某船舶舵承加工工藝研究與實踐

鄭學貴

（渤海船舶職業學院，遼寧興城125105）

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某船舶舵承加工工藝研究與實踐

鄭學貴

（渤海船舶職業學院，遼寧興城125105）

摘要：結合某船舶舵系維修中舵承加工實例，在對舵系長時間沿左右方向大幅度振動故障進行分析的基礎上，查閱大量資料并分析材料特性，制訂詳細縝密的舵承加工工藝，確定了先磨削舵桿外圓和不銹鋼套，然后再加工舵承的修理方案。舵承的成功加工，實現了以修代換，節約了修理成本，為今后解決其他類似問題提供了一定的參考價值。

關鍵詞：舵承加工；工藝研究；修理方案

0　前言

船舶舵承用來支承舵桿和舵的重量及保證船體水密。舵在較長時間使用后，舵承在較復雜力的作用下，會出現磨損加劇、配合間隙過大，從而導致轉舵不準、舵系振動及轉舵時發生嚴重撞擊等現象。本文以對某船舶舵系維修中舵承加工為例，對材質為酚醛樹脂的舵承加工工藝進行研究與實踐。

1　舵承加工工藝的提出

該船舶采用半懸掛舵，上舵承為平面止推滑動軸承，舵桿支承采用平面推力軸承，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。該船舶舵機存在長時間沿左右方向振動幅度大的故障，嚴重影響舵機的運行，長

2　舵承加工工藝的確定

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。供應的舵承已經被切開，因材料本身應力作用，導致該舵承嚴重變形。為檢查確定是否采用原來舵承進行加工，首先對舵承的內外徑尺寸進行粗略測量，發現外徑可以滿足加工要求，而內徑已經不能滿足需要。為了進一步確定是否采用原來的舵承，將舵承放在平臺上，使用鋼絲固定，用外徑千分尺精確測量4個垂直截面處內徑和外徑上、中、下三個位置的數據進行計算分析，確定使用裝夾工具可以使得舵承外徑滿足裝夾尺寸，內徑可以滿足舵桿磨削后的尺寸需要。在此測量分析基礎上確定了舵承加工的工藝流程為裝夾工具制作、外圓加工、沉頭螺栓孔加工及內孔與軸向油槽加工4個部分。

3　舵承加工工藝的流程

3.1裝夾工具制作

依據所測尺寸制作1套組合夾具，其中包括抱箍3只，內徑尺寸為裝夾后上述計算尺寸的1只（如圖1所示，抱箍一），內徑尺寸為外圓加工后外徑尺寸的2只（抱箍二）。使用抱箍一，通過兩端螺栓調節松緊度，邊調節邊測量直到接近正圓為止，經測量得出數據，接近理論計算數據，測量內徑尺寸發現橢圓度在0.10以內；兩端分別固定，最后松開抱箍一，使用立式車床對舵承外圓進行加工。圖2為裝夾示意圖。

圖1　抱箍示意圖

圖2　裝夾示意圖

3.2外圓加工

因該舵承裝夾好后剖切面之間存在間隙，通過塞尺測量總間隙為0.50 mm，認定為舵承一端圓弧，根據該尺寸計算消除間隙余量D=L/π= 0.50/3.14=0.16 mm，從而確定加工舵承外徑時在規定尺寸上加0.16 mm或者稍大。測量舵承體內徑尺寸，加上規定要求不銹鋼襯套和舵承體配合尺寸加上0.16 mm間隙余量，得出最終尺寸。上立車加工外圓，按照要求從舵承中間開始分別上下加工直到貼近裝夾工具，外圓加工以后，使用抱箍二夾緊靠下端組合夾具一端，使用頂絲拆除夾具，加工剩余5 mm達到要求尺寸；另一端把夾具車削掉2 mm，把相應舵承2 mm長度加工至要求尺寸，使用抱箍裝夾，拆除夾具，把剩余3 mm用銼刀銼削R3圓角。外圓加工實際操作如圖3所示。

圖3　外圓加工實際操作圖

3.3沉頭螺栓孔加工

沉頭螺栓孔的加工是舵承加工的重中之重，能否成功將決定整個修理項目的成功與否。為了防止實際舵承體圓周螺栓孔和圖紙不一樣，采用分步鉆孔，從小到大，逐步擴孔。把舵承裝夾在分度頭上，從接縫開始，按照圖紙所提供的角度，依次鉆Ф12孔；把舵承裝到舵承體，制作專用工具壓緊舵承兩個剖切面，使舵承貼緊舵承體；裝夾后吊上鏜床，使用百分表找正，計算分析鏜床工作臺每旋轉15°、45°、75°后，根據鏜床工作臺原理得出每旋轉一個角度其舵承螺栓孔同鏜桿中心線均相平行，只需左右調節工作臺即可對正到舵承15°、45°、75°沉頭螺栓孔加工的位置。舵承體鏜床鉆孔原理如圖4所示。

圖4　舵承體鉆孔原理圖

Ф12加工完后，接著使用Ф17鉆頭擴孔，對照舵承體螺絲孔，慢慢校正，最后鉆至Ф22，磨90°鉆頭，擴沉孔，逐步擴孔，直到擴至要求尺寸前螺栓和沉孔全部接觸；使用加長鉆頭從外部鉆牛油孔；所有孔加工完后，用壓縮空氣吹去垃圾，使用螺紋緊固劑把螺栓固定。沉頭螺栓裝復后，為了消除兩端面間縫隙，用百分表找正端面。在鏜床上銑去高出舵承體端面部分，舵承裝復。

3.4內孔與軸向油槽加工

將舵承殼體安裝起來，固定舵承體螺栓，使用塞尺檢查剖分面之間的間隙，通過修磨舵承平面所留加工余量，直到沒有間隙。根據修理后的不銹鋼保護套尺寸，加工舵承內孔，間隙為0.65 mm（0.41+0.24） 材料膨脹量；使用R3圓弧刀車徑向油槽。內孔加工如圖5所示。

圖5　內孔加工示意圖

圖6　軸向油槽加工示意圖

內孔加工后，鏜床使用銑刀加工軸向油槽，其原理同鉆沉頭螺栓孔，只需要鏜刀上下移動。所加工油槽應平直、無毛刺，舵承端面及油槽附近不允許有缺口存在。軸向油槽加工如圖6所示。

4　結論

通過上述工藝對舵承加工后，對舵承進行裝復，各間隙均在要求范圍之內，操舵試驗，顯示故障全部消失。該舵承的成功加工，實現了以修代換，節約了大量的人力和物力。通過修理工藝的改進，使得該船舶至少提前10天出廠，為船舶提前營運創造了條件，也為企業緩解了緊張的塢期壓力，其經濟效益相當可觀，同時為以后其他類似工程積累了豐富經驗。

參考文獻：

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［4］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.

［責任編輯：劉月］

中圖分類號：U672.2

文獻標識碼：A

文章編號：2095-5928（2016）03-28-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.03.009

收稿日期：2016-03-10

作者簡介：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。期下去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，為此對該舵系進塢進行檢查。通過檢查，發現舵桿左右方向磨損嚴重，舵承部位不銹鋼套偏磨是導致舵機長期振動的重要原因。最終根據舵系修理技術，確定了對舵桿外圓和不銹鋼套進行磨削后，對舵承進行加工的修理方案。

Research and Practice on the Processing Technology of Ship Rudder Bearing

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

Abstract:Combining with the example of ship rudder system maintenance，based on the analysis of rudder system long time vibrating by a large margin along left and right direction，the researcher consults a large amount of data，analyzes material characteristics，develops the detailed rudder bearing processing technology，and determines the maintenance scheme of grinding rudder stock's outer circle and stainless steel sleeve first，then processing the rudder bearing.The successful processing technology of rudder bearing realizes the repair substitution，which saves repair cost，and provides reference for solving the similar problems in future.

Key words:rudder bearing processing；technology research；maintenance scheme