船舶艉軸液壓聯(lián)軸器安裝工藝改進(jìn)研究

唐潤海 中遠(yuǎn)海運(yùn)船員管理有限公司廣州分公司

何超平 楊陽 潘德 廣州文沖船廠有限責(zé)任公司

1.背景現(xiàn)狀

液壓聯(lián)軸器是采用液壓的方式來聯(lián)接不同構(gòu)件中的兩根主動(dòng)軸和從動(dòng)軸，使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。液壓聯(lián)軸器主要由內(nèi)套、外套、活塞、活塞環(huán)等組成。其工作原理為：內(nèi)套的外表面和外套的內(nèi)表面制成相同錐面，利用高壓油注入其錐面間使內(nèi)套緊壓在軸上，外套擴(kuò)張，并使外套在內(nèi)套上移動(dòng)，移到設(shè)計(jì)位置后，去掉高壓油，外套縮小緊壓在內(nèi)套上，內(nèi)套壓在軸上，利用軸與內(nèi)套，內(nèi)套與外套之間產(chǎn)生摩擦力，從而使液壓聯(lián)軸器具有強(qiáng)大的扭矩傳遞能力。通常分為法蘭式（連接軸和法蘭）和直筒式（連接兩段軸）。

由于液壓聯(lián)軸器不需要熱膨脹，無需設(shè)備鍵槽，無需錐體及推力圈，軸準(zhǔn)備工作簡單易行，方便裝拆，因此廣泛用于船舶艉軸與中間軸或齒輪箱之間聯(lián)接。

但是由于船舶艉軸液壓聯(lián)軸器的內(nèi)套和軸之間的安裝間隙很小，對(duì)安裝的要求是非常高的。因此在液壓聯(lián)軸器安裝時(shí)，經(jīng)常會(huì)因安裝過程中存在問題，導(dǎo)致在圖1液壓聯(lián)軸器內(nèi)套和軸之間容易發(fā)生內(nèi)部卡死現(xiàn)象，導(dǎo)致無法繼續(xù)安裝或拉開，無法繼續(xù)開展后續(xù)安裝工作，最終可能導(dǎo)致需要進(jìn)塢拔出艉軸，對(duì)液壓聯(lián)軸器進(jìn)行拆檢和修復(fù)，并最終再次裝復(fù)。

圖1 液壓聯(lián)軸器易損位置示意

液壓聯(lián)軸器安裝過程中內(nèi)部安裝接觸面損傷后，拉出時(shí)可能造成損傷擴(kuò)大，如圖2某船舶實(shí)例所示，拉出后損傷嚴(yán)重。該類事故發(fā)生通常會(huì)導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失，并對(duì)船舶的建造或運(yùn)營周期產(chǎn)生較大影響。

2.原因分析

船舶艉軸液壓聯(lián)軸器安裝過程接觸面卡死事故的發(fā)生，通常是對(duì)于尾軸液壓聯(lián)軸節(jié)的安裝不夠重視，對(duì)安裝質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)不夠敏感，安裝工藝防范措施不足導(dǎo)致的結(jié)果。

反思傳統(tǒng)的艉軸液壓聯(lián)軸器安裝工藝流程，分析得出影響液壓聯(lián)軸器安裝質(zhì)量的主要原因如下。

2.1 液壓聯(lián)軸器來貨存在質(zhì)量安全隱患

(a)來貨可能存在與軸的配合加工尺寸上的誤差；

(b)來貨內(nèi)部可能存在生銹情況；

(c)來貨可能存在毛邊等情況；

以上這些來貨質(zhì)量問題都可能對(duì)液壓聯(lián)軸器安裝帶來安全隱患。

2.2 安裝前準(zhǔn)備工作不足

安裝前準(zhǔn)備工作不足，安裝人員經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)安裝過程中的注意事項(xiàng)缺乏了解，太過依賴服務(wù)工程師的指導(dǎo)，和對(duì)質(zhì)量安全隱患警惕性低，做一步算一步，在施工過程中非常被動(dòng)，一旦出現(xiàn)疏忽的話就可能存在很大的安全隱患。

圖2 液壓聯(lián)軸器損傷照片

2.3 安裝過程不平穩(wěn)，對(duì)中狀態(tài)差

安裝使用的輔助工裝按傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)通常使用的是吊環(huán)和手拉葫蘆，吊環(huán)布置較為隨意，吊點(diǎn)不夠平衡，安裝過程中對(duì)中狀態(tài)也通常較差，容易導(dǎo)致安裝接觸面發(fā)生碰撞，存在很大的安裝質(zhì)量安全隱患。

2.4 安裝過程監(jiān)控不足

船上施工環(huán)境差，燒焊打磨等交叉作業(yè)多，或者對(duì)于關(guān)鍵部位的安裝前清潔檢查不夠，都可能導(dǎo)致有雜質(zhì)進(jìn)入安裝接觸面處，安裝過程存在很大的安裝質(zhì)量安全隱患。

2.5 安裝后的保護(hù)不足

安裝后的保護(hù)措施不夠到位，可能在配合接觸面處產(chǎn)生腐蝕或進(jìn)入雜質(zhì)，將導(dǎo)致在下次拉開聯(lián)軸節(jié)時(shí)發(fā)生卡死現(xiàn)象。

3.改進(jìn)措施

為保證船舶艉軸液壓聯(lián)軸節(jié)安裝安全、順利地進(jìn)行，有必要對(duì)液壓聯(lián)軸節(jié)的安裝工藝進(jìn)行研究和改進(jìn)，對(duì)各影響因素進(jìn)行有效控制，盡量把安裝前準(zhǔn)備工作做好，使用更為合適的輔助工裝工具，盡可能地避開危險(xiǎn)因素，保證施工流程更加合理有序地進(jìn)行，保證安裝的質(zhì)量。針對(duì)以上分析得出的主要因素，制定安裝工藝改進(jìn)措施如下：

3.1 對(duì)液壓聯(lián)軸器來貨質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查

(a)檢查相關(guān)配合尺寸，是否符合圖紙尺寸要求；

(b)檢查內(nèi)部有無生銹，如有則及時(shí)聯(lián)系處理

(c)檢查邊緣和內(nèi)部油槽有無毛邊，如有則需修整；

3.2 做好安裝前準(zhǔn)備工作

(d)提前需求廠家安裝工藝：前要求廠家提供安裝工藝，關(guān)鍵圖紙尺寸等相關(guān)資料，根據(jù)廠家提供的安裝工藝梳理出施工工藝流程，以保證施工質(zhì)量和提高施工效率。

(e)注意事項(xiàng)交底：提前和廠家溝通安裝過程中的注意事項(xiàng)，并將關(guān)鍵控制內(nèi)容梳理好列出在工藝流程中，注明重點(diǎn)注意事項(xiàng)，并向施工工班交底，做好安裝前準(zhǔn)備工作。

(f)明確工裝工具需求：提前和廠家溝通安裝過程需要使用到工裝工具，對(duì)施工效率和施工質(zhì)量有提高的都必須提前準(zhǔn)備好。

3.3 輔助安裝工具改進(jìn)，確保安裝過程平穩(wěn)

(g)優(yōu)選方案一：頂部空間允許的情況下，采用加裝吊梁進(jìn)行輔助吊裝；

h)優(yōu)選方案二：頂部空間不足以加裝輔助吊梁，而底部有空間的情況下，采用加裝路軌和小車輔助安裝；

(i)方案三：在頂部和底部空間都不足的情況下，采用吊環(huán)和手拉葫蘆進(jìn)行輔助吊裝。

采用該方案需特別注意，應(yīng)布置有足夠多的吊點(diǎn)，安裝前確定好安裝需要用到的吊環(huán)數(shù)量和位置，提前燒焊好，布置吊點(diǎn)位置必須滿足能聯(lián)軸節(jié)對(duì)中微調(diào)整和拉力平衡的要求，部分用于平衡液壓聯(lián)軸節(jié)的重力，部分用于調(diào)整聯(lián)軸節(jié)位置，還需有部分用于安全導(dǎo)向保護(hù)，避免手拉葫蘆在誤操作時(shí)導(dǎo)致液壓聯(lián)軸器安裝接觸面碰傷。

3.4 加強(qiáng)安裝過程監(jiān)控

(j)安裝前嚴(yán)格做好環(huán)境控制：

在尾軸液壓聯(lián)軸節(jié)安裝前，安裝區(qū)域周圍尤其上方必須停止打磨燒焊等作業(yè)，并做好安裝區(qū)域上方的清潔工作，防止有雜物掉入關(guān)鍵部位。

圖3 吊梁輔助安裝方案示意

圖4 路軌小車輔助安裝方案示意

（k)安裝前和安裝過程中嚴(yán)格做好安裝面的清潔和監(jiān)控：

在套入液壓聯(lián)軸節(jié)之前，必須做好聯(lián)軸節(jié)內(nèi)部及尾軸表面的清潔工作，并且仔細(xì)檢查，尤其是即將套入前，以及套入過程中尾軸表面的清潔工作一定要仔細(xì)做好。

安裝過程中必須嚴(yán)格做好安裝面的清潔和監(jiān)控，不允許在安裝過程中有雜物進(jìn)入安裝貼合面。

（l)安裝前嚴(yán)格按照廠家要求對(duì)接觸面進(jìn)行涂油：

安裝前要嚴(yán)格按照廠家要求，對(duì)接觸面進(jìn)行涂油，所用的油料必須嚴(yán)格按照廠家要求，如果廠家不允許涂油則不能涂任何滑油。

（m)套入軸頭前及安裝過程中進(jìn)行對(duì)中和間隙檢查：

為防止聯(lián)軸節(jié)套入時(shí)貼靠單邊摩擦套入，嚴(yán)重時(shí)可能撞到右槽起披鋒，在不知情的情況下刮傷內(nèi)部貼合面，導(dǎo)致內(nèi)部損傷卡死，必須在套入前做好對(duì)中工作，測量間隙再套入。

套入軸的全過程中，必須持續(xù)對(duì)安裝間隙進(jìn)行監(jiān)控，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

（n)注油前嚴(yán)格檢查液壓油和油管的清潔情況：

壓裝用油和油管必須干凈，壓裝前檢查油和油管等是否干凈，防止從壓裝油孔帶入雜物進(jìn)入聯(lián)軸節(jié)內(nèi)部貼合面，從而導(dǎo)致安裝接觸面損傷。

3.5 加強(qiáng)安裝完成后保護(hù)工作

在聯(lián)軸節(jié)套入安裝完成后，在尾軸液壓聯(lián)軸節(jié)的前后端面要做好清潔和涂油保護(hù)，并做好嚴(yán)格的防護(hù)措施，確保后續(xù)不會(huì)發(fā)生腐蝕以及雜物進(jìn)入聯(lián)軸節(jié)接觸面處的情況。

4.總結(jié)

通過以上一系列的船舶液壓聯(lián)軸器安裝工藝改進(jìn)措施，從來貨檢查、安裝前準(zhǔn)備、輔助安裝工具布置改進(jìn)、安裝過程的嚴(yán)格監(jiān)控、以及安裝后的保護(hù)等各個(gè)方面進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保液壓聯(lián)軸節(jié)安裝的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都能有條不紊地順利進(jìn)行，才能保證液壓聯(lián)軸器的安裝質(zhì)量，避免安裝質(zhì)量事故的發(fā)生。

本文僅對(duì)液壓聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、工作原理、安裝流程、以及在安裝過程中的注意事項(xiàng)、工藝改進(jìn)等作了簡要的介紹，具體項(xiàng)目實(shí)施過程中還需進(jìn)一步深入研究安裝的細(xì)節(jié)，以形成合理的安裝指引、工藝技術(shù)控制要點(diǎn)、以及有效的安裝過程監(jiān)控措施，不斷累積好的改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，才能確保液壓聯(lián)軸器的安裝質(zhì)量。類似的采用液壓聯(lián)軸器連接艉軸和中間軸或推進(jìn)齒輪箱的船型是非常常見的，希望本文總結(jié)內(nèi)容可以為后續(xù)類似帶有液壓聯(lián)軸器的型船的安裝提供參考借鑒。