CN116118970A - 一种船舶艉轴的安装工装及安装系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种船舶艉轴的安装工装及安装系统，包括设置于模块车上的基础支座，基础支座上活动设置装载机构，多个装载机构沿第一方向线性排布于基础支座上，装载机构包括：支撑机构，位于装载机构的顶部，用于承托艉轴；纵移机构，位于支撑机构的下方，并驱动支撑机构在第二方向的位移；横移机构，通过导向机构与基础支座连接，并驱动装载机构在第一方向的位移；升降机构，设置于横移机构上，并位于横移机构和纵移机构之间，用于驱动纵移机构和支撑机构在第三方向的位移。本申请安装工装能够实现多角度多方向运输，多个装载机构共同承托艉轴并将艉轴依次穿过轴架并装入轴管内，装载机构独立控制，防止行程干涉，提高了安装精度和安装效率。

Description

一种船舶艉轴的安装工装及安装系统

技术领域

本申请属于船舶技术领域，特别是涉及一种船舶艉轴的安装工装及安装系统。

背景技术

艉轴是船舶轴系中最末端的一段轴管，艉轴首端法兰与中间轴法兰用紧配螺栓相连接，尾端呈圆锥体形，用于安装船舶螺旋桨。船舶在下水前需要完成船舶的动力系统安装工作，艉轴穿过后艉轴架和轴管塞装到位，随后螺旋桨轴穿过后艉轴架塞装到位。

现如今船舶排水量大，艉轴、螺旋桨轴尺寸长、质量大，当其穿过后艉轴架和轴管时，艉轴与后艉轴架、轴管的相对间隙较小，这就对安装精度提出了一定的要求。

传统的艉轴安装方式是在轴系上方烧焊吊码，使用葫芦将艉轴吊起，通过调整吊带的位置和葫芦的长短将艉轴缓慢移动到指定位置。此传统安装方式存在以下弊端：使用手动拉葫芦费时费力、塞轴过程中有艉轴撞到轴架的安全风险，并且烧焊吊码对船体外板强度有影响，在吊码割除、批磨补过程中增加了大量人力成本，且该过程对环境也有所影响。

现有技术中提供了一套轨道式塞轴工装：通过预铺轨道运送艉轴，在艉轴安装前需要先将轨道铺设完毕，将艉轴放置于托架车上，使用牵引装置向船侧拉动艉轴，到达艉轴架时通过丝杆调节托架车高低从而使艉轴穿过艉轴架，完成塞轴。但是在实际应用过程中，由于轨道过于沉重，并且对于超长艉轴来说，需要拼接的段数过多，调整铺设角度也更为困难，造成了轨道式塞轴工装难以推广使用的境况。

因此，需要提供一种针对上述现有技术中的不足的改进技术方案。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种船舶艉轴的安装工装，用于解决现有技术中存在的艉轴安装轨道铺设困难、安装过程艉轴易损伤、后处理程序复杂和人力成本过高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种船舶艉轴的安装工装，包括设置于模块车上的基础支座，所述基础支座上活动设置装载机构，多个所述装载机构沿第一方向线性排布于所述基础支座上，所述装载机构包括：

支撑机构，位于所述装载机构的顶部，用于承托艉轴；

纵移机构，位于所述支撑机构的下方，并驱动所述支撑机构在第二方向的位移；

横移机构，通过导向机构与基础支座活动连接，并驱动所述装载机构在第一方向的位移；

升降机构，设置于所述横移机构上，并位于所述横移机构和所述纵移机构之间，用于驱动所述纵移机构和所述支撑机构在第三方向的位移；

其中，所述第一方向和所述第二方向平行于所述基础支座表面并且相交，所述第三方向垂直于所述基础支座的表面。

在一个实施方式中，所述基础支座配置四个所述装载机构，每个所述装载机构均独立控制运行。

在一个实施方式中，所述导向机构包括：

行走导轨，沿第一方向并列设置于基础支座的支撑横梁上，为装载机构的移动提供导向作用；

传动装置，配置为齿轮齿条传动机构；

制动装置，配置为棘条棘爪制动机构；

所述传动装置和所述制动装置分别设置于所述基础支座两侧的任一所述支撑横梁上。

在一个实施方式中，所述支撑机构包括：

轴托板，所述轴托板位于所述纵移机构的上方，并由纵移机构驱动沿第二方向往复移动；

垫板，分别呈“V”型对称设置于所述轴托板顶部，用以承托艉轴。

在一个实施方式中，所述升降机构包括：

设置于每个所述装载托架中部的第二驱动，用于驱动所述纵移机构和支撑机构在所述第三方向的位移；所述第二驱动两侧对称设置导向杆；

所述第二驱动和所述导向杆的顶部均与所述纵移机构的底部连接。

在一个实施方式中，所述横移机构包括：

相对设置的托架底座和托架顶板，所述托架底座上设置第一驱动，用于驱动所述装载托架在所述第一方向的位移；

导向套管，一端垂直设置于与所述导向杆位置对应的所述托架顶板下方，为导向杆的移动提供导向空间；另一端与所述托架底座支撑连接。

在一个实施方式中，所述基础支座还包括：

支撑横梁，沿第一方向并列设置，用于安装所述导向机构；

支撑纵梁，位于两条所述支撑纵梁之间，用于连接所述支撑纵梁；

底部固定装置，间隔排布于所述支撑横梁上，用于将基础支座与安装基底固定连接。

本申请还提供一种船舶艉轴的安装系统，所述安装系统包括：

安装工装，使用上述技术方案任一所述的安装工装；

轨道机构，设置于船舶的轴管内底处；

引长杆，设置于艉轴首端；

所述引长杆与所述轨道机构滑动连接，用于艉轴进入轴管后的导向安装。

在一个实施方式中，所述引长杆包括：

杆体，所述杆体与艉轴首端套接；

抱箍，分别设置于所述杆体的首端和艉轴首端；

滑板，设置于所述抱箍底部，并与所述轨道机构的滑道结构匹配。

在一个实施方式中，所述轨道机构包括：

轨道底板，设置于所述轴管内，所述轨道底板与轴管之间铺设橡胶垫，为轨道底板提供安装平面；

轨道挡板，位于所述轨道底板的端部并与轴管端部固定连接，为所述轨道底板提供限位作用。

与现有技术相比，本申请提供的技术方案具有以下有益效果：

1、本申请的艉轴安装工装可以替代现有的轨道运输艉轴方式，安装工装设置于模块车上，实现多角度多方向运输，减少了轨道铺设施工，安装时也无需人力拉动换向，每套安装工装均包括多个并排设置的装载机构，多个装载机构的支撑机构共同承托艉轴，将艉轴依次穿过轴架并装入轴管内，多个装载机构独立控制，当穿越轴架时可控制对应装载机构的承托高度，防止行程干涉，直到将艉轴全部安装到位。

2、本申请的艉轴安装工装将传动装置和制动装置采用相似的齿条和棘条结构，分别设置于基础支座的两个支撑横梁上，结构布局合理，支撑横梁受力均匀，安装稳定且便于维修，且传动装置和制动装置外侧均由同侧行走导轨保护隔离外来物，进一步延长了导向机构的使用寿命。

3、本申请的艉轴安装工装配套设置引长杆和轨道机构，引长杆套设于艉轴首端，采用超短假轴进行艉轴安装导向，提高了艉轴的安装精度，铺设于轴管内的轨道机构为引长杆提供滑动导轨，使引长杆和艉轴在轴管内的行进更加顺畅高效。

附图说明

图1为本申请安装工装的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本申请装载机构的结构示意图；

图4为图3的局部放大结构示意图；

图5为引长杆和艉轴首端的剖视图；

图6为轨道机构安装位置示意图；

图7为轨道机构俯视图；

图8为轨道机构侧视图；

图9为轴管首端及轨道机构的结构示意图。

附图标记说明：

1、基础支座；

101、支撑横梁；102、支撑纵梁；103、轴底固定座；104、第一螺栓；105、吊耳；

2、导向机构；

201、行走导轨；202、行走齿条；203、行走棘条；204、挡块；205、限位柱；206、防撞块；207、棘爪；

3、横移机构；

301、第一驱动；302、托架底座；303、导向套管；304、托架顶板；305、操作平台；306、爬梯；

4、升降机构；

401、第二驱动；402、导向杆；403、锁紧螺母；

5、纵移机构；

6、支撑机构；

601、轴托板；602、垫板；

7、引长杆；

701、杆体；702、抱箍；703、滑板；

8、轨道机构；

801、橡胶垫；802、橡皮拉柱；803、轨道底板；804、轨道挡板；805、第二螺栓。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与原理。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，请参阅图1至图9，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了方便描述，现定义坐标系如图1所示，定义x轴向为第一方向，即横向；定义y轴向为第二方向，即纵向；定义z轴向为第三方向，即垂向。

实施例1

本实施例提供了一种船舶艉轴的安装工装，参见图1，包括基础支座1，基础支座1上活动设置装载机构，多个装载机构沿第一方向线性排布于基础支座1上。

应当理解的是，基础支座1通常与模块车配套安装，模块车用于安装工装的整体移动和换向，且模块车与基础支座1可拆卸连接，适用于不同型号基础支座1的安装，以满足多种规格的艉轴安装工作。

装载机构包括支撑机构6、纵移机构5、横移机构3、导向机构2和升降机构4。参见图1，其中，

支撑机构6，位于装载机构的顶部，用于与艉轴直接接触并承托艉轴；

纵移机构5，位于支撑机构6的下方，并驱动支撑机构6的纵向位移，调整多个支撑机构6在纵向的相对位置，使每个支撑机构6与艉轴的接触点在一条直线上，艉轴架设和传输更加平稳；当艉轴安装的轴心与轴架和轴管的中心线未在同一直线时，对于微小误差，可以控制纵移机构5同步同向移动，以使艉轴与轴管和轴架的安装口对齐；或者，当艉轴的轴心与轴管和轴架的中心线存在小角度偏差时，可以同步调整纵移机构5的相对位置，使多个支撑机构6与艉轴接触点的连线与轴管和轴架的中心线重合，以确保精准安装。

横移机构3，通过导向机构2与基础支座1活动连接，并驱动装载机构在横向的位移；调整多个横移机构3之间的相对位置，适应不同长度的艉轴移送和安装工作。

升降机构4，设置于横移机构3上，并位于横移机构3和纵移机构5之间，用于驱动纵移机构5和支撑机构6在垂向的位移，分别调整每个支撑机构6的承托高度，使艉轴能够在安装工装上平稳放置；或者，在艉轴安装时用于调整艉轴的安装角度，使其倾斜对准轴架和轴管中心；或者，在艉轴穿过轴架时，依次降低轴架底部对应的装载机构高度，放置工装与轴架发生碰撞。

在一个实施方式中，参见图1，每个基础支座1配置的装载机构数量为四个，四个装载机构均独立控制运行，包括其中导向机构2、横移机构3和升降机构4的各自独立控制。四个装载机构能够根据艉轴的长短在基础支座1上预设初始间距，参见图7，四个装载机构两两分布于艉轴的首尾两端，当最前端的装载机构到达轴架进行穿轴工作时，其自动下降避免与轴架碰撞，而由第二个装载机构提供艉轴前端的支撑，始终给艉轴提供较均匀的支撑作用；同理，当第二个装载机构到达轴架进行穿轴工作时，自动下降避免与轴架碰撞，而此时艉轴首端已穿出轴架，由最前端装载机构上升继续承托支撑艉轴，确保穿轴过程至少有3个稳定的承托点。

在一个实施方式中，参见图2、图3，导向机构2包括：

行走导轨201，沿第一方向并列设置于基础支座1的支撑横梁101上，为装载机构的移动提供导向作用；

传动装置，配置为齿轮齿条传动机构；具体包括靠近行走导轨201内侧并设置于支撑横梁101上的行走齿条202，行走齿条202与设置于横移机构3上的第一驱动301通过齿轮齿条传动来驱动装载机构横移。

制动装置，配置为棘条棘爪制动机构；具体包括靠近另一条行走导轨201内侧并设置于支撑横梁101上的行走棘条203；行走棘条203与设置于横移机构3上的棘爪207配合，当装载机构需要急停或需要位置锁死时，棘爪207下放与行走棘条203相抵，实现限位作用。

行走齿条202和行走棘条203和制动装置分别设置于基础支座1两侧的不同的支撑横梁101上，该结构布局合理，支撑横梁101受力均匀，安装稳定且便于维修，且传动装置和制动装置外侧均由同侧行走导轨201保护隔离外来物，进一步延长了导向机构2的使用寿命。

另外，在横移机构3上设置限位柱205，限位柱205包括位于与其同侧行走导轨201两侧的滑轮，在两个滑轮的夹持限位作用下，进一步控制导向机构2的导向精度。在两条行走导轨201的两端还设置挡块204，防止装载机构横移过度滑脱轨道。

在一个实施方式中，参见图3、图4，支撑机构6包括：

轴托板601，轴托板601位于纵移机构5的上方，并由纵移机构5驱动沿纵向往复移动；轴托板601顶部为中部下凹、两边向上倾斜设置，呈“V”型对称的结构，两个倾斜板上分别设置垫板602，用于增大艉轴的受力面积，垫板602可选用硬度较小的金属，如铝制衬板，防止轴托板601将艉轴划伤。

在一个实施方式中，参见图3、图4，纵移机构5为能够沿y向移动的导轨滑台结构的导向结构，包括与升降机构4连接的滑台基座，滑台基座上设置导轨副为支撑机构6的移动提供导向。

在一个实施方式中，参见图3、图4，升降机构4具体包括：

设置于每个装载托架中部的第二驱动401，用于驱动纵移机构5和支撑机构6在第三方向的位移；第二驱动401两侧对称设置导向杆402，导向杆402为升降机构4的高度调节提供导向功能；第二驱动401和导向杆402的顶部均与纵移机构5的底部连接。

锁紧螺母403，设置于每个导向杆402上部，并位于纵移机构5与托架顶板304之间，用于导向杆402的限位。

在一个实施方式中，参见图3，横移机构3包括：

相对设置的托架底座302和托架顶板304，托架底座302上设置第一驱动301，用于驱动装载托架在行走导轨201上的横向位移；

导向套管303，一端垂直设置于与导向杆402位置对应的托架顶板304下方，为导向杆402的移动提供导向空间，同时对导向杆402提供保护作用；导向套管303另一端与托架底座302支撑连接。

为便于操作人员上台安装或维修，托架顶板304的两侧各设置一个操作平台305，操作平台305与托架顶板304位于同一高度，在托架顶板304和托架底座302之间还设置爬梯306，爬梯306一方面便于工人攀爬至操作平台305，另一方面也为托架顶板304起到了一定支撑作用，加强了装载机构的结构强度。

在一个实施方式中，参见图1、图2，基础支座1还包括：

支撑横梁101，沿第一方向并列设置，用于安装导向机构2；

支撑纵梁102，位于两条支撑横梁101之间，用于连接支撑横梁101；

轴底固定座103和第一螺栓104，分别间隔排布于支撑横梁101上，用于将基础支座1与模块车固定连接；

吊耳105，间隔布置于支撑横梁101上，用于工装整体起吊移动，放置于模块车上。

可以理解的是，在基础支座1的端部还应预留相关控制设备的安装位置，故横移机构3上还设置防撞块206，并且在行走导轨201上对应设置防撞挡板，防撞挡板位于控制设备前方，阻挡装载机构与其发生碰撞事故。

实施例2

本实施例提供了一种船舶艉轴的安装系统，参见图5～9，安装系统包括实施例1提供的安装工装，还包括设置于艉轴首端的引长杆7和设置于船舶的轴管内底处的轨道机构8，引长杆7与轨道机构8滑动连接，用于艉轴进入轴管后的导向安装。

在一个实施方式中，参见图5、图6，引长杆7包括：

杆体701，杆体701与艉轴首端套接；

抱箍702，分别设置于杆体701的首端和艉轴首端，用于加强引长杆7的安装强度和提供位于同一高度的滑板703的安装平台，抱箍702与艉轴和杆体701之间设置垫材，防止抱箍702对艉轴和杆体701表面造成物理伤痕；

滑板703，设置于抱箍702底部，并与轨道机构8的滑道结构匹配。

在一个实施方式中，参见图7、图8、图9，轨道机构8包括轨道底板803和轨道挡板804。

轨道底板803设置于轴管内，当艉轴进入轴管后为艉轴提供平整的滑动底面，轨道底板803与轴管之间铺设橡胶垫801，为轨道底板803提供安装平面；可以理解的是，轴管内由于存在特殊结构，其内表面会存在凸起或台阶落差，影响轨道底板803的铺设，而橡胶垫801的目的在于填平落差，通过不同厚度的橡胶垫801拼接贴合，使其安装表面位于同一平整的平面上，而橡胶垫801在艉轴安装后需要及时取出，故在每段橡胶垫801上设置橡皮拉柱802，橡皮拉柱802通过牵引绳与外部牵引装置连接，当艉轴安装完成后，通过牵引绳将橡胶垫801取出即可。

轨道挡板804位于轨道底板803的端部并与轴管端部固定连接，为轨道底板803提供限位作用，轨道挡板804上对称设置第二螺栓805用于轨道挡板804的固定，轨道挡板804能够防止在艉轴安装过程中，由于艉轴与轨道底板803的摩擦力较大而使其脱出轴管。

本申请的安装工装的使用方法如下：

S1：选择安装工装并将其安装至模块车上，所述安装工装包括四个可独立控制的装载车；

S2：调整四个所述装载车之间的横向间距，使其与艉轴长度相匹配；调整每个所述装载机构的支撑机构的相对位置，使艉轴与所述装载机构的四个接触点位于一条直线上；

S3：将艉轴吊装至所述模块车上，模块车行进至船舶尾部轴架处，调整艉轴的装载角度，直至艉轴的轴心与轴架中心线重合；

S4：模块车向前行进至轴架处，第一装载车高度降低至轴架以下，由模块车向前行进输送艉轴，当艉轴首端穿出轴架后，第一装载机构抬升以承托艉轴；

S5：第二装载机构、第三装载机构和第四装载机构依次重复S4中第一装载机构的行进模式，直至艉轴完全穿过轴架；

S6：模块车行进至轴管处，第一装载机构高度降低脱离艉轴，第二装载机构、第三装载机构和第四装载机构相对于模块车同步向前横移，输送艉轴进入轴管；

S7：第一装载机构抬升承托艉轴，第四装载机构后撤以调整其对艉轴的承托位置；

S8：第三装载机构和第二装载机构依次重复执行S7中第四装载机构的后撤模式，使装载机构对艉轴的承托点整体后移，第一装载机构重复执行S6中的艉轴输送过程；

S9：四个所述装载机构依次重复执行S6～S8的艉轴输送过程，直至艉轴安装到位。

综上所述，本申请提供的船舶艉轴的安装工装因有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种船舶艉轴的安装工装，包括基础支座(1)，其特征在于，所述基础支座(1)上活动设置装载机构，多个所述装载机构沿第一方向线性排布于所述基础支座(1)上，所述装载机构包括：

支撑机构(6)，位于所述装载机构的顶部，用于承托艉轴；

纵移机构(5)，位于所述支撑机构(6)的下方，并驱动所述支撑机构(6)在第二方向的位移；

横移机构(3)，通过导向机构(2)与基础支座(1)活动连接，并驱动所述装载机构在第一方向的位移；

升降机构(4)，设置于所述横移机构(3)上，并位于所述横移机构(3)和所述纵移机构(5)之间，用于驱动所述纵移机构(5)和所述支撑机构(6)在第三方向的位移；

其中，所述第一方向和所述第二方向平行于所述基础支座(1)表面并且相交，所述第三方向垂直于所述基础支座(1)的表面。

2.根据权利要求1所述的船舶艉轴的安装工装，其特征在于，所述基础支座(1)配置四个所述装载机构，每个所述装载机构均独立控制运行。

3.根据权利要求1所述的船舶艉轴的安装工装，其特征在于，所述导向机构(2)包括：

行走导轨(201)，沿所述第一方向并列设置于基础支座(1)的支撑横梁(101)上，为装载机构的移动提供导向作用；

传动装置，配置为齿轮齿条传动机构；

制动装置，配置为棘条棘爪制动机构；

所述传动装置和所述制动装置分别设置于所述基础支座(1)两侧的任一所述支撑横梁(101)上。

4.根据权利要求1所述的船舶艉轴的安装工装，其特征在于，所述支撑机构(6)包括：

轴托板(601)，所述轴托板(601)位于所述纵移机构(5)的上方，并由纵移机构(5)驱动沿第二方向往复移动；

垫板(602)，分别呈“V”型对称设置于所述轴托板(601)顶部，用以承托艉轴。

5.根据权利要求1所述的船舶艉轴的安装工装，其特征在于，所述升降机构(4)包括：

设置于每个所述装载托架中部的第二驱动(401)，用于驱动所述纵移机构(5)和支撑机构(6)在所述第三方向的位移；所述第二驱动(401)两侧对称设置导向杆(402)；

所述第二驱动(401)和所述导向杆(402)的顶部均与所述纵移机构(5)的底部连接。

6.根据权利要求5所述的船舶艉轴的安装工装，其特征在于，所述横移机构(3)包括：

相对设置的托架底座(302)和托架顶板(304)，所述托架底座(302)上设置第一驱动(301)，用于驱动所述装载托架在所述第一方向的位移；

导向套管(303)，一端垂直设置于与所述导向杆(402)位置对应的所述托架顶板(304)下方，为导向杆(402)的移动提供导向空间；另一端与所述托架底座(302)支撑连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的船舶艉轴的安装工装，其特征在于，所述基础支座(1)还包括：

支撑横梁(101)，沿第一方向并列设置，用于安装所述导向机构(2)；

支撑纵梁(102)，位于两条所述支撑纵梁(101)之间，用于连接所述支撑纵梁(101)；

底部固定装置，间隔排布于所述支撑横梁(101)上，用于将基础支座(1)与安装基底固定连接。

8.一种船舶艉轴的安装系统，其特征在于，所述安装系统包括：

安装工装，使用权利要求1～7任一所述的安装工装；

轨道机构(8)，设置于船舶的轴管内底处；

引长杆(7)，设置于艉轴首端；

所述引长杆(7)与所述轨道机构(8)滑动连接，用于艉轴进入轴管后的导向安装。

9.根据权利要求8所述的船舶艉轴的安装系统，其特征在于，所述引长杆(7)包括：

杆体(701)，所述杆体(701)与艉轴首端套接；

抱箍(702)，分别设置于所述杆体(701)的首端和艉轴首端；

滑板(703)，设置于所述抱箍(702)底部，并与所述轨道机构(8)的滑道结构匹配。

10.根据权利要求8所述的船舶艉轴的安装系统，其特征在于，所述轨道机构(8)包括：

轨道底板(803)，设置于所述轴管内，所述轨道底板(803)与轴管之间铺设橡胶垫(801)，为轨道底板(803)提供安装平面；

轨道挡板(804)，位于所述轨道底板(803)的端部并与轴管端部固定连接，为所述轨道底板(803)提供限位作用。

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