解決克令吊基座法蘭平面度超差的簡易方法

摘要：本文介紹了一種簡易工裝的設計和使用，為船廠面對船用克令吊基座法蘭平面度可能出現(xiàn)的超差問題，尋求一種低成本、低勞動強度、高質(zhì)量、高效益的簡易解決辦法。

關鍵詞：克令吊；法蘭平面度；磨削工裝；設計；簡易；高效；低成本

A Simple Method for CorrectingFlatness Deviation of

Flange for Crane Base

YANG Xiangyu

(JIangmen Nanyang Ship Engineering Co.， Ltd. Jiangmen 529145)

Abstract:This paper introduces the design and application of a simple tooling to correct flatness deviation of flange for crane base and it is a simple solution of low cost， low labor intensity， high quality and high benefit.

Key words: Crane; Fange flatness; Grinding tooling; Design; Simple; Efficient; Low cost

1前言

萬噸級的大型船舶（包括散貨船和集裝船等），幾乎都要安裝船用起貨設備克林吊（如圖1所示），該設備由塔身、起重柱及吊臂組成。起重柱制造工藝的最后一道工序是將起重柱基座法蘭焊接在起重柱筒體上，另外，該起重柱又是以焊接的工藝方法連接在船的主甲板上，所以在多次吊裝和焊接的過程中不可避免使原來加工好的基座法蘭平面變形，這種變形程度視簡體結構和安裝焊接工藝的不同而不同，但一旦超出技術文件所規(guī)定的平面度公差范圍（不大于0.2~0.4mm），這時就麻煩了，很多船廠在安裝克令吊時都出現(xiàn)過這種情況。

平面度公差是克林吊安裝塔身過程中必須檢驗和控制的一個項目，我們在塔身安裝前就必須對法蘭平面度進行現(xiàn)場檢查測量，超差的要給予修正。而對一個直徑超過幾米的高空現(xiàn)場法蘭面通常是難以用普通儀器去準確檢測和用普通機床去加工修正的，有些船廠不惜重本買來一臺價值幾十萬的平面測量儀，再買來一臺價值幾十萬的大型現(xiàn)場專用銑床；有些中小船廠是用普通劃線激光打點在直角尺上檢測并配合手工打磨完成，但由于普通劃線激光和直角尺測量在讀數(shù)時純屬模糊讀數(shù)，存在人為因素，并隨不同測量者而有變化，導致測量出的結果可信度很低。另外，在用激光檢測平面度不合格時，必須用手工操作打磨，每磨一道，又用激光檢測一次，然后再打磨，再激光檢測，如此循環(huán)。只要平面度超差0.3 mm，就足夠2個激光師傅加2個有經(jīng)驗的鉗工測、磨好幾天時間，如果超差1 mm呢?耗時更不可估量！不但效率低，勞動強度大，而且嚴重影響安裝周期。

為解決某些船廠不愿花重本購買高成本設備，但又可以同等效果解決克林吊的安裝問題而設計，大范圍地滿足了現(xiàn)場不同尺寸克令吊基座法蘭的平面度的檢測和在超差時的加工修復要求。

2 產(chǎn)品結構及特征

1）該產(chǎn)品主要由磨削頭、轉(zhuǎn)動臂架和支承底架三大部份組成，且三大部份可快捷隨拆隨裝，便于出入攜帶和平時的保管保養(yǎng)。

2）本產(chǎn)品結構簡單，操作簡便，造價低廉（約1萬多元）、重量極輕（約100 kg），可測量和加工直徑2~5 m的大型法蘭，精度可達0.05 mm，粗糙度達到3.2μm以上，且加工效率也很高，與價值幾十萬的大型銑床相當，完全滿足了所有克令吊基座法蘭平面度的需要。

3工作原理

克林吊基座法蘭磨削工裝見圖2。

3.1砂輪進給原理

磨削頭由固定架、移動架兩大部份組成，其中固定架上裝有一支導向桿（件號10）和一支絲桿（件號23），導向桿固定不動，絲桿可以通過手輪轉(zhuǎn)動，并通過此兩桿與移動架相連，移動架上還裝有傳動螺塊（件號14）和定位螺塊（件號20），此兩螺塊是通過螺栓15和18固定在移動架上的，也就是說絲桿的轉(zhuǎn)動可通過此兩螺塊帶動整個移動架在導向桿上作上下移動。電機（件號6）通過螺栓聯(lián)接在移動架上，砂輪通過聯(lián)軸節(jié)接電機，所以移動架的上下移動必帶動砂輪的上下移動，從而實現(xiàn)砂輪的進給磨削加工。

3.2絲桿間隙消除原理

由于螺塊與絲桿之間的配合總有間隙，如果不予消除或鎖定兩者的相對運動，在機械加工過程中有可能加大振動現(xiàn)象甚至產(chǎn)生移位。本機中的調(diào)節(jié)契塊（件號16）通過螺栓17的收緊會向圖中的右邊運動，并通過斜面的作用把傳動螺塊（件號14）與固定螺塊分別向上和向下推動，從而使螺塊螺紋與絲桿螺紋互相壓緊，并令絲桿無法轉(zhuǎn)動，達到消除螺紋間隙、鎖定絲桿進給，防止加工過程中出現(xiàn)搶刀或有振動現(xiàn)象。

3.3安裝基準調(diào)平原理

本機的安裝主要是通過調(diào)節(jié)底盤（件號29）與支承底架（件號28）之間的4支調(diào)節(jié)螺栓（件號30）來實現(xiàn)找到正確的法蘭測量基準面，因為這4支螺栓兩頭分別是左右螺紋，每支螺栓的正反轉(zhuǎn)動，都會令調(diào)節(jié)底盤在該螺栓方位上的抬高或拉低，從而使整個調(diào)節(jié)底盤在前、后、左、右四方向達到水平調(diào)整的作用。由于底盤是與轉(zhuǎn)動臂架及整個磨削頭通過聯(lián)接件固定成一個整體的，所以只要調(diào)節(jié)底盤，(配合磁吸百分表在法蘭測量面上的讀數(shù)）即能找到整個基座法蘭面的測量基準，磨削機水平調(diào)校也就確立了。

4操作步驟

1）通過調(diào)整4支調(diào)節(jié)螺桿（件號27）把支承底架（件號28）四個腳頂緊在克林吊基座的筒體（見圖2）內(nèi)壁，通過摩擦力支承起整座磨削機的重量（調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)范圍可達直徑變動800 mm，以滿足不同規(guī)格克林吊的需要）；

2）調(diào)整帶長型橢圓孔的調(diào)節(jié)桿（件號2）使整個磨削頭及砂輪向要加工的部位——法蘭面移動，位置合適時則可鎖緊2支固定螺栓（調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)范圍可達直徑變動800 mm，以滿足不同規(guī)格克林吊法蘭的需要）；

3）在移動架（件號5）或電機（件號6）附近放上磁吸百分表準備測量磨削機的安裝是否水平；

4）推動轉(zhuǎn)動臂（件號34）圓周運動及適當?shù)恼{(diào)整前、后、左、右4支雙頭左右牙可調(diào)螺栓（件號30），令百分表的讀數(shù)前后對稱點一致，左右對稱點一致（誤差不超過0.02 mm即算一致），這時法蘭基準面可認為確立，磨削機水平調(diào)校成功；此時則可擰緊4支鎖緊螺栓（件號31）；

5）推動轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周，測出最大數(shù)與最小數(shù)之差即為此法蘭平面度；

6）如果測出數(shù)據(jù)超出技術要求，此時可轉(zhuǎn)動手輪（件號4）通過絲桿（件號23）驅(qū)動傳動螺塊（件號14）及定位螺塊（件號20）向下移動從而帶動移動架（件號5）、電機（件號6）及碟形砂輪（件號8）向下移動進行磨削加工，每次進刀量可通過指針（件號11）在刻度盤（件號13）上讀出；（刻度盤每小格讀數(shù)為0.03 mm），一直磨到平面度達標為止。

5使用效益

1）目前船廠對克林吊法蘭平面的檢測和修正通常有兩種方式選擇。

① 用重本買來的一臺價值幾十萬的平面測量儀進行安裝前測量，如超差了再用一臺價值也是幾十萬的大型專用銑床進行加工。這種方式投資成本大，保養(yǎng)和維修成本也高，很多中小船廠不太愿意接受；

② 由本廠的激光測量技工配合鉗工手工操作進行測量和修磨。實踐證明，由2名鉗工和2名激光測量技工一起配合測量和修磨，如平面度超差0.7 mm的兩臺克林吊法蘭面要磨7天左右，平均每臺3.5天，而精度只能達到0.2，粗糙度也只能達到12.3 μm，不但如此，由于普通劃線激光打點在直角尺上的測量是一種模糊讀數(shù)，磨好了還不敢保證實打?qū)嵉倪_到要求，萬一在安裝塔身后用塞尺檢查時不合格就必須重新吊下再處理，，后果會很嚴重和很被動。

2）經(jīng)設計使用這臺新的磨削機之后，兩臺克林吊磨削只需1天時間（包含所有輔助工時），且精度可達0.05 mm，粗糙度達到3.2 μm以上，完全達到克令吊基座法蘭平面度要求，真正實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量、低成本、低勞動強度的效果。

6結束語

通過設計制造這樣一種簡易工裝，既輕松地解決了克令吊基座法蘭面的技術問題，也充分降低了投資成本，其實船廠在船舶建造中會經(jīng)常遇到很多類似的技術問題，只要多動腦筋，充分調(diào)動員工的積極性，挖掘工法研究的潛力，也同樣能達到低投入高產(chǎn)出的效果。