某船舶舵系非常規修理工藝研究

鄭學貴

（渤海船舶職業學院，遼寧興城125105）

某船舶舵系非常規修理工藝研究

鄭學貴

（渤海船舶職業學院，遼寧興城125105）

在現代船舶塢修中，舵系的修理是重中之重，其修理工藝能否改進是決定船舶塢期乃至船期的關鍵要素。在某船舶舵系的修理過程中，采用非常規修理工藝，在水上保舵拆除舵承體、舵桿修復等關鍵工序中創新使用新工藝，不僅節省了大量人力物力，更縮短了塢修時間，保證了船期，同時為以后相似船舶舵系的修理提供了良好的借鑒。

舵系修理；非常規修理；舵桿修復

0 前言

在現代船舶塢修中，主要以軸系、舵系為重點修理項目，伴隨軸系密封裝置的不斷改進，軸系修理周期縮短。因此船舶塢修過程中舵系的修理成為重中之重，舵系的修理工藝能否改進也將成為決定船舶塢期乃至船期的關鍵要素。本文采用非常規工藝流程對某船舶舵系進行成功修復，從中汲取經驗，為以后舵系的修理提供了技術參考。

1 舵系基本情況及修理工藝過程確定

該舵機是由SASEBO生產，為半懸掛舵，上舵承為平面止推滑動軸承，舵桿支承在平面推力軸承，舵葉靠上下舵銷支承在船尾支架上，舵承采用非金屬滑動式，舵桿質量為10.7 T，舵葉質量為37.3 T，所有質量通過平面推力軸承支撐。該舵機存在長時間沿左右方向振動幅度大的故障，嚴重影響舵機運行，如果照此下去，舵桿會過度擺動，可能導致舵桿出現裂紋等缺陷，嚴重時導致舵桿斷裂，發生墜舵事故。

根據舵系常規修理技術要求，要進塢后拆除推力軸承和舵承體，檢查其狀況如何，但是塢期僅有4天時間，從拆卸到修復最少在10天以上，必須二次進塢。為避免二次進塢，確定采用非常規工藝流程來完成，采取防護措施，保證水上作業完成舵系整體提升5～8 mm，使推力軸承脫離下平面，修理舵桿、加工舵承。整個修理工藝流程確定為舵承體拆除、舵桿修復、舵承加工3個修理階段。

2 舵系非常規修理工藝過程

2.1 水上保舵拆除舵承體

該階段工作是在船舶進塢前進行，采用圖1所示示意圖來完成拆檢，提前發現問題，為后序修理項目做好準備。

圖1 水上保舵示意圖

該階段具體操作如下：

第一，通過交通船在舵葉位置搭架，在舵葉和船尾支架上各焊接一塊200×300×δ30 mm鋼板，兩板之間距離為60 mm，上下分別采用2塊200×300×δ20 mm斜三角板作為支撐。

第二，使用手搖泵加壓，當頂升高約5 mm（限制升程為5～8 mm）時停止，舵桿上部使用50 T手拉葫蘆保護起來，然后用4塊100×200× δ20 mm的保險板把舵葉和艉支架連接保護起來，4塊板每塊承受重量為12 T（根據材料力學剪切原理，計算4塊保險板完全能夠承受舵桿和舵葉的質量）。

第三，在頂升過程中，用鋼絲繩牽引舵葉左上角調節平衡孔，在艉甲板使用10 T葫蘆牽引，調節舵葉平衡。

第四，水上保舵完成后，拆除舵機推力軸承，解體舵承體，檢查舵承和舵桿狀況。

拆解后，從上至下測量舵桿和舵承5個點的數據，由數據分析舵桿和舵承圓柱度，依據CB/T 3425-92技術要求間隙配合的舵桿工作位置圓度和圓柱度公差不超過0.72 mm，對比發現舵桿外形公差尺寸超差，檢查發現舵桿左右方向磨損嚴重，推測為間隙過大后，引起舵桿長期震蕩所致。從而確定舵承部位不銹鋼套偏磨是導致舵機長期振動重要原因。圖2為舵桿磨損狀況圖。

圖2 舵桿磨損圖

2.2 舵桿修理

按照常規修理工藝，需要把舵桿舵葉整體拆除，上車床光車，或堆焊修復磨損位置，或更換不銹鋼保護套。常規修理不但需要很大的車床加工，還必須制作配重來平衡重達5 T的法蘭，難度大，工期長。如現場更換不銹鋼保護套，還要移除整臺舵機。若割除舊的不銹鋼套難度很大，空間狹小，容易傷到軸頸。為此該船舶舵桿修理確定采用非常規修理工藝，在保證標準要求的極限壁厚8 mm的前提下，使用磨外圓工具現場磨削加工舵桿，省去進塢拆除舵桿和吊運上岸加工的時間，大大減小了工程量。

舵桿外圓就地修理采用如圖3所示的專用設備，該設備是一種雙向運轉立式研磨軸的鏈條傳動結構，設備主要組成包括2只鏈輪、8塊定位扇形滑塊、4根支撐立柱、1只換向閥、1根鏈條、4根壓縮空氣管、1只氣動砂輪機、研磨石條、1只氣動馬達等。

圖3 舵桿外圓就地修理專用設備

首先，使用4個可調節扇形塊固定機架，固定在舵承工作位置上部臺階處，并以此為基準校正（該處沒有磨損），下部固定在舵桿沒有磨損位置、找正，通過扇形塊調節。

第二，通過中間4根立柱聯接上下鏈輪，在兩個立柱之間有一個可以上下滑移的調節托架，其上可固定氣動砂輪機，砂輪機可通過調節托架徑向調節絲桿調節徑向進給量，來調節磨削量。砂輪所有零部件組裝完成后，調節砂輪到加工表面之間距離，調整到合適的磨削量，通過換向閥控制氣動馬達轉向，進而使機架往復運動，與砂輪對應接觸面磨削結束后，調節砂輪機上下移動來磨削。

第三，控制砂輪磨削量，仔細檢查加工表面狀況，在對應磨削位置涂上色油，檢查磨削是否均勻，然后用外徑千分尺對外徑方向測量圓周方向上4個點，并記錄分析，檢查是否存在橢圓度，確定滿足要求后，移動氣動砂輪機加工另一位置。

最后，粗加工后（砂輪拋光后）仍然存在較大的圓柱度和橢圓度，因此更換一根單晶剛玉油石，保證單晶剛玉油石和被加工面平行，進行精磨并進行測量直至達到圓柱度和橢圓度的要求。

2.3 舵承加工

此舵承材質為酚醛樹脂，此材料采用中等密度的棉布浸漬醇溶性改性酚醛樹脂浸漬層壓卷制而成。技術團隊對供應的原材料進行分析和尺寸的測量，制作一套組合夾具，夾固后上立式車床加工外圓，外圓加工好后改用鏜床加工沉頭螺栓孔，裝復沉頭螺栓并固定，加工舵承內孔、徑向和軸向油槽。

3 結束語

按照規范對舵系進行裝復，各間隙均在要求范圍之內，進行操舵試驗，故障全部消失。該舵機舵桿成功修復、舵承成功加工，采用了非常規修理方案，尤其是在水上拆舵工藝的使用，節省至少3天塢期。采用科學合理的工藝流程，現場修磨舵桿，不僅大大節省了人力、物力，還節省了大量時間，保證了船期，為以后類似工程積累了豐富經驗。由于修理工藝改進，使得該輪至少提前10天出廠，為船舶提前營運創造了條件，也為廠內緩解了緊張的塢期壓力，其經濟效益相當可觀。

[1]張偉平.某貨船舵系修理實踐創新與研究[J].中國修船, 2012(4):25-29.

[2]邢木清.船舶舵承修理工藝創新的實踐與思考[J].江蘇船舶,2008(4):42-44.

[3]林長明,鐘建林.淺析船舶舵系故障非常規修理[J].中國修船,2005(6):18-19.

[4]管世珍,胡文憑.淺談船舶舵系非常規修理技術工藝[Z].連云港:連云港中遠船務工程有限公司,2010.

［責任編輯：劉月］

Study on the Unconventional Repair Technique of the Rudder System in a Ship

ZHENG Xuegui
(Bohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,China)

In the modern ship docking repair,the rudder system repair is top heavy,and whether the repair technique can be improved is the crucial factor deciding ship docking period and shipment period.In the repair process of the rudder system in a ship,adopting unconventional repair technique,creatively using the new technique in the key procedure of conservatively removing rudder bearing frame and repairing rudder stock in the water,not only save a lot of manpower and material resources,but also shorten the docking repair time, guarantee the shipment period,and provide good reference for subsequent similar ship rudder system repair.

rudder system repair;unconventional repair;rudder stock repair

U672.2

A

2095-5928（2015）05-35-03

2015-08-21

鄭學貴（1977-），男，遼寧凌源人，副教授，碩士，研究方向：輪機工程技術。