船舶軸舵系安裝質量控制要點與風險預防的研究

2021-09-10 23:44:52賴慶澤

交通科技與管理 2021年1期

賴慶澤

摘要：隨著近年來我國社會和經濟的發展日益深入，船舶制造業的發展也越來越繁榮，許多船企規模正在逐漸壯大。但是目前軸舵體系的設計和加工安裝問題一直困擾著我們的船舶制造業[1]。本文以船舶軸舵體系制造和安裝施工工作環節為例，簡單地分析了其質量管理控制的要點和對于風險的預防。

關鍵詞：船舶軸舵系;安裝質量;控制要點;風險預防

1 鑄鍛件采購

采購環節的主要風險之一就是由于鑄造工藝中的質量事故而引起的納期風險。雖然產品的納期會有一定的提前數量，但是如果這個時候提前得太久，那么又會大大地增加庫存的成本，所以對于產品到貨質量的監督也是至關重要的。采購人員首先需要仔細了解該廠家的企業是否已經具備了相關的資質，其對于產品質量的信譽程度可以通過仔細了解其以往的客戶對于該產品的實際使用情況進行確認;第二點，充分了解我廠各類鑄鍛件的生產周期。如前期產品出現質量問題，廠家可及時提供更換產品;第三點是了解廠家的生產或裝載情況。為了滿足工期要求，盡量避免廠家直接采購第三方產品;最后，必須多了解工廠的全過程控制和檢查。

2 軸加工制作的質量檢驗

2.1 軸件機的加工檢驗

這一環節所需要考察的基礎設計內容為：外徑大小和長度尺寸，除此之外我們還需要考察另外4個關鍵數據。第一，軸件的撓度。若軸承的撓度未達到規定的標準，那么當它們在高速運行的同時便可能會使軸承產生劇烈的震蕩和振動，一方面可能會大大縮短軸承的使用壽命，另一方面則可能讓整個船舶的安全和性能都受到影響。所以必須對它們進行嚴格的精細化加工，保證整個車床加工過程中的每一個步驟完全符合規范的標準。第二，表面的粗糙度。軸承位置的粗糙度必須能夠滿足各種工藝的要求。第三，軸件與法蘭面之間的垂直度。該數值對于船舶沉沒之后軸體系的相對中產生了很大的影響。該模型的數值計算測量亦必須由機械設備在車床上進行，主要是通過測量平面上跳動的數量來做判斷。第四，無損檢修。若高速軸件有內部或者零件表面的缺陷，就很有可能造成軸件的受力太過集中，從而發生裂紋。因此，必須在精細的加工之后，實施必要的無損檢測。

2.2 拂配檢驗

大型船舶的某些部分是用無鑰匙的方式連接起來的。零件的質量水平將直接影響連接的穩定性和強度。螺旋槳與渦輪軸相互作用的一個具體判據是彩色油在螺旋錐內的均勻接觸。至少7個接觸點需要每單位面積25 mm，軸錐和渦輪機殼之間的接觸面積不得超過70%。此外，圓柱體的接觸點錐孔沒有凹槽的兩端應優先考慮螺旋槳中間區域，因為只有槽區域處于良好接觸，以確保油壓的擴張在壓縮過程中避免漏油[2]。

2.3 艉管和艉管軸承的檢驗

首先，檢查艉管軸承有沒有出現氣孔、裂紋、夾渣等情況，這種問題已經超出了規定的范圍，意味著這些零件必須被報廢。若零部件中存在一些細微的小瑕疵，那么就可以直接，選擇合理的修補方法和工藝來進行修補，而后再對零部件進行一次無損性的檢測。其次，對于管內的各類尺寸都要進行相應的數值計算測量，必須要保證它們的數值處于工藝所規定的范圍內。在加工其他材料時，應重新測量材料的尺寸，以避免材料熱變形的影響，可能造成尺寸偏差。當壓力和溫度高于加工過盈時，應采用等效加工過盈法來確定尾軸管軸承外徑。另外，如果進給是同心度和橢圓角，通常是由于機床精度和加工環境的原因，也可能直接與進給和刀具磨損有關。因此，它必須按照機器的要求進行加工。變化不應該太大。要嚴格控制刀具用量，保證刀具的快速冷卻，防止刀具磨損直接影響兩個值。

2.4 舵系鏜孔質量的風險預防

首先我們通常需要特別注意的是鏜孔的整體外觀和鏜孔表面粗糙度的程度，若我們發現鏜孔有任何外觀異常情況則必須及時要求暫停鏜孔加工，并及時做好日后相應的維修處理。其次，由于刀具鏜孔的橫向圓度以及加工刀具的鏜孔圓柱度均被認為受到了加工刀具的鏜孔磨損所直接影響，在加工過程中我們不僅應該盡量避免多余的加工刀具鏜孔磨損，因此，必須盡量能夠保證加工過程設備中的進料數量和同時進料管的口徑必須保持在合理的長度范圍內，以有效減輕對加工刀具的外力沖擊和機械磨損。鏜孔必須分別區分成為粗鏜和精鏜，最后，確保下上方掛臂舵承與上部掛臂連接孔之間的同一個軸距必須符合規定。這些都被廣泛認為已經是鏜孔的一個重要測量參數及其測量標準指標，會對于鏜孔舵桿與單邊銷軸之間的中心間隙均勻配合程度有很大的重要影響，若超過了這些標準，則很快就有可能直接導致鏜孔出現單邊銷軸間隙，舵葉高速轉動時舵桿運行的轉動靈活性大大降低、軸承容易偏磨等不良現象。

3 軸系安裝質量控制

3.1 軸舵系照光拉線

3.1.1 分析照光拉線中的條件

大面積的防火工程作業及其他大型裝置的安裝對于整個船體的結構來說都會直接造成一些局部變形，從而嚴重地影響到拉線的精度，所以我們在精拉線前必須先要做好以下的條件：

（1）機艙前壁往后、主甲板以下的船體結構焊接完成，包括下舵承、尾部舷墻、尾絞車基座、尾部帶纜樁及加強焊、尾管座。

（2）機艙前壁在向船首第一條大焊縫與大接縫焊裝結束。

（3）上述區域的火攻矯正作業結束。

（4）機艙區域與船體連接的油水艙密性工作結束。

（5）主要機組設備入艙及出口到位。由于各種環境溫度的波動和變化都會對精拉線的精度產生影響較大，所以拉線工作應該是安排在晚上或者陰天氣候溫度波動變化不明顯的情況下才能開展，同時在拉線期間嚴格禁止任何震動的作業。

3.1.2 分析照光拉線測量當中的數據

（1）由于整個船體框架底板上部具有一定的橫向撓度，所以在進行測量基本曲線的一定高度時首先應該在測量船體的各個基本曲線高度方向上盡量多地地選擇幾個點的節點，然后再盡量選擇一個點的平均值，以便于盡量減少其中的撓度對于日后確定基本曲線的重要影響。

（2）激光的定位：檢查在激光線與地樣中心線當中的重合度。如果橫向則需要偏移進行調整，激光與地樣的中心線偏移量不得超過到0.03 mm，前后的激光點的偏離量必須要一致，如果有偏差，激光線的沿船首方向會被逐漸進行放大，這樣導致了激光所打出來的軸系中心線和理論的中心線產生了夾角。

（3）分析關鍵數據中的測量：①光靶的靶芯與軸系的理論中心線的偏差;②基線至水平激光線之間的距離;③激光與首標桿在十字線中心中的重合度;④前、后尾管座端面之中的間距;⑤后尾的管座在后端面至中間軸承基座中心距離;⑥中間軸承的基座高度、墊片的厚度;⑦主機座的半寬以及半寬對角線;⑧主機環氧墊塊的厚度;⑨掛舵臂的下端面至上舵承上平面中的距離;⑩舵系的中心線至后尾管座在后端面中的距離;舵孔的中心與軸系的中心當中的左右偏差以及垂直度的偏差。

3.2 尾管安裝控制

3.2.1 穿尾管前的清潔報驗

澆注管和澆注環氧樹脂放空管必須焊接，管路內部必須清洗干凈。另外，排氣尾管座上的定位螺栓孔需要清洗并生銹，否則安裝螺栓時孔螺紋上的污物會落入環氧區域。

3.2.2 澆環氧樹脂

墊片前端與墊片密封座之間應使用墊片或橡膠圈。安裝前應保證兩個平面的平整度和垂直度。擰緊環氧樹脂固定螺栓，將輔助管焊接在環氧樹脂上，避免焊接對環氧樹脂性能的影響。

3.2.3 尾管定位

尾管的定位精度易受環境溫度的影響，環境溫度應接近精拉的環境溫度，尾管軸承有一定的偏心距，如果測點在白合金區域，則必須包括偏心距，如果測量軸承端部位置，不存在補償問題。

3.2.4 環氧樹脂密封膠的封堵

以往船舶密封膠封堵后經常發現有漏氣漏水的現象，主要位置在密封膠端面、固定螺栓孔、環氧注入口和透氣口以及調節螺栓孔填焊位置。密封膠端面滲漏，主要原因是密封面在封堵前沒有清潔干凈，環氧開口的填焊位置滲漏[3]。由于尾管座為鑄件，在填焊時如果沒有進行預熱、焊后沒有保溫，則經常會產生裂紋;另外，填焊作業應該在密封膠封堵前完成，否則會燒壞密封膠。環氧的耐高溫能力大約在90℃，超過該溫度會影響環氧的機械性能，所以需要控制加熱溫度;最后，各環氧開口補焊完成后需打磨光順，做表面探傷。

3.2.5 氣密檢查

氣密化工實驗室的環氧空氣填充溫度一般為0.02 mpa，重點是要考察空氣密封面、環氧空氣灌注管進出口、透氣孔噴嘴及燃油尾管空氣調整器和螺絲等的空氣填充和安裝位置。

3.2.6 水壓實驗

對于進入尾管的空氣冷卻液在水透氣艙內也可以同時進行高強度的透氣實驗，其中該試點的試驗條件一般是將冷卻水透氣艙壓力加滿到一個透氣管以上2.8 m;但在檢查水艙空氣管的密實性時應看有無空氣滲漏并看是否試驗合格。

3.3 尾軸安裝控制

（1）在貫穿尾軸之前，尾管潤滑油的溫度傳感器必須經過安裝后才能報驗合格。

（2）尾密封油進出口銅管密性需完成。

（3）在飛機室內的暫時或者固定式吊耳均須經可靠地焊接，探傷檢查合格后方能開始吊裝操作。

（4）在吊裝之前的軸承表面，特別要注意的是軸承部分位置必須使用膠皮保護。

（5）在安裝貫通主管尾軸之前，須徹底干燥和及時清理貫通尾管內部和貫通尾軸的外層表面，并在其上均勻涂刷一層排氣系統處理油。

（6）在進行主管尾軸的傳動過程中必須特別注意尾軸保持平衡，不可同時允許尾管主軸和驅動汽輪機的兩個尾管傳動軸承之間發生相對的壓力摩擦，以免尾軸造成嚴重損傷。

4 結語