偏心全回轉(zhuǎn)舵槳裝置基座的制作

摘要：該文主要從材料選取、冷加工、精度要求、防止焊接變形等方面介紹了海洋工程供應(yīng)船偏心全回轉(zhuǎn)舵槳裝置基座的制作。

關(guān)鍵詞：舵槳基座制作；材料利用率；焊接變形控制；面板平整度；冷加工精度

中圖分類號：U671.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Eccentric rotary steering oar device base production

WAN Liangping

( Guangxin ShipbuildingHeavy Industry Co.Ltd， Zhongshan 528437 )

Abstract: In this paper， from the selection of materials， cold working， precision requirements， prevent the welding deformation， etc， introduces the ocean engineering tender eccentric rotary steering oar equipment production base.

Key words: The rudder blade base production; Material utilization; The welding deformation control; The panel flatness; Barrel cold working precision

1前言

隨著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及各國對能源的需求，近年來海洋工程供應(yīng)船也呈現(xiàn)逐年增加的勢頭，推進(jìn)方式也由傳統(tǒng)的尾軸導(dǎo)流管式向全回轉(zhuǎn)式發(fā)展。因此，制作合格的全回轉(zhuǎn)舵槳基座也就成為海工船制作單位的一個課題。下面就我司承接的70 m 海洋工程供應(yīng)船偏心全回轉(zhuǎn)舵槳裝置（如圖1所示）基座的制作過程進(jìn)行闡述。

圖1偏心全回轉(zhuǎn)舵槳裝置圖

2材料的選取

由于基座面板加工完成后是一個偏心圓平面，外圓的直徑為oslash;4 580 mm，內(nèi)圓的直徑為oslash;2 650 mm，加工后的厚度為50 mm。從基座整體制作變形控制及基座加工要求兩方面考慮，面板的材料選用60 mm的板材，筒體和肘板的材料選用為30 mm的板材，材質(zhì)為ABS-A。

3基座面板的制作

（1）為保證基座面板拼裝精度，減少大的焊接變形，將整個基座面板分成三等份下料，合攏口位置開好X型坡口。同時，為保證內(nèi)、外圓平面的圓度要求，下料時內(nèi)、外圓都預(yù)留3~5 mm的加工余量，以便于基座整體焊接結(jié)束后通過機加工工裝的二次加工，達(dá)到設(shè)計要求。基座平面劃分位置及坡口形式，見圖2；

（2）在制作場地劃好地樣線，按胎架圖制作胎架，將基座面板的上表面朝上分別放于胎架上，按地樣線拼接成圓環(huán)，先焊接上表面坡口部分，然后將整個基座面板翻身，用碳弧氣刨對焊縫清根，再焊接下表面坡口部分。所有焊接結(jié)束后應(yīng)對焊接接口進(jìn)行退火處理（退火溫度控制在80 oC~120 oC，范圍在焊縫左右100 mm內(nèi)），最后通過工裝機械壓平并提交焊縫和平面度報驗，平面度必須≤２ｍｍ，報驗合格后打上前后左右及圓心十字線洋沖標(biāo)志，在下平面劃出內(nèi)外筒體及肘板安裝線、螺栓孔中心線，以便于后續(xù)步驟中的鉆孔和筒體、肘板定位操作。

圖2 基座平面劃分及坡口形式圖

4內(nèi)、外筒體的制作

（1）外筒體由于外側(cè)直徑達(dá)4 250 mm，委外加工后運輸不方便，同時為避免肘板件號4、13、12與外筒體內(nèi)側(cè)無法施焊，將整個外筒體分為六件按同一弧度加工并在筒體對接處及筒體與面板連接處開好雙面坡口回廠（其中件號4~13、13~12二件在筒體對接處及筒體與面板連接處開外側(cè)單面坡口，其它位置開雙面X型坡口，見圖3）。筒體用三芯輥加工時，注意調(diào)節(jié)好下滾筒的水平，避免加工板材受力不均。外筒體板回廠后，應(yīng)逐塊檢查加工精度和坡口形式是否符合要求;

圖3坡口形式圖

（2）內(nèi)筒體外側(cè)直徑為2970mm，由于無死焊位置，因此內(nèi)筒體用一塊板按弧度加工好回廠。并在筒體對接處及筒體與面板連接處開好雙面坡口回廠，內(nèi)筒體加工回廠后應(yīng)檢查加工精度和坡口形式是否符合要求;

（3）按內(nèi)筒體內(nèi)側(cè)弧度先制作2~3塊胎膜板，在平臺或胎架上劃好內(nèi)筒體的拼接地樣線，制作內(nèi)筒體拼接胎架并安裝胎膜板，完成后焊接內(nèi)筒體板（拼裝時注意將焊縫接口錯開法蘭螺栓孔的位置并在外側(cè)加裝馬板）。焊后應(yīng)測量內(nèi)筒體的內(nèi)直徑（直徑為2910mm，允許誤差為0~+3 mm）；

（4） 將拼接合格的基座平面上口朝下放于胎架上并點焊固定，用測量儀器按先前的十字線標(biāo)記找出內(nèi)、外筒體的圓心，分別畫出內(nèi)筒體安裝線及螺栓連接位置的機加工線，以及外筒體安裝線、螺栓連接位置的機加工線，十塊肘板安裝位置線；

（5）將內(nèi)筒體（同胎膜板）及肘板分別按安裝線定位，檢查內(nèi)筒體及肘板的安裝垂直度，合格后按外筒體的內(nèi)側(cè)圓弧制作2~3塊內(nèi)模板，在肘板間分段安裝。檢查內(nèi)模板與安裝線的重合度，合格后分別安裝外筒體板；

（6）外筒體板定位后，可進(jìn)行焊接，焊接順序按圖4所示順序焊接。為減少因大量焊接產(chǎn)生的變形影響內(nèi)、外筒體直徑的公差，所有焊縫均只先焊二道封底焊，然后分別檢查內(nèi)、外筒體的垂直度，合格后進(jìn)行下一遍的焊接（每焊完一遍檢查一次），直至焊接結(jié)束。焊后檢查內(nèi)、外筒體的內(nèi)側(cè)直徑（內(nèi)筒體直徑為2910 mm， 允許誤差為：0~+3 mm；外筒體直徑為4190 mm，允許誤差為：0~+2 mm）；

圖4焊接順序圖

（7）內(nèi)、外筒體的焊接，盡可能先焊肘板一側(cè)，另一側(cè)焊接前先清根再焊接，并嚴(yán)格控制焊角高度。外筒體4~13、13~12二塊板在裝焊前，裝焊位置應(yīng)先安裝鋼襯墊，內(nèi)部清潔打磨及涂裝結(jié)束后安裝。所有焊接結(jié)束后，全部做退火處理。結(jié)束后松胎（內(nèi)筒體模板不拆），報精度測量基座的整體尺寸，包括：面板平直度、內(nèi)、外筒體直徑公差等；

（8）整體尺寸檢查合格后，安裝6個輔助翻身吊環(huán)，整個機座翻身正立，調(diào)好水平，按事先劃好的安裝線安裝永久吊環(huán)。吊環(huán)安裝時，應(yīng)按圖紙要求開好坡口焊接。

5機加工及鉆孔要求

（1） 將制作合格的基座吊運到合適位置，調(diào)好水平，鉗工按精度及工藝做好的標(biāo)記定位，用自制工裝配合購買的加工設(shè)備加工面板下口螺栓連接位置；

（2） 基座制作完成并檢驗合格后，可進(jìn)行法蘭孔的配鉆。鉆孔前應(yīng)檢查槳機法蘭的螺栓孔是否與確認(rèn)圖相符，用測量儀器根據(jù)先前做好的十字線標(biāo)示分別找出內(nèi)外筒體的圓心，再用工裝劃出內(nèi)外筒體螺栓孔徑的中心線；

（3）為保證左右基座的安裝正確，鉆孔前應(yīng)分別制作內(nèi)、外法蘭鉆孔模板，核對尺寸后按基座面板上的標(biāo)記將模板固定在基座面板上鉆孔、锪平，直至內(nèi)外筒體共120個螺栓孔全部完成，孔徑為φ33 mm；

（4） 基座面板內(nèi)、外圓的加工，基座面板上、下平面加工，可在鉆孔結(jié)束后在地面用自購的加工設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行加工。

6焊接時應(yīng)注意事項

（1） 所有的焊接材料、焊接電流、電壓、焊接速度等均應(yīng)按 焊接工藝執(zhí)行；

（2）所有操作人員必須具備相應(yīng)等級的操作證書；

（3） 焊接時應(yīng)采用雙數(shù)焊工對稱施焊；

（4） 所有的焊接均應(yīng)按焊接順序有序焊接；

（5）所有焊縫（包括面板、筒體對接，肘板角接）焊接前應(yīng)作預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為80oC~120oC，預(yù)熱范圍為焊縫左右100mm范圍（不要在坡口內(nèi)預(yù)熱）；

（6） 所有完工的對接焊縫，均應(yīng)做UT檢查（或按船東、船檢要求）。

7涂裝

全回轉(zhuǎn)舵槳裝置基座制作、加工完成，精度測量合格，報船東、船檢合格后，應(yīng)進(jìn)行涂裝處理，涂裝要求按相關(guān)規(guī)格書。

8小結(jié)

通過對70 m海洋工程供應(yīng)船偏心全回轉(zhuǎn)舵槳裝置基座制作完工測量，面板的平整度除一處測量點為+4mm外，其余19處測量點均為0~+2 mm；內(nèi)筒體直徑8個測量點誤差均為0~+3 mm；外筒體直徑12個測量點除2處超差（分別為+6 mm和+8 mm）外，其它10測量點均為0~+2 mm），基本達(dá)到了設(shè)計圖紙的要求。

作者簡介：萬良平（1965-），男，工程師。主要從事船舶生產(chǎn)設(shè)計及船舶建造工藝工作。精度造船及現(xiàn)代造船模式等研究。

收稿日期：2013-10-08