对舵系安装工艺及质量控制方法的探析.pdf

船舶安全顺利地航行，并迅速地到达目的地或预定泊位，除依靠主机的推进外，还须具有良好的操纵性能，驾驶人员意图保持或改变航向的能力离不开舵系的操控。舵机将动力传递到舵叶从而产生舵效，可见舵系是实现船舶航行中直航、转向和停靠和泊位等指令的动力装置，起着操纵船舶航向的作用。为保证航行的安全性，在舵系的安装和维修过程中，必须严格控制好各工序的关键点，从而实现舵系高质量的安装。下面以40000 DWT系列散货船舵系安装为例展开论述。1安装流程为保证航向的稳定性及回转性，舵系安装质量直接影响着船舶航行的性能，应重视舵杆、舵叶、舵销、舵机设备等构件的安装精度。舵系结构参考图1所示。舵系的具体安装工艺流程如下。首先是挂舵臂拉线定位、上舵承基座定位、舵系镗孔、舵销定位和舵叶定位。然后是舵销液压螺母安装，接下来是舵杆安装、上舵承安装、舵杆下液压螺母安装、舵柄安装。最后是舵杆上液压螺母安装，舵机基座安装、舵机及附件安装、止跳块安装，再完成收尾检验工作。图1舵结构示意图1.舵柄 2.压紧环 3.套环 4.承压环 5.压盖 6.滚动轴承7.压板 8.上舵承体 9.垫片 10.衬环 11.密封环 12.衬套13.上舵杆 14.舵杆 15.压板 16.外衬套 17.铁梨木 18.内衬套19.舵叶 20.上摩擦片 21.下摩擦片 22.舵轴衬套 23.垫圈24.止动板 25.挂舵臂26.下封板对舵系安装工艺及质量控制方法的探析朱达新（江苏省江阴中等专业学校，江苏江阴214400）摘要为提高舵系的安装质量，从舵系安装流程入手，有所侧重地对拉线、定位、镗孔、安装要点等工序进行了分析，并对定位和镗孔提出了精度要求，规范了舵系的安装方法，使舵系的安装精度控制在预期范围内。以上工艺措施一方面为舵系校正与安装积累经验，也为船舶工程其他项目施工提供了参考。关键词拉线；镗孔；舵销；舵叶；舵杆中图分类号U664.2G710文献标志码A文章编号16718100（2023）04007405收稿日期：2023-02-28作者简介：朱达新，男，硕士，高级讲师，研究方向：机电一体化。武汉船舶职业技术学院学报2023 年第 4 期船舶与海洋工程742拉线定位2.1拉线舵系中心线的确定大多采用拉线法。现场施工中舵系拉线可与轴系的拉线或光学定位同时进行，也可单独施工，但轴系中心线钢丝不能拆除，因为要检查两钢丝的相互位置是否正确。拉线工作一般以早晨或傍晚为宜，避免船体在受阳光暴晒和温度急剧变化的状态下施工（左、右舷温差30c）。在拉线前，船体尾部结构的装焊工作、火工校正工作、艉部隔舱密封性需试验完毕。舵系的基准点的位置要经检验认可，拉线时应停止一切可能会产生振动的现场作业。在舵机平台上舵承基座上方和在基线下方各放置拉线拖板一只，并拉紧0.5mm的钢丝线。按挂舵臂的中线定位基准来定舵系中心线的位置，检查是否与图纸要求的尺寸相符合，如存在偏差时，可用拖线板调整。2.2定位精度控制（1）舵系中心线的确定，需满足舵系中心线与船体中心线的偏差小于2mm，前后偏差（0#肋位）小于2mm。（2）舵系拉线时，要检查舵系中心线和轴系中心线的相互位置，看两者是否存在垂直、相交现象。其允许偏差一般为2mm，垂直度偏差应控制在1mm/m以内。舵系中心线和轴系中心线相互位置，参考图2。（3）挂舵臂拉线定位，应保证上下两个舵扭内孔的不同心度小于2mm。（4）上舵承基座的定位，其中心线应和舵系中心线重合，基座上平面与舵系中心线垂直。上舵承基座的下端留有5mm机加工余量。（5）舵系拉线后，在挂舵臂上勘划舵系十字中心线，船舶纵中剖面线，以及作好样冲标记；在上舵承基座上划出上舵承内孔加工圆线和检验圆线。3镗孔在大型船舶上，舵系各中心孔均采用重置安装的镗排（装配机）进行镗削，以达到各轴承孔同轴度的要求。在舵系拉线完成后即可镗孔。舵系镗孔一般分粗镗加工、半精镗加工和精镗加工三个步骤完成。镗孔前，按照上舵承基座和挂舵臂上下舵钮加工镗孔架，对舵承基座、工艺法兰和挂舵臂上下舵钮端面镗孔所需的检验圆线、镗削圆线以及提高校中精度的工艺基准螺钉进行确认。3.1镗排安装镗排安装，须按舵承基座、工艺法兰、挂舵臂上、下舵钮端面上的检验圆线及工艺基准螺钉为校中依据，使用内径千分尺调整镗排和工艺基准螺钉间的距离，镗排与舵系中心应重合，误差控制在0.02mm以内。镗排和舵系中心重合参考图3。镗排安装参考图4。1.检验圆线 2.工艺基准螺钉 3.镗削圆线4.镗排 5.划针盘图3镗排与舵系中心线重合对舵系安装工艺及质量控制方法的探析朱达新图2舵系中心线和轴系中心线相互位置75武汉船舶职业技术学院学报2023 年第 4 期3.2镗孔与精度控制要求舵系镗孔主要镗削上舵承基座内孔与平面、上下舵钮内孔及台阶圆与端平面。每镗削一个部件均需遵循粗镗加工、半精镗加工、精镗加工三个步骤。3.2.1粗镗加工（1）按照施工图，将各孔直径和长度方面的尺寸加工到符合半精镗前的要求，且各阶梯孔应保留11.5mm的加工余量。（2）切削深度不大于4mm，进给量0.60mm/r，镗杆转速10r/min，要求表面粗糙度达Ra12.5。（3）应注意的是加工过程中如有较大面积砂眼、裂缝等缺陷存在应停止加工。3.2.2半精镗加工（1）控制好同轴度精度，加工时各档孔径应保留0.5mm的加工余量。（2）切削深度应小于0.15mm，进给量0.15mm/r，镗杆转速10r/min，要求表面粗糙度达Ra6.3。3.2.3镗孔精度控制要求（1）各档孔径镗削时，中途不允许停止镗削。孔的圆柱度公差值方向同衬套压入的方向应保持一致，不允许反向。镗孔的圆度、圆柱度公差须符合CSQS中国造船质量标准，参考表1列举的部分范围。表1镗孔圆度、圆柱度公差值单位：mm孔径D12012018050070011001300公差标准范围0.0150.0200.0400.070（2）舵系孔同轴度偏差（B）不大于0.3mm，极限偏差不大于0.5mm，舵系孔同轴度偏差测量见图5。（3）镗削后平面和舵系中心线垂直度误差应控制在0.10mm/m以内。（4）各端面的镗削尺寸应按图纸加工，以端面镗削线为准，长度误差之和控制在2mm以内。1.上舵承基座 2.舵机舱甲板3.挂舵臂（上舵钮）4.挂舵臂（下舵钮）图5舵系孔同轴度测量4舵系安装要点4.1舵销与舵叶的安装将舵销吊至舵销承座锥孔上方并固定，吊装舵叶至安装位置，缓慢落下舵销至舵销承座锥孔内后1.工艺法兰 2.镗刀架与刀具 3.舵机舱甲板4.挂舵臂（上舵钮）5.挂舵臂（下舵钮）6.镗排下支撑 7.镗排 8.中间支撑9.上舵承基座 10.镗排上支撑 11.传动机构图4镗排安装76上紧舵销螺母，调整好舵叶上下左右位置并在下部用垫木搁妥后固定好舵叶。4.2舵杆与舵叶的安装从主甲板工艺孔落下舵杆，舵杆插入舵叶上舵杆承座的锥孔内并定位于舵系中心线上，舵杆应采取必要措施固定以免影响上舵承的安装。4.3上舵承与舵柄的安装（1）吊装上舵承至基座上，对中后划出螺栓孔（一半铰制孔一半毛孔）并钻好孔。根据铰制孔孔径加工铰制螺栓，按标准拧紧力矩安装固定螺栓。（2）将舵杆调整到比实际安装高110mm的位置，安装上舵承与舵杆之间的键，用两半舵承架套住舵杆上部键槽位置，上紧连接螺栓。检查上舵承摩擦片是否润滑良好，落下舵杆，使舵承架下口平面贴合到滑动摩擦片的上平面。（3）舵杆落下后插入舵叶上舵杆承座的锥孔内，检查舵杆与舵叶的安装位置与内场拂配标记应一致。（4）依次安装、上紧舵杆下液压螺母、舵销液压螺母及附件。（5）参考舵柄安装说明书安装舵柄及舵杆上液压螺母。（6）调节舵叶艏艉中心线并与船体艉艏中心线一致，检查舵叶与挂舵臂的间隙是否满足图纸要求。（7）安装上舵承密封装置。转动舵叶左右应灵活无卡滞，再安装舵叶上的可拆板、水平隔板和检修盖板。4.4舵机的安装（1）测量舵机油缸单元基座高度，根据图纸要求划线修割高度余量。（2）确认舵柄位于船中位置（舵叶此时也应位于船中位置）。（3）将一组油缸单元分批吊装到基座（两者之间加临时与调整垫片或和环氧垫块一样厚的垫片）和舵柄上，吊运的过程中应注意保护柱塞。（4）用顶升螺栓支撑调整油缸中心面高度，使油缸中心面通过舵柄安装油缸的高度中心面。并调整油缸中心到舵柄中心的水平距离，使其相等。（5）舵机调整好后，基座点焊固定，经检验合格，吊离舵机后在进行焊接基座，待完全冷却后再进行下一步工作（6）再次安装舵机油缸至基座上，浇注环氧垫片（或安装调整垫片）后止推块座定位焊接结束。接着安装好液压油缸单元到储存油箱之间的连接管系和舵机的高低压管路。（7）安装舵角反馈单元、舵角发射器以及与舵柄之间的连杆，并且安装好其他相关附件。（8）转动舵叶应灵活无卡滞，经厂验、船检、船东代表检验确认后安装舵叶止跳块。安装前需先测出舵叶铸钢件上平面与下舵钮下端面之间的间隙值，在保证止跳块上表面与舵钮间隙条件下，切割止跳块的余量后再安装焊接到位，最后堪划永久“0”位标记。（9）安装完后，测出舵杆、舵销与衬套之间以及上舵承与舵杆之间的间隙，并向船东报验；对舵系上的水下检验标记向船东、船检交验。4.5舵系安装精度控制（1）安装舵机油缸单元时，要求油缸中心到舵柄中心的水平距离相等，其允许偏差控制在0.5mm以内。（2）若安装调整垫块，调整垫块与固定垫块间的接触面积应不小于60%。（3）舵机油缸单元、上舵承与基座紧固螺栓的双螺母拧紧要求：下面的薄螺母用80%的规定扭矩拧紧，上面的标准螺母用100%的规定扭矩拧紧。（4）安装止推锲块时，止推块同设备底座边框接触均匀，用 0.05mm 塞尺插入深度不能超过10mm，安装完后点焊三点进行定位。（5）测量与校核油缸与柱塞的间隙、舵柄与滚轮的间隙、油缸与舵柄加工面平行度以及油缸与柱塞垂直方向平行度的数值，须符合设备厂家的技术要求。5结束语以上是通过实船应用，对舵系现场施工安装过程中的要点及精度控制作了全面的介绍，各工序的安装都是按照造船质量标准和工艺要求进行的，为保证舵系安装质量提供了规范的技术指导与施工对舵系安装工艺及质量控制方法的探析朱达新77武汉船舶职业技术学院学报2023 年第 4 期依据。解决了生产中存在的各种困难，确保了舵系的高质量安装。参考文献1谭仁臣.船舶辅机与轴系M.哈尔滨船舶工程大学出版社.1996:239-242.2赵福志，程涵，肖逸.某大型绞吸式挖泥船舵系修复方案J.中国修船.2023,36(1)：1-4.3赵福志，陈拔云.某FSO舵系故障分析及修理工艺J.广东造船.2022,41(6)：96-99.4李娟，庄瑞民.15000m3挖泥船轴舵系建造精度控制及主机安装工艺J.广东造船.2022,41(5)：76-79.5江洁龙.浅谈远洋船舶舵系修理的技术规范和注意要点J.珠江水运.2022(19)：71-73.6江文胜，黄金星.大型船用舵系轴套内孔精加工方法探讨J.广船科技.2022,42(3)：52-55.7张程.某船舵系故障修复与分析J.机电信息.2022(12)：65-67+71.8任新民，赵福志.某海损大型散货船舵系的修复工艺J.广东造船.2022,41(1)：91-95.9陈益.浅谈舵系校正与安装方法J.广东造船.2020,39(4)：81-84.10 邓先国，党长青，葛兴伟.50000吨半潜船满足冰区加强舵系设计研究与优化J.广船科技.2021,41(3)：12-16.Research on Quality Control of Rudder System InstallationZHU Da-xin(Jiangyin Secondary Professional School of Jiangsu Province,Jiangyin 214400,China)Abstract:In order to improve the installation quality of rudder system,starting with the in-stallation process,this paper emphatically analyzes the working procedures of pulling line,positioning,boring and installation essentials,etc.Precision requirements have been put for-ward for positioning and boring,standardizing the installation method of the rudder system,and controlling the installation accuracy of the rudder system within the expected range.Theabove technical measures not only accumulate experience for rudder system correction and in-stallation,but also provide reference and guidance for other ship engineering projects.Keywords:pull wire;boring;rudder pin;rudder blade;rudder stem（责任编辑：程洁）78