關于全回轉舵槳推進器安裝工序提前的研究

摘 要：全回轉舵槳推進器既有螺旋槳的推進性能，又具備舵的操縱性能，極大的增強了船舶操縱的靈活性。該類型螺旋槳可以繞自身縱軸做3600旋轉運動，能夠在任意角度上提供最大的推力，幫助船舶完成回轉、橫移等一系列操作，便于應對特殊情況下船舶駕駛操控的各項要求，廣泛應用于大型海洋作業平臺、深潛器、航母補給艦中。本文論述了對全回轉舵槳推進器安裝工序提前的關鍵技術研究和實施，提前在分段搭載前完成對推進器安裝基座的機加工，縮短了船臺周期，為后續工作提供有利的條件。

關鍵詞：全回轉舵槳推進器;安裝工序提前;安裝基座;機加工工藝

中圖分類號：U661.31+3

文獻標識碼：A

1 前言

船舶大型設備安裝基座以往都是在船臺安裝后進行機加工的，且加工余量大，不利于縮短船臺周期，也會造成船臺的多工種交叉施工作業，影響生產進度和容易引發安全事故。為此，我們以首制船為目標船，進行將全回轉舵槳推進器安裝工序提前的研究，包含安裝基座的制作及內場機加工工藝研究、安裝基座定位及分段搭載工藝研究、安裝基座法蘭下平面外場機加工工藝研究、全回轉舵槳推進器吊裝工藝研究五個部分。具體的工藝路線是：先進行安裝基座的制作和內場機加工，包含優化安裝基座的結構型式和制作工藝;然后上外場分段定位和安裝;再進行機加工。其主要難點有：安裝基座上分段定位和安裝、法蘭下平面的外場機加工和全回轉舵槳推進器吊裝的關鍵技術。

2 安裝基座的制作及內場機加工工藝

目標船的全回轉舵槳推進器安裝基座的結構型式為：帶法蘭的筒體結構，簡體外側采取肘板加強;安裝基座的制作方法為法蘭采用鋼板下料，鋼板厚度及內、外圓方向均放余量，單邊余量均不小于7 mm;將法蘭按樣分四個等分進行下料、壓平;在平臺上開出地樣，然后拼裝成法蘭，如圖1所示;將拼裝焊好的法蘭用油壓機壓平，將壓平的法蘭平放在平臺上用剛性碼固定;簡體按數據進行下料卷制，拼焊成筒體，簡體的直徑公差不大于±2 mm;在法蘭上劃出十字中心線;在筒體上劃出與法蘭的對合線，并標出首、尾方向;將法蘭上的十字中心線引出至簡體外板上打上洋沖點，標示出首、尾記號和裝配檢驗線;將筒體與法蘭按對合線裝配固定，加強肘板裝配于簡體上;焊接時，采用雙數焊工對稱施焊，每焊一道焊縫后進行檢查測量;焊接完成后對焊縫進行打磨、探傷檢查，合格后轉內場機加工。

如圖2和3所示：將安裝基座正裝固定于立車上;以筒體內圓、法蘭內孔及下平面為基準校正，將法蘭上平面、外圓車至圖紙尺寸，留黑皮;再以己加工的法蘭上平面、外圓為基準，將法蘭內孔和下平面按圖尺寸車到位后提交報驗;然后將簡體上的十字中心線重新引回到法蘭上平面，標出首、尾點，并打上洋沖記號;在立車上將法蘭平面的安裝螺栓孔分度圓劃出，定出各孔的中心、分度十字線，打上洋沖點;然后鉆孔和刮出锪孔位。

在機加工過程中，由于受到熱應力、車削力、夾緊力等外力的影響，安裝基座會產生變形。為確保變形對最后加工結果的影響減至可接受的范圍，采取了應力釋放措施：在每次進刀加工完成后，將夾緊卡碼松開，然后以合適的力度緩慢均勻地對稱夾緊安裝基座，并重新調正對刀，以所測量平面度值為基準加適量機加工值量，將平面修正。

3 安裝基座定位及分段搭載工藝

安裝基座在外場分段上定位前，將外場分段按船臺分段定位要求進行調整分段的基線、中心線、FRO肋位線以及左右水平，并用支撐將分段固定好;將外場分段的FRO肋位線、船體中心線、水線等基準線標示出來;將FRO肋位線在艙內標劃出，在艙內板上打上洋沖點，并將其引出到船外地板上標劃出;將分段的船體中心線標劃出，采用洋沖打在艙內平臺板及外板龍骨底上;將基座安裝基水準線在分段上標劃出，在艙內的壁板及分段的外板上打上洋沖點;將距中左右、距舯縱剖線標劃出，并在艙內將洋沖點打在前、后壁板及地臺板上;將安裝基座按首、尾方向吊裝到分段上定位，保證安裝基座法蘭十字中心線在FRO肋位線上和距舯縱剖線上，并保證安裝基座法蘭下平面至水線的高度。定位時，考慮到角度測量不方便，將角度測量改為測量安裝基座法蘭下平面首、尾的高度差，定位誤差允許+2 mm。安裝基座距中左、右及首、尾定位誤差允許±2 mm，但誤差必須是左右對稱的;安裝基座定位合格后，在分段上進行焊接。先焊接與肘板搭接的肋板，采用雙數焊工對稱施焊，每完成一道焊縫則停止焊接，測量安裝基座法蘭下平面的平面度變化值。由焊接主管依據法蘭下平面的平面度變化值來決定后續的焊接順序;肘板與肋板搭接焊完成后，進行肘板面板與法蘭外圓的對接焊，采用雙數焊工、對稱施焊，每完成一道焊縫則停止焊接，測量法蘭下平面的平面度變化值。以法蘭下平面的平面度變化值來決定下道焊的焊接順序;焊接完成后對焊縫進行打磨，探傷檢查。

船臺搭載時，將外場分段吊裝到船臺上，并調整好狀態，檢查基座安裝基準水線距離船臺搭載基線的一致性，以及檢查分段的船體中心線與船臺中心線的一致性，允許縱向距離誤差+5 mm、高度誤差+3一;查驗合格后進行定位和焊接，采用雙數焊工對稱施焊。先焊接結構、再焊接外板，在焊接過程中需每隔2小時停止焊接進行數據測量，由焊接主管根據測量數據確定下一步的焊接作業;重復進行焊接、停止、測量數據、數據審查、調整焊接順序、繼續焊接的步驟并做好記錄;焊接完成后，對焊縫進行打磨、探傷檢查并提交報驗。

4 安裝基座法蘭下平面外場機加工工藝

安裝基座法蘭下平面為全回轉舵槳推進器的安裝接觸面，其平面度要求高、機加工困難，尤其是在外場分段上進行機加工的難度更大，且工廠現有的外場移動式平面機加工設備精度較低，無法滿足要求。為此，我們開展了安裝基座外場機加工工藝及專用工裝的研究，如圖4所示。

根據法蘭下平面機加工尺寸和精度要求，制定了采用端面銑床將其刀臂長度進行改良的方案，以解決回轉空間不足的問題;增加一套加工安裝基座法蘭下平面的專用刀架，刀架安裝固定在刀臂底端，配置棘輪撥打裝置完成徑向進給，軸向進給由手動完成，解決了原銑床無法加工法蘭下平面的問題。

5 吊裝工藝

全回轉舵槳推進器是從船體底部往上吊裝的，安裝基座簡體下方的凈高應不小于5 586 mm。如果要求在船臺搭載階段保證該吊裝高度，將會極大地提高船底基線至地面的高度，嚴重影響船臺布墩及分段搭載。基于此，我們經過對吊裝的條件及全回轉舵槳推進器構造進行分析后，與供貨廠家進行協量，將全回轉舵槳推進器分解成三大部分，將底下部分在船臺預裝，然后再搭載分段，這樣不僅保證了全回轉舵槳推進器的吊裝空間，又保證了生產周期，圓滿解決了吊裝難題。

6 結語

通過對全回轉舵槳推進器安裝工序提前的研究和實施，提前在分段搭載前完成對全回轉舵槳推進器安裝基座的機加工，不僅改善了施工環境，提高了生產進度和降低引發安全事故的風險，最主要是實現了縮短船臺周期，為后續工作開展提供有利的條件。

參考文獻

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