淺析提高軸系鏜孔精度的方法

曹東東?陸斌

摘 要：本文介紹了在軸系鏜孔過程中精度控制的方法，即樁頭法、檢驗圓法、斯比克測量法。分別介紹了它們的優缺點以及實例分析它們的使用效果。

關鍵詞：軸系；鏜孔精度；控制方法

1 前言

縱所周知，船舶在水域航行，是依靠一整套動力裝置來推進。船舶動力裝置是有三個主要部分組成：主動力裝置、輔助動力裝置、其他輔機和設備。而主動力裝置，又稱推進裝置，是為船舶提供動力，保證其以一定航速的各種機械設備。其包括主機、傳動設備、軸系、推進器等[1]。

本文介紹的是動力裝置中軸系部分，關于對提高軸系鏜孔精度的一些方法的淺析。

2 軸系的組成

船舶軸系通常指從主機輸出法蘭（飛輪）到螺旋槳艉軸的整個傳動裝置，其主要部件有：齒輪箱、中間軸及其軸承、艉軸（螺旋槳軸）、艉軸管及其軸承、艉軸管密封裝置、聯軸節、接地裝置等。

3 軸系鏜孔

軸系鏜孔是在軸系找中結束后，對船艉軸管毛坯進行加工，使軸殼內徑達到設計要求，以便艉襯套與艉軸的安裝。因此軸系鏜孔在船舶建造過程起著非常重要的環節，它的鏜孔精度的好壞直接影響著船舶軸系的壽命。根據CSQS要求，鏜孔結束后的軸殼同心度要求不大于0.1mm[2]。這個精度要求是相當高的，因為我司目前使用液壓鏜排的絲杠與排架的正常間隙就有0.15mm，因此在這種設備及精度要求下就需要我們想出更好的辦法來進行過程控制鏜孔精度。

4 精度控制的方法

在軸系鏜孔過程中，我們需要進行過程控制，不然等到鏜孔結束后在來通過復光來檢驗其精度，一旦出現精度超差就很難進行補救，這樣就會出現重大質量事故，影響到整個船舶的生產周期，造成不可估量的經濟損失。為了提高鏜孔的精度，介紹一下幾種控制精度的方法。

4.1 樁頭法

樁頭法是指如圖1所示，將我們自制的工裝，焊接在加工園上，再用內徑千分尺測量樁頭至鏜排絲杠外圓的距離。以此來檢驗軸系中心的上下左右的偏移量。

圖1

測量數值要求為上下差值在0.1mm，左右差值在0.05mm，超差后需重新調整絲杠中心。

測量位置是在軸系找中結束后，需在艏、艉兩端艉管的前后端面上畫上兩個同心圓即加工園與檢驗圓。然后將樁頭成上下、左右（或斜45°方向）四點分布在如圖2所示：A、B、C、D四個端面處。

圖2

4.2 檢驗圓法

檢驗圓法是指如圖3所示用一個較硬的鐵絲，一端磨尖，另一端焊接在一段角鋼上；然后將角鋼緊貼在鏜排絲杠上，尖頭端分別去比對檢驗圓。通過肉眼觀察鐵絲尖頭是否與各端面所畫的檢驗圓重合。比對檢驗圓時，我們也是原則上下、左右（或斜45°方向）四點，如明顯有一點以上在線內或外，說明軸系中心有較大偏移，需要矯正鏜排中心。

圖3 圖4軸殼內部斷面

4.3 斯比克測量法

斯比克測量法是指在前后艉管端面臺階處同一平面上選擇上下、左右（或斜45°方向）四點，再用內徑千分尺測量四點至鏜排絲杠中心的距離，以便來調整鏜排中心。圖4為軸殼內部斷面選取的測量點。

以上介紹的三種方法在我們工作中經常使用，有著很明顯的效果。而且他們必須同時運用，以防單獨使用其中一種時，軸系中心出現偏移。

樁頭法與斯比克法這兩種方法，雖然能夠客觀地看到測量數據，某種程度上比較精確，但它們也有著致命的缺點，受人為因素比較大。不同的人測量同一點可能有著不一樣的結果，所以需要有在一次校排過程中必須是同一個人操作，不然會出現嚴重的錯誤。就會造成不可彌補的損失。而檢驗圓法，能夠直觀的看到軸系中是否有偏移，但精度只能在0.5mm的偏差，這是已經超出我們軸系偏移所允許的范圍。

因此，為了提高鏜孔精度就需要將這三種方法一起使用，盡管樁頭法與斯比克法受人為因素影響，但這兩種方法同時使用看，就可以互相驗證，監督；再加上檢驗圓法，能夠更好的起到驗證監督效果。

5 軸系復光效果

現在以我司某船型，如圖所示復光靶擺放的順序，用激光望光儀以B1-C為艏艉基準靶，拉成一條直線，查看軸殼內部其余各點B2、B1、B2、C與該直線的偏移量即為軸殼同心度的偏移量。

而軸系鏜孔只用樁頭法與檢驗圓法的過程控制下，進行復光時發現，該軸殼中心出現嚴重的偏移如表1，這樣需要二次鏜孔，造成了大量人力物力的浪費，影響生產周期。

表1 復光數據

B1 B2 B1 B2 C C

左右 0 0 左0.20 左0.10 0 0 B1、C為基準

上下 0 下0.06 下0.38 下0.58 上0.28 0

在二次鏜孔時，我們增加了第三種斯比克測量法來進行校排，以便在前面兩種校排時，發現問題，可以用第三種方法來佐證，從而進行鏜排的調整。在這次精度控制下，復光效果很顯著，精度相當高。如表2所示。

表2 二次復光數據

B1 B2 B1 B2 C C

左右 0 0 左0.07 左0.01 0 0 B1、C為基準

上下 0 0 上0.08 上0.06 上0.05 0

6結論

綜上所述，軸系鏜孔精度是必要的過程控制，它關系整個軸系的正常運轉，如不能很好的控制，就會出現將艉軸燒掉、合金軸承燒壞，影響船舶的正常營運。因上述所講述的三種控制鏜孔精度的方法是很有效，是實之可行的，已受住了多次條船舶的檢驗，是行之有效，工裝簡易，制作方便，無需太多花費。

參考文獻

[1]《船舶動力裝置》 余洪亮/黃連忠 大連海事學院 2006.12.01

[2]《中國造船標準》 國際科學技術工業委員會 2005.12.27