CN106184686B - 船舶艉管安装工艺 - Google Patents

船舶艉管安装工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了船舶艉管安装工艺，包括以下步骤：1）通过拉线确定轴系的中线，从而确定艉管的中心位置：2）根据拉线结果，对尾鳍内，艉管焊接的三道纵壁开孔；3）加工焊接复板；4）从舱壁开孔处穿入艉管，待艉管即将穿过相应舱壁前套入复板；5）根据拉线结果，做工装顶丝整体调整复板及艉管的位置，使之与理论线重合；6）焊接复板到纵壁上；7）焊接艉管与复板，艉管与舱壁；8）穿入艉轴，并安装前后轴封；9）在艉柱上安装工艺孔板；10）焊接完成，通过塞尺和刮瓦检测艉轴与艉管内轴承的安装是否符合要求。该安装工艺不会导致轴卡死在轴承内，保证轴运转正常，节省了常规艉管安装时，现场镗孔及压装轴承的工作量及成本，节省了安装时间。

Description

船舶艉管安装工艺
技术领域
本发明涉及一种船舶艉管安装工艺。
背景技术
LNG动力散货船，采用双机双桨艉机型推进系统，主机功率经减速齿轮箱和轴系向螺旋桨传导。常规焊接式艉管，为保证艉管的同轴度，艉管的白合金轴承不提前预装，待艉管焊接后对艉管轴毂内壁进行镗孔，镗孔完毕后压装白合金轴承。但是若艉管为整体式艉管，白合金轴承已经提前压装进轴毂中，整体艉管采用焊接定位安装，且尾鳍空间狭小，必须开工艺孔进行焊接，在船体外板很薄（8mm）且轴与轴承的间隙只有0.3mm的情况下，如何保证焊接艉管及工艺孔时，不导致轴卡死在轴承内是一个急需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种船舶艉管安装工艺，可以保证轴运转正常，节省了常规艉管安装时，现场镗孔及压装轴承的工作量及成本，大大的节省了安装时间。
本发明采用的技术方案是：船舶艉管安装工艺，包括以下步骤：
1）通过拉线，确定轴系的中线，从而确定艉管的中心位置：分别在船体FR3-200、FR4、FR9处各安装一个调心线架，以拉线为中心，使用内卡规调整调心线架的中心，使其与轴系理论中心重合；
2）根据拉线结果，对尾鳍内，艉管焊接的三道舱壁开孔：以调心线架的中心为圆心，分别在FR3-200处的前壁、FR4处的后壁以及FR9处的前壁划开孔圆，开孔直径是φ265mm；
3）加工焊接复板；
4）从舱壁开孔处穿入艉管，待艉管即将穿过相应舱壁前套入复板；
5）根据拉线结果，做工装顶丝整体调整复板及艉管的位置，使之与理论线重合；
6）焊接复板到步骤（2）所述的舱壁上；
7）焊接艉管与复板，艉管与舱壁；
8）穿入艉轴，并安装前后轴封，注意轴封中各部件的顺序及位置；
9）为便于进入艉柱进行施工作业，方便艉管的焊接，须在艉柱上开工艺孔，并安装工艺孔板；
10）焊接完成，冷却后，通过塞尺和刮瓦检测艉轴与艉管内轴承的安装是否符合要求。
所述步骤（1）中调心线架的中心与轴系理论中心重合时，要求误差不能超过0.05mm。
所述步骤（5）中调整复板及艉管的位置与理论线重合时，要求误差不能超过0.10mm，要求艉管的后端面距FR0的距离为1250±2mm。
所述步骤（6）中复板与舱壁的焊接方式为角焊缝，焊角高度为8mm。
所述步骤（7）中，复板与艉管间的焊接采用深熔焊，舱壁与艉管间的焊接采用角焊缝，焊角高度为8mm，焊接顺序为FR 3-200，FR4，FR9从艉向艏依次焊接，为更好地控制艉管变形，焊接应使用直径为3.2mm焊条或用1.0mm直径的药芯焊丝，若采用1.0mm的药芯焊丝，用150 ~ 190A的电流打底，160 ~ 200A的电流填充和盖面，若采用3.2mm的焊条，用80 ~100A的电流打底，80 ~ 110A的电流填充和盖面，焊接长度应控制在30mm内，然后对称焊接。
所述步骤（9）中，安装工艺孔板时，艉柱（用于安装固定轴系的船体延伸部分，）两侧工艺孔板的焊接应两名焊工同时进行，应先焊接上下的横焊缝，然后再焊接前后的竖焊缝。焊接时应不时转动艉轴，并使用塞尺检查艉轴与轴承四周的间隙，如果发现间隙偏离在一侧时，应停止该侧施焊，分析后转向另一侧施焊，直至间隙满足要求。
所述步骤（10）中，焊接完成冷却后，应转动艉轴1 ~ 2圈，然后用塞尺检测前、后轴承的间隙情况，要求轴承下部0.10mm的塞尺不入，左、右间隙应分别在总间隙（指测得的左、右间隙值之和）的30 ~ 70%之间，如不满足此要求，应抽出尾轴，刮削轴承直至满足要求。
所述刮削轴承的具体操作是，根据记录的轴承间隙，确定刮削侧及刮削量，若艉管后轴承后端左侧间隙过小，则相应的刮削艉管后轴承前端右侧内壁，反之亦然；若艉管前轴承前端左侧间隙过小，则相应的刮削艉管前轴承后端右侧内壁，反之亦然；在艉管后轴承前端及艉管前轴承后端内孔，架设百分表控制刮削量，最大刮削量不得超过0.50mm。
本发明的有益效果是：常规焊接式艉管，艉管的白合金轴承不提前预装，待艉管焊接后对艉管轴毂内壁进行镗孔，镗孔完毕后压装白合金轴承，本发明方法中艉管为整体式艉管，白合金轴承已经提前压装进轴毂中，可以在尾鳍空间狭小，船体外板很薄（8mm）且轴与轴承的间隙只有0.3mm的情况下，保证焊接艉管及工艺孔时，不会导致轴卡死在轴承内从而保证轴运转正常，节省了常规艉管安装时，现场镗孔及压装轴承的工作量及成本，大大的节省了安装时间。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本船采用的双机双桨，LNG动力干散货船，从事运输城市垃圾及其他物品的散货船。本船为艉机型，主机经减速齿轮箱和轴系驱动螺旋桨的双推进轴系。主机采用潍柴型号为WP10C210-15NG高速主机，齿轮箱型 号：HC138，定距桨：轴心线与船基线和中线平行，并沿船中线对称布置，距基线高度650mm，距船中线±2300mm，艉管为整体式艉管，白合金轴承已经提前压装进轴毂中，整体艉管采用焊接定位安装，且尾鳍空间狭小，必须开工艺孔进行焊接，在船体外板很薄（8mm）且轴与轴承的间隙只有0.3mm的情况下，如何保证焊接艉管及工艺孔时，而不导致轴卡死在轴承内是一个很关键的事情。
首先，艉管采用焊接形式将必然存在焊接变形，在保持目前设计的情况下，需要最小程度的保证焊接变形。若艉管与舱壁直接焊接，在保证艉管焊接变形量最小，保证同轴度的情况下，需要对舱壁进行镗孔，靠镗孔后的舱壁开孔精准尺寸（孔尺寸比艉管尺寸大0.5~0.6mm）去限制艉管的变形量，这样势必增加成本，因此本发明方法中，增加了焊接复板，将镗孔部分转移到了船下工作，对复板的内孔进行精加工，复板与舱壁搭接焊，同时调整复板与艉管的中心与钢丝的中心重合，采用工装锁定艉管的位置，然后进行烧焊工作。
其次，艉管内的白合金轴承已经安装，焊接时应严格控制轴承表面的温度，以免造成白合金热损伤。为更好地控制尾管变形，采用对称焊接，焊接时还应不时转动尾轴，并使用塞尺检查尾轴与轴承四周的间隙，如果发现间隙偏离在一侧时，应停止该处施焊，分析后转向另一侧施焊，直至间隙满足要求。
本发明船舶艉管安装工艺安装要求及具体操作如下，
安装要求：
1.1拉线应具备的条件
a) 机舱前壁主甲板以下的船体结构的主要焊接工作和火工矫正工作结束。包括主机齿轮箱基座焊接结束，机舱、尾尖舱等主机轴系、舵系部件通过的区域船体焊接装配工作结束；
b) 主船体机舱、舵机舱、压载水舱、船体连接的结构舱柜的密性试验结束；
c）拆除尾部分段两侧的所有临时支撑和拉撑，使船体结构不受额外的外力影响；
d) 船体基线挠度应符合规定公差标准；
e) 拉线工作要求在不受阳光照射及气温剧变的情况下进行。一般在晚上或阴雨天，且应停止振动或撞击作业，以避免船体变形影响轴系中心线的正确性。
1.2轴系拉线基准
以船体制造部门所提供的轴系中心线，在距船中心线2300mm的左右两侧，距基线高度650mm处拉一0.5mm的钢丝线，并配重25kg，其尾基点设在船体的约FR-1位置，艏基点设在推进机舱约FR16位置。牢固固定拉线架，使其在拉线过程中不得有松动、变形等影响拉线精度的现象的产生。基准点应分别与其理论中心线重合，偏差应不超过1mm，若船体存在横向水平误差，则应根据质检记录进行修正。
需要注意的是：轴系，舵系的拉线应同时进行，检查舵系及轴系中心线间的垂直度及左右偏差。拉线应与理论轴系中心线重合，调整时，要考虑钢丝的自重下垂，修正轴系中心线。具体数值参考下面的计算：钢丝挠度按如下公式计算：
Y= [Q*X*(1-X) ] /2T，公式中，
Y: 欲计算点的下垂度（挠度） （mm）；
Q: 钢丝的均布负荷（g/m）；
X: 计算挠度处距基点的距离 (m)；
T: 拉力 (kg)；
L: 测量段两基点的距离 (m)。
具体操作：
1）通过拉线，确定轴系的中线，以理论轴线为基准，从而确定艉管的中心位置：分别在船体FR3-200、FR4、FR9处各安装一个调心线架，以拉线为中心，使用内卡规调整调心线架的中心，使其与轴系理论中心重合；要求误差不能超过0.05mm；
2）根据拉线结果，对尾鳍内，艉管焊接的三道舱壁开孔：以调心线架的中心为圆心，分别在FR3-200处的前壁、FR4处的后壁以及FR9处的前壁划开孔圆，开孔直径是φ265mm；具体开孔要求为：以钢丝为基准，划出FR3-200 与FR4之间的后轴承座焊接肘板切割线，并修割、打磨平整，两肘板之间的间距应大于后轴承座外圆直径约1mm，将划出的开孔圆用气割开孔，并除去焊渣；
3）加工焊接复板（焊接复板的内孔直径D实测实际到货的尺寸后确定）；
4）从舱壁开孔处穿入艉管并根据艉轴艉管总图定位，待艉管即将穿过相应舱壁前套入复板。艉管安装时注意内部轴承的位置，艉管轴承端面标记“TOP”处（进回油口垂直向上）位于最上端，相对应的艉管法兰孔和油管位置以及透气口等必须与图纸相符，注意设备出厂编号与船号对应；
5）根据拉线结果，做工装顶丝整体调整复板及艉管的位置，使之与理论线重合；要求误差不能超过0.10mm，要求艉管的后端面距FR0的距离为1250±2mm （参考值：距FR3-200的距离为50±2mm）。安装并牢固旋紧所有管路联接件（如艉管滑油出入口），并采取有效措施保护，防止灰尘、异物进入艉管。点焊后穿入尾轴，尾轴穿入前应清洁艉管和尾轴，并在轴承位涂抹润滑油，穿尾轴时应注意前端联轴器螺纹的保护，以免螺纹自身碰伤或碰伤轴承内白合金；
6）焊接复板到步骤（2）所述的舱壁上；焊接方式为角焊缝，焊角高度为8mm；
7）焊接艉管与复板，艉管与舱壁。复板与艉管间的焊接采用深熔焊，舱壁与艉管间的焊接采用角焊缝，焊角高度为8mm。需要注意的是，艉管内的白合金轴承已经安装，焊接时应严格控制轴承表面的温度，要求距离焊点100mm的位置的温度不应超过150℃，以免造成白合金热损伤。为更好地控制艉管变形，焊接顺序为FR 3-200，FR4，FR9从艉向艏依次焊接，为更好地控制艉管变形，焊接应使用直径为3.2mm焊条或用1.0mm直径的药芯焊丝，若采用1.0mm的药芯焊丝，用150 ~ 190A的电流打底，160 ~ 200A的电流填充和盖面，若采用3.2mm的焊条，用80 ~ 100A的电流打底，80 ~ 110A的电流填充和盖面，焊接长度应控制在30mm内，然后对称焊接。艉管轴承的椭圆度应控制在0.10mm范围内。焊接时还应不时转动尾轴，并使用塞尺检查尾轴与轴承四周的间隙，如果发现间隙偏离在一侧时，应停止该处施焊，分析后转向另一侧施焊，直至间隙满足；
8）穿入艉轴，并安装前后轴封，注意轴封中各部件的顺序及位置；
9）为便于进入艉柱进行施工作业，须在艉柱上开工艺孔，并安装工艺孔板；艉柱（用于
安装固定轴系的船体延伸部分）两侧工艺孔板的焊接应两名焊工同时进行，应先焊接上下
的横焊缝，然后再焊接前后的竖焊缝。焊接时应不时转动尾轴，并使用塞尺检查尾轴与轴承
四周的间隙，如果发现间隙偏离在一侧时，应停止该侧施焊，分析后转向另一侧施焊，直至
间隙满足要求；
10）焊接完成，冷却后，应转动尾轴1 ~ 2圈，然后用塞尺检测前、后轴承的间隙情况，要求轴承下部0.10mm的塞尺不入，左、右间隙应分别在总间隙（指测得的左、右间隙值之和）的30~ 70%之间，如不满足此要求，应抽出尾轴，刮削轴承直至满足要求。
刮削轴承的具体操作是，根据记录的轴承间隙，确定刮削侧及刮削量，若艉管后轴承后端左侧间隙过小，则相应的刮削艉管后轴承前端右侧内壁，反之亦然；若艉管前轴承前端左侧间隙过小，则相应的刮削艉管前轴承后端右侧内壁，反之亦然；在艉管后轴承前端及艉管前轴承后端内孔，架设百分表控制刮削量，最大刮削量不得超过0.50mm。
为了保证轴与轴瓦能很好的接触，对轴瓦要进行细微的刮瓦。控制轴瓦刮削处的圆度，保证刮削面与非刮削面没有明显的界限。首先在特制的工装件(外径与轴颈相同)上涂一层薄薄的红丹油，然后使用工装件在轴瓦内刮削侧转动一周，使轴颈与轴瓦摩擦后，将工装件抽出，结果在瓦面上较高的地方就会出现红斑，然后用刮刀刮去较高的地方，这样继续数次，接触点逐渐增加，最后色斑均匀分布，达到规定的标准为止。轴与轴瓦的接触点参照以下规定：每25mmx25mm范围内2点以上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.船舶艉管安装工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）通过拉线，确定轴系的中线，从而确定艉管的中心位置：分别在船体FR3-200、FR4、FR9处各安装一个调心线架，以拉线为中心，使用内卡规调整调心线架的中心，使其与轴系理论中心重合；
2）根据拉线结果，对尾鳍内，艉管焊接的三道舱壁开孔：以调心线架的中心为圆心，分别在FR3-200处的前壁、FR4处的后壁以及FR9处的前壁划开孔圆，开孔直径是φ265mm；
3）加工焊接复板；
4）从舱壁开孔处穿入艉管，所述艉管为整体式艉管，白合金轴承已经提前压装进轴毂中,待艉管即将穿过相应舱壁前套入复板；
5）根据拉线结果，做工装顶丝整体调整复板及艉管的位置，使之与理论线重合；
6）焊接复板到步骤（2）所述的舱壁上；
7）焊接艉管与复板，艉管与舱壁；
8）穿入艉轴，并安装前后轴封；
9）在艉柱上开工艺孔，并安装工艺孔板；
10）焊接完成，冷却后，通过塞尺和刮瓦检测艉轴与艉管内轴承的安装是否符合要求。
2.根据权利要求1所述的船舶艉管安装工艺，其特征在于，所述步骤（1）中调心线架的中心与轴系理论中心重合时，要求误差不能超过0.05mm。
3.根据权利要求1所述的船舶艉管安装工艺，其特征在于：所述步骤（5）中调整复板及艉管的位置与理论线重合时，要求误差不能超过0.10mm，要求艉管的后端面距FR0的距离为1250±2mm。
4.根据权利要求1所述的船舶艉管安装工艺，其特征在于，所述步骤（6）中复板与舱壁的焊接方式为角焊缝，焊角高度为8mm。
5.根据权利要求1所述的船舶艉管安装工艺，其特征在于，所述步骤（7）中复板与艉管间的焊接采用深熔焊，舱壁与艉管间的焊接采用角焊缝，焊角高度为8mm，焊接顺序为FR3-200，FR4，FR9从艉向艏依次焊接，为更好地控制艉管变形，焊接应使用直径为3.2mm焊条或用1.0mm直径的药芯焊丝，若采用1.0mm的药芯焊丝，用150~190A的电流打底，160~200A的电流填充和盖面，若采用3.2mm的焊条，用80~100A的电流打底，80~110A的电流填充和盖面，焊接长度应控制在30mm内，然后对称焊接。
6.根据权利要求1所述的船舶艉管安装工艺，其特征在于，所述步骤（9）中，安装工艺孔板时，艉柱两侧工艺孔板的焊接应两名焊工同时进行，应先焊接上下的横焊缝，然后再焊接前后的竖焊缝；焊接时应不时转动艉轴，并使用塞尺检查艉轴与轴承四周的间隙，如果发现间隙偏离在一侧时，应停止该侧施焊，分析后转向另一侧施焊，直至间隙满足要求。
7.根据权利要求1所述的船舶艉管安装工艺，其特征在于，所述步骤（10）中，焊接完成冷却后，应转动艉轴1~2圈，然后用塞尺检测前、后轴承的间隙情况，要求轴承下部0.10mm的塞尺不入，左间隙、右间隙应分别在左、右间隙值之和的30~70%之间，如不满足此要求，应抽出艉轴，刮削轴承直至满足要求。
8.根据权利要求7所述的船舶艉管安装工艺，其特征在于，所述刮削轴承的具体操作是，根据记录的轴承间隙，确定刮削侧及刮削量，若艉管后轴承后端左侧间隙过小，则相应的刮削艉管后轴承前端右侧内壁，反之亦然；若艉管前轴承前端左侧间隙过小，则相应的刮削艉管前轴承后端右侧内壁，反之亦然；在艉管后轴承前端及艉管前轴承后端内孔，架设百分表控制刮削量，最大刮削量不得超过0.50mm。
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