图纸进行安装,按照之前确认好的中心线调整确认专用铣床的位置,要保证铣床与面艏之间的倾斜角度为3度,切记不要产生偏差,偏差超过0.083时就会导致整个主机的空间高度要向上或向下调整6毫米到7毫米。所以,为了保证铣床与面艏的倾斜角度能够精准的保持在3度,必须使用光学测量仪来进行测量,辅助定位铣床。与此同时,还要保证基座的理论高度和表面粗糙度等,用精密的铣床加工,不仅要认真仔细调整好铣刀盘,在运用进刀量来进行把控也将会非常困难:精准度也无法把握,其次对进刀量的控制也无法在铣床上轻易、方便的运用。且进刀加工直径长度的问题也会导致在进行加工时需要接刀换刀等,这无疑又带来了一个更大的麻烦。所以就要进行重复多次的试铣,来得到最为精准的接刀数据。在各项工作都验收检查合格之后,就可以开始进行全回转舵桨推进装置的安装。按照基座平面上的标记拉线,为基座提供的对称性检验,环氧垫块、调节垫片的厚度尺寸,清洁所需安装处的平面,装上“O”型圈,并按照图纸上的要求标记完成配钻孔、钻孔、铰孔和刮平面,完成后以300N·m为基础安装紧固螺栓加以固定[2]。

2.4 轴系的安装

轴系的安装是整个全回转舵桨推进装置安装过程中的重中之重,其质量的好坏,以及安装技术的高低都会直接影响到整个轴系运转,主机推进装置乃至整个船体运转的持久性与可靠性,而轴系安装工程对船舶的建造设计周期也会有很大的影响,现在在当前时代比较前沿的安装工艺手段就是曲折轴系的安装方法,即遵循从船尾向船首的顺序,以此为轴系安装工作的核心,在船首和船尾处分别设计成一个与水平面又8.8度和5.9度倾斜角,这种曲折轴系的中轴对称法与普通的传统意义上的对称法(如计算法、平轴法等)大有不同。其主要是运用万向联轴节的方法,并对万向联轴节在方向上进行各个范围的数据录入,但此类方法最主要的问题就是其精准度不够,在施工期间很有可能會使两轴呈现出弯曲变形的状态并给整个轴承增加负荷,为了能够保证施工进程且寻找到更为简单可靠的方法,则需要利用对心工装,来确保曲轴推进轴系的精准度[3]。

2.5 对心工装原理

曲折轴系安装在国内还并没有广泛的传播开来,而其对中方法也并不好找,但是我们可以通过传统意义上的轴系安装方式中寻找到曲折轴系安装的对中方法,这种方法就是对心工装法,这种方法不仅适用于曲折轴系安装中,同时也适用于传统意义上的轴系安装方法,能够大大的提高对中的精准度,同时还能够保证轴系安装的质量。对心工装的主要原理是运用一个与中间轴法兰同等的法兰来连节一个与自身完全同心且垂直的细轴,细轴的前端要保持为锥体由这两组法兰对接后形成的一对便是对心工装。

2.6 对心工装使用方法

根据两中间轴法兰之间的间距和角度,要做到调整好两个工装的法兰的中心,然后固定好在各自的中间轴法兰上,并用刀尺进行矫正。然后运用两锥心碰齐在中间轴承钻孔并拧紧螺栓,安装万向联轴节,符合万向联轴节测量标点数值,结果几乎完全符合。由此可见,对心工装方法非常的简便又精准。

3 舵桨的安装

要提前做螺母孔的位置样板,并根据定好的样板来划线钻孔,运用舵桨吊装,把舵桨自身的底座的十字线与船舶底座的十字线对正,同时清理船桨上的碎屑:船桨上的毛刺与铁屑碎渣等。再进行密封,安装好密封垫。运用塞尺来检查装配情况是否符合标准,塞尺的标准是0.02毫米,要做到无法塞入。如果塞入再进行调整,最后进行安装螺母的加紧固定,详细安装情况还要看舵桨厂商的设计图纸。

4 安装主机

提前钻好装配所需螺孔,要注意钻孔前应及时准确的校对主机机脚的实际尺寸和位置方位是否与图纸一致,然后主机进仓并调节使其精准就位,填装活塞,收紧安装螺母,同时测量柴机油机曲臂差,是否超过曲臂差规定要求,若存在了差异应重新调测。此处曲臂差的要求是不大于0.03毫米,但是靠近飞轮处可不大于0.05毫米。

5 安装铰配螺母

下水后需要重新检查安装校对整个轴系的安装情况,在确保准确无误后,安装所用的铰配螺母。并重复检测柴油机曲臂差,做好记录工作。

6 全回转装置安装及调试

检查全回转舵桨推进装置的中心线要与轴线垂直。船头船尾的舵线应保持互相平行。在确认舵基座无误后方可进行下一步工作。由船体进行焊接,焊接过程中要对焊接区加以预热,并保持焊接区域的温度保持在150摄氏度。在焊接过程中还要不断的测量全回转船舵的中心与轴线的中心偏移,并通过调整焊接的顺序来控制中心的偏移。对偏移量的要求是不垂直度要在2毫米以内。此外,全回转装置的安装,必须严格按照舵桨生产厂商所提供的设计图纸与说明书进行操作,安装工程技术人员需仔细阅读其中的内容。全回转装置吊装后必须要检测两法兰之间的间隔,需用塞尺进行测量,必须保证0.05毫米的塞尺无法插入。同时还要注意整个装置的密封情况,注意密封圈的安装不可以有损伤,螺栓孔必须与现场实物轴承座、舵桨装置等进行比对(以现场实物轴承座、舵桨装置等为基础比对)。要进行旋转实验,全回转舵桨进行旋转实验,要保证其能灵活转动,并且能够旋转到360度且无卡顿、卡壳现象,完成后方可交付给船舶管理人员、船东等人进行船检。

7 结语

随着时代的发展,我国的全回转舵桨推进装置轴系,也将逐步发展到了一定的地位,但是在世界上我们的船舶推进轴系安装工程还是有许多不足的地方。希望本文研究能够给未来船舶的推进装置领域发展起到部分帮助与推进作用。

参考文献

[1] 王勇.焊接式全回转舵桨安装要点介绍[J].科技资讯,2019(11):70-71.

[2] 姜天枢.浅谈工业压缩机轴系仪表的安装与维护[J].设备管理与维修,2019(12):159-160.

[3] 王晓东,胡华.全回转舵桨推进装置轴系的安装过程探讨[J].中国高新科技,2018(15):110-112.


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