CN102923252A - 全回转舵桨装置安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全回转舵桨装置安装方法，该方法将围井法兰式安装的全回转舵桨的船体基座切割成锥形单元体（如附图所示），将其运至车间供大型立车加工高精度的安装配合面，螺孔及密封圈沟槽后，再将加工好的锥形单元体吊上船按切割钢印记复位并安装舵桨，以满足轴系布置设计、舵桨安装质量及密封可靠性要求。摒弃传统的施工方法，省工、省力、提高工效并节省昂贵的工装设备投资。其次，也可以将加工好的锥形台单元体与舵桨可实现单元组装后一并上船复位安装，进一步提高舵桨的安装质量和工效，符合现代造船的要求。

Description

全回转舵桨装置安装方法

技术领域

本发明涉及一种舵桨装置的安装方法，具体地指一种全回转舵桨装置安装方法。

背景技术

在机动工况频繁的拖轮、港口作业船、渡船、工程船及海洋作业工程船越来越多地采用全回转舵桨装置。以大型围井法兰式安装的全回转舵桨，其公共底座直径在2~4m，对于与其对应的围井法兰的安装配合面加工及全回转舵桨安装，舵桨厂均提出很高的加工及安装精度要求，其要求如下：

1）围井法兰的加工要求

围井法兰安装配合面机加工精度要求很高，与全回转舵桨之间的安装配合面的平面度≤0.10、粗糙度≤3.2；对于图6所示的舵桨装置从上向下安装的基座法兰面上还设有标准的O型密封圈沟槽，其加工要求也很高。

2）舵桨的安装要求

a.舵桨的公共底座与围井法兰在高强度毛螺栓紧固状态下，其安装配合面的间隙沿360°方向用0.15mm塞尺插不进。

b.对海船而言，其安装配合面一般位于满载水线以下，必须使橡胶密封圈受到均匀地压缩，满足设计所要求的压缩量，以 保证密封的可靠性。另外安装配合面间不允许充填密封胶或环氧树脂；

c.从轴系布置考虑，围井法兰及舵桨安装应满足轴系布置设计要求。

上述这些高精度的加工及安装要求一直是船厂施工的一大难题，目前通常采用两种工艺方法：

（1）先将围井法兰作为一个单个部件（图1、图2）按照相应尺寸和精度要求加工好安装配合面、密封圈沟槽及安装螺孔，再将围井法兰上船按基座结构图（图3）与T型肘板及船底板焊接建造用于安装全回转舵桨的基座。由于T型肘板数量较多，围井法兰与肘板焊接时，其安装配合面因焊接变形是难免的，即使由钳工打磨拂配安装配合面也不能满足上述要求。这种工艺不仅费工、费力，而且需制作一只供拂配检测用的高精度圆形大平板。又因舵桨舱空间受限，用大型高精度平板检测其操作困难。这种工艺对于图8所示的舵桨由下向上的安装形式，其安装配合面就无法采用拂配工艺。

（2）采用专用的大型立式镗排在船台现场加工安装配合面及密封圈沟槽，这种专用大型设备要能加工直径2~4m环形法兰的安装配合面，其工装设备的投资费用大，增加了造船成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中安装全回转舵桨过程中存在难度大、费工、费力、费用大的缺陷，提供一种简单可靠、省工、省力、提高工效并能够节省昂贵的工装设备投资的全回转舵桨装置安装方法。

为实现上述目的，本发明所设计的全回转舵桨装置安装方法，包括以下步骤：

1）制作围井法兰，围井法兰包括基座法兰和围井筒体，工艺设计时基座法兰的厚度留加工余量15~20mm，且基座法兰的内孔加工至成品尺寸，围井筒体高度伸出其所处部位的船底板最低点90~120mm，供大型立车加工时作支撑和夹位；

2）舵桨基座附近的中间轴承基座施焊完毕，对于电力推进的全回转舵桨，其推进电动机的基座施焊完毕，在此基础上船舶主体建造至能给出最终基线的状态，在船舶主体上定位出轴线位的分基线、轴系拉线及围井法兰安装中心位的铅垂线；

3）将围井法兰吊上船以所拉的分基线、轴系拉线及围井法兰中心位的铅垂线为基准定位围井法兰，并与T型肘板和船底板进行施满焊连接；

4）在舵桨舱船舶主体内设置垂向工艺支撑和横向工艺支撑；

5）在基座法兰的上表面以轴系拉线和基座法兰中心的铅垂线为基准划出十字线，该十字线延伸至围井法兰外的T型肘板上，并打上印记；以十字线中心为圆心、在基座法兰上划出安装配合面的加工圆，检验圆及用于安装密封圈的密封槽圆，并在加工圆、检验圆与十字线交点处进行定位标记，所述安装配合面为基座法兰的表面与舵桨装置公共底座相配合的部分；

6）在铅垂线位，根据轴系布置图由分基线向上量取H值，H值为轴系设计所定的安装配合面至分基线的高度，根据H值确定基座法兰表面的加工余量，其中也包括安装配合面的加工余量；

7）在基座法兰的上表面的十字线处磨出四块校准用水平面，校准用水平面与铅垂线垂直；

8）将围井法兰基座从船体上连同T型肘板和船底板一并切下，得到一只锥形台单元体，其锥形台单元体的刚度和强度足以保证加工、运输和安装过程中不会发生机械变形；其中基座法兰处的切割圆为以铅垂线为中心，切割圆直径为D+60~70mm；D为基座法兰的外径；船底板的切割圆为以铅垂线为中心，切割圆直径为D+130~140mm，切割前，在切开的T形肘板处对应的断面打上断面标记；

9）对锥形台单元体在车间大型立车上进行精加工，使安装配合面、密封槽及基座法兰上的所有螺孔符合设计要求；

10）将加工好的锥形台单元体按照步骤8）的标记，于船舶主体上施焊复位，复位完毕后，将全回转舵桨安装至围井法兰内；或者将全回转舵桨安装至加工好的锥形台单元体内，即进行单元组装，再将组装好的整体单元吊上船，按照步骤8）的标记，于船舶主体上施焊复位，锥形台单元体的位置偏差及水平度均满足轴系布置要求和舵桨安装要求。

本发明所述的方法的工艺理论分析及复位误差控制如下：

（1）所切割成的锥形台单元体由厚法兰、围井筒体、肘板及船底板构成强度和刚度很大的锥形台单元体，复位时仅对肘板切割处施焊对接，对接的焊接部位远离加工好的安装配合面。实践证明只要调节好焊接程序，则不会影响法兰上已加工好的安装配合面的平面度和法兰圆度。

（2）锥形台单元体复位误差控制：复位焊接时要在桥水平及轴系拉线下进行检测而调节焊接程序，以控制锥形台单元体的位置偏移及安装配合面的水平度。

a.以法兰中心至主机飞轮端面轴系长11m为例，如果法兰配合面沿水平轴线产生0.1°倾角偏差，则对主机后机脚垫片厚度产生约20mm的偏差；以

3200mm直径的基座法兰为例，前后的水平误差约5.5mm。水平误差在2~3mm是完全可以控制的。

b.如果以舵桨装置的输入轴线为基准，将基座法兰的螺孔车间预先加工好，定位时如沿输入轴线对应的基座法兰螺孔中心左右横摆0.1°，在主机飞轮端有横向偏移约20mm，则会影响主机安装。在轴系拉线检测下施焊，使偏差控制在尽量小的误差内也是可以做到的。

本发明的有益效果：所提供的全回转舵桨装置安装方法是将围井法兰式安装的全回转舵桨的船体基座切割成锥形台单元体，方便车间大型立车加工高精度要求的安装配合面，螺孔及密封圈沟槽，以满足舵桨安装质量及密封可靠性要求。摒弃传统的施工方法，省工、省力、提高工效并节省昂贵的工装设备投资。其次，采用加工好的锥形台单元体与舵桨可实现单元组装后一并上船定位及施焊复位，进一步提高舵桨的安装质量和工效，符合现代造船的要求。实践证明该工艺不但能满足上述要求，而且简单可靠，省工省力，大大节省工装设备投资，降低造船成本，缩短造船周期。

附图说明

图1为舵桨从上向下安装的围井法兰的结构剖视示意图；

图2为舵桨由下向上安装的围井法兰的结构剖视示意图；

图3为舵桨的围井法兰式基座焊接在船舶主体上的结构俯视示意图；

图4为舵桨从上向下安装的锥形台单元体的结构剖视示意图；

图5为舵桨由下向上安装的锥形台单元体的结构剖视示意图；

图6为舵桨从上向下安装的结构剖视示意图；

图7为图6中安装配合面所在的R1部分的放大结构示意图；

图8为舵桨由下向上安装的结构剖视示意图；

图9为图8中安装配合面所在的R2部分的放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1为舵桨装置从上向下安装方式

如图1、3、4、6、7所示，一种全回转舵桨装置从上向下安装的方法，包括以下步骤：

1）制作围井法兰1，围井法兰包括基座法兰1.1和围井筒体1.2，其中基座法兰1.1的厚度留加工余量约15mm，且基座法兰1.1的内孔加工至成品尺寸D1。围井筒体1.2的筒体高度应预留伸出筒体部位的船底板最低点约100mm，供立车加工时作支承及夹位，该多余部分在复位完毕沿船底线型切割掉；

2）舵桨基座附近的中间轴承基座施焊完毕。对于电力推进的全回转舵桨，其推进电动机的基座施焊完毕。在此基础上船舶主体建造至能给出最终基线的状态，在船舶主体上定位出轴线位的分基线、轴系拉线及围井法兰1安装中心位的铅垂线；船舶主体建造至能给出最终基线的状态是指船舶主体已建造完毕，船体可以提供准确基线供轴系拉线；

3）将围井法兰1吊上船以所拉的分基线、轴系拉线及围井法兰中心位的铅垂线为基准定位围井法兰，并与T型肘板2、与船底板4进行施满焊连接；

4）在舵桨舱的船舶主体内设置垂向工艺支撑和横向工艺支撑，以防止基座的锥形台单元体切割后船体变形大，造成单元体复位困难；

5）在基座法兰1.1的上表面，以轴系拉线和铅垂线为基准划出十字线（如图3所示，A—A和B—B组成的十字线），该十字线延伸至围井法兰1外的T型肘板2上，并打上钢印记。以十字线中心为圆心、在基座法兰上表面划出安装配合面的加工圆（图未示），检验圆（图未示）及用于安装密封圈8的密封槽圆（对应密封槽3所在的位置），并在加工圆、检验圆与十字线的交点处打上*钢印标记。所述安装配合面为基座法兰1.1的上表面中与舵桨装置公共底座6相配合的部分；

6）在铅垂线位，根据轴系布置图由分基线向上量取H值，H值为轴系设计所定的安装配合面至分基线的高度。根据H值确定基座法兰1.1的上表面的加工余量，其中也包括安装配合面的加工余量；

7）在基座法兰1.1的上表面的十字线处磨出四块校准用水平面，校准用水平面与铅垂线垂直，以保证加工后的平面与铅垂线垂直；

8）将围井法兰式基座从船体上连同T型肘板2和船底板4一并切下，得到锥形台单元体（如图4），其中基座法兰1.1处的切割面为以铅垂线为中心，切割圆直径为D+60mm，D为基座法兰1.1的外径；船底板4的切割面以铅垂线为中心，切割圆直径D3为D+130mm。切割前，在切开的T形肘板2处对应的断面上打上*钢印标记；

9）对锥形台单元体进行精加工，将锥形台单元体运至车间由大型立车按设计要求加工安装配合面、密封圈沟槽3及基座法兰1.1上的所有螺孔7，安装配合面的加工要求为平面度≤0.10、粗糙度≤3.2。螺孔也可以与舵桨的装置公共底座6配钻，视螺孔的大小而定；

10）将加工好的锥形台单元体按照步骤8）的标记，于船舶主体上施焊复位，复位完毕后，锥形台单元体的位置偏差及水平度均满足轴系布置要求和舵桨安装要求；

11）将全回转舵桨5安装至围井法兰1内。

全回转舵桨安装注意事项：

1）对安装配合面清除毛刺，用清洗剂清洗安装配合面，O型橡胶密封圈8用粘胶将其固定在密封槽3内。

2）预制2只工艺铰制定位螺栓，其为对角布置，在舵桨装置公共底座6接近落位前安装定位螺栓，使落位准确，防止因落位后为对准十字线，两者有搓动而损伤密封圈。

提示：舵桨供货厂家在舵桨装置的圆形公共底座上提供了以输入轴线为基准的安装对中用的十字线印记。舵桨落位时只需将其十字线印记与基座法兰的十字线印记对齐，两者就处于同一中心位置。

实施例2为舵桨装置由下向上安装方式

如图2、3、5、8、9所示，一种全回转舵桨装置由下向上安装方法，包括以下步骤：

1）制作围井法兰1，围井法兰包括基座法兰1.1和围井筒体1.2，其中基座法兰1.1的厚度留加工余量15mm，且基座法兰1.1的内孔加工至成品尺寸D1。围井筒体1.2的筒体高度应伸出筒体部位的船底板最低点约100mm，供立车加工时作支承及夹位，该多余部分在复位完毕沿船底线型切割掉；

2）舵桨基座附近的中间轴承基座施焊完毕。对于电力推进的全回转舵桨，其推进电动机的基座施焊完毕。在此基础上船舶主体建造至能给出最终基线的状态，在船舶主体上定位出轴线位的分基线、轴系拉线及围井法兰安装中心位的铅垂线。船舶主体建造至能给出最终基线的状态是指船舶主体已建造完毕，船体可以提供准确基线供轴系拉线；

3）将围井法兰1吊上船，以所拉的分基线、轴系拉线及围井法兰中心位的铅垂线为基准定位围井法兰，并与T型肘板2，与船底板4进行施满焊连接；

4）在舵桨舱的船舶主体内设置垂向工艺支撑和横向工艺支撑，以防止基座的锥形台单元体切割后船体变形大，造成单元体复位困难；

5）在基座法兰1.1的上、下表面，以轴系拉线和铅垂线为基准划出十字线，上表面的十字线延伸至围井法兰外的T型肘板2上，并打上钢印记。以十字线中心为圆心，在基座法兰上表面划出所需加工的环形平面圆D4及相应的检验圆。如图9所示在基座法兰的下表面（筒体内的部位）划出安装配合面的加工圆，检验圆，并在加工圆、检验圆与十字线相交点处进行定位标记。所述安装配合面为基座法兰1.1的下表面中与舵桨装置公共底座6相配合的部分；

6）在铅垂线位，根据轴系布置图由分基线向上量取H值，H值为轴系设计所定的安装配合面至分基线的高度，根据H值确定基座法兰1.1的上、下表面的加工余量，其中也包括安装配合面的加工余量；

7）在基座法兰1.1的上表面的十字线处磨出四块校准用水平面，校准用水平面与铅垂线垂直，以保证加工后的平面与铅垂线垂直；

8）将围井法兰式基座从船体上连同T型肘板2和船底板4一并切下，得到锥形台单元体，其中基座法兰1.1处的切割圆以铅垂线为中心，切割直径为D+60，D为基座法兰1.1的外径；船底板4的切割面为以铅垂线为中心，切割圆直径D3为D+130mm。切割前，在切开的T形肘板2处对应的断面上打上*钢印标记；

9）对锥形台单元体进行精加工，将锥形台单元体运至车间，由大型立车按设计要求加工基座法兰下表面的安装配合面、基座法兰1.1上的所有螺孔7及基座法兰上表面中D4所示的环形平面，安装配合面的加工要求为平面度≤0.10、粗糙度≤3.2；

10）将加工好的锥形台单元体按照步骤8）的标记，于船舶主体上施焊复位。复位完毕后，锥形台单元体的位置偏差及水平度均满足轴系布置要求和舵桨安装要求；

11）将全回转舵桨5安装至围井法兰1内。

全回转舵桨安装注意事项：

1）对安装配合面清除毛刺，用清洗剂清洗安装配合面，O型橡胶密封圈8用粘胶将其固定在舵桨公共底座密封槽内。

2）预制2只工艺铰制定位螺栓，其为对角布置，在舵桨装置公共底座6接近落位前安装定位螺栓，使落位准确，防止因落位后为对准十字线，两者有搓动而损伤密封圈。

提示：（1）舵桨供货厂家在舵桨装置的圆形公共底座上提供了以输入轴线为基准的安装对中用的十字线印记，舵桨落位时只需将其十字线印记与基座法兰的十字线印记对齐，两者就处于同一中心位置。

（2）图8所示的安装方式，其密封圈沟槽位于舵桨装置的公共底座6上，舵桨厂家已加工到位。

实施例3为舵桨装置单元组装的安装方法

如图4、图5所示的锥形台单元体设计，对应于图6、图8所示的舵桨装置安装方式。这种工艺设计为单元组装提供了有利条件。一种全回转舵桨单元组装方法，其步骤如下：

步骤1）~步骤9）和实施例1、实施例2基本相同，其不同之处在于步骤9）对锥形台单元体进行精加工，使安装配合面、密封圈沟槽（图5所示锥形台单元体下表面的安装配合面不设置密封圈沟槽）及基座法兰上的所有螺孔符合设计要求，然后将全回转舵桨5与锥形台单元体进行单元组装；

10）搭制坚固的安装工作平台，将加工好的锥形台单元体与舵桨装置在工作平台上按十字线标志对齐，将两者用螺栓锁紧作为一个整体单元；

11）将组装好的整体单元吊上船按所打印记*复位。单元组装时应将挡板制作及井箱内的油漆全部做完。这种单元组装工艺既能保证安装质量，又能提高工效，缩短施工周期。

Claims (1)

1.一种全回转舵桨装置安装方法，包括以下步骤：

1）制作围井法兰，围井法兰包括基座法兰和围井筒体，工艺设计时基座法兰的厚度留加工余量15~20mm，且基座法兰的内孔加工至成品尺寸，围井筒体高度伸出其所处部位的船底板最低点90~120mm，供大型立车加工时作支撑和夹位；

2）舵桨基座附近的中间轴承基座施焊完毕，对于电力推进的全回转舵桨，其推进电动机的基座施焊完毕，在此基础上船舶主体建造至能给出最终基线的状态，在船舶主体上定位出轴线位的分基线、轴系拉线及围井法兰安装中心位的铅垂线；

3）将围井法兰吊上船以所拉的分基线、轴系拉线及围井法兰中心位的铅垂线为基准定位围井法兰，并与T型肘板和船底板进行施满焊连接；

4）在舵桨舱船舶主体内设置垂向工艺支撑和横向工艺支撑；

5）在基座法兰的上表面以轴系拉线和基座法兰中心的铅垂线为基准划出十字线，该十字线延伸至围井法兰外的T型肘板上，并打上印记；以十字线中心为圆心、在基座法兰上划出安装配合面的加工圆，检验圆及用于安装密封圈的密封槽圆，并在加工圆、检验圆与十字线交点处进行定位标记，所述安装配合面为基座法兰的表面与舵桨装置公共底座相配合的部分；

6）在铅垂线位，根据轴系布置图由分基线向上量取H值，H值为轴系设计所定的安装配合面至分基线的高度，根据H值确定基座法兰表面的加工余量，其中也包括安装配合面的加工余量；

7）在基座法兰的上表面的十字线处磨出四块校准用水平面，校准用水平面与铅垂线垂直；

8）将围井法兰基座从船体上连同T型肘板和船底板一并切下，得到一只锥形台单元体，其锥形台单元体的刚度和强度足以保证加工、运输和复位安装过程中不会发生机械变形；其中基座法兰处的切割圆为以铅垂线为中心，切割圆直径为D+60~70mm；D为基座法兰的外径；船底板的切割圆为以铅垂线为中心，切割圆直径为D+130~140mm，切割前，在切开的T形肘板处对应的断面打上断面标记；

9）对锥形台单元体在车间大型立车上进行精加工，使安装配合面、密封槽及基座法兰上的所有螺孔符合设计要求；

10）将加工好的锥形台单元体按照步骤8）的标记，于船舶主体上施焊复位，复位完毕后，将全回转舵桨安装至围井法兰内；或者将全回转舵桨安装至加工好的锥形台单元体内，即进行单元组装，再将组装好的整体单元吊上船，按照步骤8）的标记于船舶主体上施焊复位，锥形台单元体的位置偏差及水平度均满足轴系布置要求和舵桨安装要求。

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