淺析提高軸系鏜孔精度的方法

曹東東?陸斌

摘 要：本文介紹了在軸系鏜孔過(guò)程中精度控制的方法，即樁頭法、檢驗(yàn)圓法、斯比克測(cè)量法。分別介紹了它們的優(yōu)缺點(diǎn)以及實(shí)例分析它們的使用效果。

關(guān)鍵詞：軸系；鏜孔精度；控制方法

1 前言

縱所周知，船舶在水域航行，是依靠一整套動(dòng)力裝置來(lái)推進(jìn)。船舶動(dòng)力裝置是有三個(gè)主要部分組成：主動(dòng)力裝置、輔助動(dòng)力裝置、其他輔機(jī)和設(shè)備。而主動(dòng)力裝置，又稱推進(jìn)裝置，是為船舶提供動(dòng)力，保證其以一定航速的各種機(jī)械設(shè)備。其包括主機(jī)、傳動(dòng)設(shè)備、軸系、推進(jìn)器等[1]。

本文介紹的是動(dòng)力裝置中軸系部分，關(guān)于對(duì)提高軸系鏜孔精度的一些方法的淺析。

2 軸系的組成

船舶軸系通常指從主機(jī)輸出法蘭（飛輪）到螺旋槳艉軸的整個(gè)傳動(dòng)裝置，其主要部件有：齒輪箱、中間軸及其軸承、艉軸（螺旋槳軸）、艉軸管及其軸承、艉軸管密封裝置、聯(lián)軸節(jié)、接地裝置等。

3 軸系鏜孔

軸系鏜孔是在軸系找中結(jié)束后，對(duì)船艉軸管毛坯進(jìn)行加工，使軸殼內(nèi)徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以便艉襯套與艉軸的安裝。因此軸系鏜孔在船舶建造過(guò)程起著非常重要的環(huán)節(jié)，它的鏜孔精度的好壞直接影響著船舶軸系的壽命。根據(jù)CSQS要求，鏜孔結(jié)束后的軸殼同心度要求不大于0.1mm[2]。這個(gè)精度要求是相當(dāng)高的，因?yàn)槲宜灸壳笆褂靡簤虹M排的絲杠與排架的正常間隙就有0.15mm，因此在這種設(shè)備及精度要求下就需要我們想出更好的辦法來(lái)進(jìn)行過(guò)程控制鏜孔精度。

4 精度控制的方法

在軸系鏜孔過(guò)程中，我們需要進(jìn)行過(guò)程控制，不然等到鏜孔結(jié)束后在來(lái)通過(guò)復(fù)光來(lái)檢驗(yàn)其精度，一旦出現(xiàn)精度超差就很難進(jìn)行補(bǔ)救，這樣就會(huì)出現(xiàn)重大質(zhì)量事故，影響到整個(gè)船舶的生產(chǎn)周期，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。為了提高鏜孔的精度，介紹一下幾種控制精度的方法。

4.1 樁頭法

樁頭法是指如圖1所示，將我們自制的工裝，焊接在加工園上，再用內(nèi)徑千分尺測(cè)量樁頭至鏜排絲杠外圓的距離。以此來(lái)檢驗(yàn)軸系中心的上下左右的偏移量。

圖1

測(cè)量數(shù)值要求為上下差值在0.1mm，左右差值在0.05mm，超差后需重新調(diào)整絲杠中心。

測(cè)量位置是在軸系找中結(jié)束后，需在艏、艉兩端艉管的前后端面上畫上兩個(gè)同心圓即加工園與檢驗(yàn)圓。然后將樁頭成上下、左右（或斜45°方向）四點(diǎn)分布在如圖2所示：A、B、C、D四個(gè)端面處。

圖2

4.2 檢驗(yàn)圓法

檢驗(yàn)圓法是指如圖3所示用一個(gè)較硬的鐵絲，一端磨尖，另一端焊接在一段角鋼上；然后將角鋼緊貼在鏜排絲杠上，尖頭端分別去比對(duì)檢驗(yàn)圓。通過(guò)肉眼觀察鐵絲尖頭是否與各端面所畫的檢驗(yàn)圓重合。比對(duì)檢驗(yàn)圓時(shí)，我們也是原則上下、左右（或斜45°方向）四點(diǎn)，如明顯有一點(diǎn)以上在線內(nèi)或外，說(shuō)明軸系中心有較大偏移，需要矯正鏜排中心。

圖3 圖4軸殼內(nèi)部斷面

4.3 斯比克測(cè)量法

斯比克測(cè)量法是指在前后艉管端面臺(tái)階處同一平面上選擇上下、左右（或斜45°方向）四點(diǎn)，再用內(nèi)徑千分尺測(cè)量四點(diǎn)至鏜排絲杠中心的距離，以便來(lái)調(diào)整鏜排中心。圖4為軸殼內(nèi)部斷面選取的測(cè)量點(diǎn)。

以上介紹的三種方法在我們工作中經(jīng)常使用，有著很明顯的效果。而且他們必須同時(shí)運(yùn)用，以防單獨(dú)使用其中一種時(shí)，軸系中心出現(xiàn)偏移。

樁頭法與斯比克法這兩種方法，雖然能夠客觀地看到測(cè)量數(shù)據(jù)，某種程度上比較精確，但它們也有著致命的缺點(diǎn)，受人為因素比較大。不同的人測(cè)量同一點(diǎn)可能有著不一樣的結(jié)果，所以需要有在一次校排過(guò)程中必須是同一個(gè)人操作，不然會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的錯(cuò)誤。就會(huì)造成不可彌補(bǔ)的損失。而檢驗(yàn)圓法，能夠直觀的看到軸系中是否有偏移，但精度只能在0.5mm的偏差，這是已經(jīng)超出我們軸系偏移所允許的范圍。

因此，為了提高鏜孔精度就需要將這三種方法一起使用，盡管樁頭法與斯比克法受人為因素影響，但這兩種方法同時(shí)使用看，就可以互相驗(yàn)證，監(jiān)督；再加上檢驗(yàn)圓法，能夠更好的起到驗(yàn)證監(jiān)督效果。

5 軸系復(fù)光效果

現(xiàn)在以我司某船型，如圖所示復(fù)光靶擺放的順序，用激光望光儀以B1-C為艏艉基準(zhǔn)靶，拉成一條直線，查看軸殼內(nèi)部其余各點(diǎn)B2、B1、B2、C與該直線的偏移量即為軸殼同心度的偏移量。

而軸系鏜孔只用樁頭法與檢驗(yàn)圓法的過(guò)程控制下，進(jìn)行復(fù)光時(shí)發(fā)現(xiàn)，該軸殼中心出現(xiàn)嚴(yán)重的偏移如表1，這樣需要二次鏜孔，造成了大量人力物力的浪費(fèi)，影響生產(chǎn)周期。

表1 復(fù)光數(shù)據(jù)

B1 B2 B1 B2 C C

左右 0 0 左0.20 左0.10 0 0 B1、C為基準(zhǔn)

上下 0 下0.06 下0.38 下0.58 上0.28 0

在二次鏜孔時(shí)，我們?cè)黾恿说谌N斯比克測(cè)量法來(lái)進(jìn)行校排，以便在前面兩種校排時(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以用第三種方法來(lái)佐證，從而進(jìn)行鏜排的調(diào)整。在這次精度控制下，復(fù)光效果很顯著，精度相當(dāng)高。如表2所示。

表2 二次復(fù)光數(shù)據(jù)

B1 B2 B1 B2 C C

左右 0 0 左0.07 左0.01 0 0 B1、C為基準(zhǔn)

上下 0 0 上0.08 上0.06 上0.05 0

6結(jié)論

綜上所述，軸系鏜孔精度是必要的過(guò)程控制，它關(guān)系整個(gè)軸系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如不能很好的控制，就會(huì)出現(xiàn)將艉軸燒掉、合金軸承燒壞，影響船舶的正常營(yíng)運(yùn)。因上述所講述的三種控制鏜孔精度的方法是很有效，是實(shí)之可行的，已受住了多次條船舶的檢驗(yàn)，是行之有效，工裝簡(jiǎn)易，制作方便，無(wú)需太多花費(fèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]《船舶動(dòng)力裝置》 余洪亮/黃連忠 大連海事學(xué)院 2006.12.01

[2]《中國(guó)造船標(biāo)準(zhǔn)》 國(guó)際科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì) 2005.12.27