钢质海船主机轴系-舵系工程的工艺及精度控制

钢质海船主机轴系\舵系工程的工艺及精度控制

摘要：

本篇主要介绍钢质海船在船台建造周期，主机初定位以及轴舵系主要零部件定位和机加工的工艺控制要点。

关键词：理论中心线、主机轴系定位、镗孔、环氧浇注、焊接、温度、变形

1概述

船舶主机轴系，舵系定位是在船台阶段轴线确认以后对主机座进行划线定位并钻孔，对尾轴管定位焊接镗孔或环氧树脂浇注安装，对舵系轴承座进行镗孔或环氧树脂浇注的定位工作。主机轴系定位是一项要求非常严格的工作，容不得半点的马虎，否则将造成船下水主机定位后地脚螺栓无法安装等难以弥补的后果。假如因为某种原因造成主机、轴系对中后发现主机座或预钻孔定位严重偏差，损失和影响将会是极其惨重的。近年来，在对本船厂12600DWT、32500 DWT、17 000 DWT等系列船的建造当中，关于主机的定位虽然方法采用得当，几乎没有重大损失，但还是存在一些问题，定位有偏差，最后通过主机与主机座相对位置的调整、利用轴系定位合理偏差，改变环氧垫块高度等方法进行处理。而在码头的轴系对中过程中，也同样发现了几艘船的中间轴承座位置偏差较大，不得不割出后安实际中间轴的位置重新定位。为什么会出现类似的问题呢?下面分析了影响定位精度的主要原因以及正确把握精度控制的要点。

2主机定位精度的控制

影响船舶主机轴系，舵系定位精度的因素很多，我们不能忽略任何一个质量控制点。从近年来各船舶定位偏差的原因分析与总结来看，主要包括拉钢丝线方法、照光法等测量工具的使用过程产生的误差、舵系轴承孔镗孔及测量过程产生的误差，尾管环氧浇注定位的精度、轴舵系零件加工的精度、主机座面板预钻孔的精度、环境温度的变化、船体结构装配特别是尾部分段的装配和焊接产生的变形及安装精度等多方面的因素。

2.1 测量工具、方法的正确使用

就我们船厂而言主机座定位的主要工具是钢丝、长拉尺、长钢尺、线锤、画针、冲头、手锤、大圆规、线等，别看这些常用工具操作简单，往往偏差就从其

中产生。在主机面板画线用的线锤、冲头、圆规、钢尺的使用要注意诀窍：线不能太粗；冲头要垂直打，且要分两次打；画针与钢尺的角度要注意；圆规的两个脚要垂直画出；主机定位画线完后要通过测量对角线是否相等来进行校验(最大偏差不能大于2mm)等等。另外还要重视测量工具、测量方法所带来的累积误差。

图1主机轴系，舵系定位拉线图

2.2尾管环氧树脂浇注定位及舵系镗孔精度的控制

尾管环氧浇注定位精度直接影响到主机定位安装的位置：

1)尾管前端面距机舱后舱壁距离应重点保证。从图1可见，主机定位的起点是尾管前端面，并且因为主机定位工作通常在尾管环氧浇注后，因此尾轴管的前后位置直接确定了主机的前后位置，环氧浇注前必须严格按拉线数据和图纸尺寸来调整。

2)确保尾管中心线要与理论中心线一致。主机、轴系对中是从尾管开始的，如果尾轴管中心线偏移意味着整条轴系与主机都要跟着偏移，这样也是造成主机安装错位的重要原因。

3)要尽量避免环境温度变化给尾轴管及舵系轴承座定位精度带来的影响，白天太阳日照左舷或者右舷一边会引起船体变形，导致船体舯线的变形或者扭曲，为了避开温度变化带来的影响，轴舵系中心线及尾轴管定位应在夜间或阴雨天进行。

4)根据工艺要求，理论中心线与实际钢丝中心线存在挠度偏差，钢丝挠度的计算按下列公式

Y=Q*X*（L-X）/（0.99*2T）mm

式中Y 钢丝在测量点处的挠度mm

Q钢丝单位长度的重量N/M

X所求挠度处到基准点的距离m

L首尾基准点之间的距离m

T拉紧钢丝的拉力（约等于钢丝抗拉强度的75%）9.8N

0.99 修正系数

一般采用0.5mm钢丝，拉紧力T采用挂25Kg重物，单位长度重量由查表所得为15.7

5)轴舵系中心线在检查完毕后及时用临时锁紧螺栓定位好尾轴管，当晚浇注环氧，按中心线在舵系轴承座上划出镗削圆和校对圆，确保实际中心线与理论中心线的一致性。

2.3轴系加工精度的控制

1)尾轴的加工精度

尾轴的加工精度控制注意两个问题：第一，尾轴加工的总长要严格控制，尾轴的长度偏差直接影响到主机安装纵向的偏移，主机相应要跟着向首或尾移位；第二，尾轴与螺旋桨的拂配精度控制更为重要，拂配的前后位置要认真把握，拂配面的接触情况也要符合要求。如果拂配位置向前或者向后偏了，同样也意味着轴系、主机的纵向安装位置全部跟着相应改变了，因此拂配时必须考虑螺旋桨安装时的压入量。总之，要重点关注螺旋桨压装后桨毂前端面到尾轴前法兰或可拆联轴节法兰前端面的实际距离，并将之与图纸对比后，对主机第一个螺栓孔进行修正，确保桨毂前端面到尾轴管后端面的距离与图纸相吻合。

2)中间轴的加工精度

中间轴的加工精度主要是长度的控制和轴承档位置的控制，中间轴的长短偏差同样体现在主机安装的前后偏差和中间轴承座的定位。

3舵系轴承座定位要点

3.1首先对舵系中心线确定以后进行镗孔的过程提出控制要点，镗排的能力应该对下舵轴承，挂舵臂以及上舵轴承座进行统一镗削，即在镗杆对好刀后中途不应移位，三个轴承座一起镗出，确保三个轴承镗削完毕后的同心度。因为如果镗排能力有限，采用分开镗的工艺，将很难确保舵系轴承的同心度，如果严重偏差将导致舵叶安装完毕后无法转动，甚至无法安装，带来的后果往往也是相当严重的。

3.2除了舵系中心线找中镗孔以外，各轴承座、挂舵臂，上舵承座以及舵机座的高度确定也是非常重要，在对船厂几年的建造过程进行统计后发现，上舵承座高度偏差引发的舵机座和上舵承座割下重新定位的质量事故也是相当频繁，对此以下专门进行对舵系轴承座及舵机座高度定位要点的分析。