船舶建造過程中艉管軸承內孔斜度測量工藝探索

摘要：在輪機施工中，有許多需精密定位安裝的設備和需精確加工尺寸的結構部件，在以往的施工中，我們都是利用拉鋼絲線、照光儀照光等延續了多年的老方法來確定船體結構及設備的位置狀態，這些方法的缺點是測量精度不夠、過程繁瑣費時。

關鍵詞：船舶；艉管；軸承；內孔

目前整個國際經濟形式的衰弱導致國際航運市場處于一個低谷，造船行業也隨之處在困難時期，各國造船企業都在努力競爭有限的新船合同，保持市場份額。在這一過程中，隨著船東對船舶質量要求的不斷提高，如何提高施工質量和縮短施工周期就成了企業發展必需考慮的一個問題。在船舶建造的各個環節，我們不斷嘗試新工藝和新方法，特別是船舶輪機施工過程和電器安裝調試的過程中，更廣泛地采用新的機械設備和新思路。在這一持續改進的過程中，我們收獲了降低建造成本，提高工藝精度的累累碩果。

近年來基于激光校準儀可以測量平直度的原理，結合生產實際研制出了各種不同的測量、調整方法與工裝，現已廣泛應用到多項重點施工中，取得了非常好的效果。現以艏艉軸承壓裝后的尾軸承內孔斜度測量為例簡要說明新型激光校準儀及新工藝的采用對內孔斜度測量的精度和速度有重大的提升作用。由于尾軸承內孔本身是帶有固定斜度，而在艏艉軸承壓裝過程中，為克服0.03mm左右的軸承與尾管間的過盈量而施加的壓裝力對尾軸承內徑勢必造成一定變形，能否準確測量出艉管尾軸承安裝后的內孔實際斜度是否依然滿足相關圖紙尺寸范圍，不僅關系到后續穿軸壓漿等工序，更會為船舶下水后的主機軸系校中工作打下堅實基礎。

以前大型船舶建造過程中在艉管軸承壓裝完成后，我們是利用照光拉線法測量、計算艉軸承內孔斜度的，首先需要在艉軸承內表面架設并固定找正工裝，然后通過計量人員架設準直望遠鏡照光定位，依據照光定出的理論中線調整找正工裝，再由鉗工拉設貫穿軸承兩端的鋼絲線，利用內徑千分尺于各基點處測量出對應高度，最后根據各點高度與對應長度，即可計算出尾軸承的實際斜度。此傳統方法存在如下弊端，一是受照光影響需夜晚施工且耗時較長，操作繁瑣；二是拉線所用0.5mm鋼絲線本身自重所產生的下撓會導致測量結果不精確，三是由于測量點接觸面本身存在一定斜度，這樣就給使用頂尺的測量人員帶來很大難度，實操中誤差在所難免。

基于上述幾點考慮，我們決定在新造船的艉軸承內徑斜度測量工作中改用激光校準的方法測量斜度。這套方案中，激光校準儀作為核心設備，還須有合象水平儀、V型鐵、紫銅棒等工裝工具加以配合方可完成測量工作。下面詳細敘述一下利用激光校準艉管尾軸承內孔斜度的具體步驟與注意事項：①首先將五支V型鐵依次架設到艏艉軸承內孔的最下端，距離設定的兩個艏艉基點（A點及E點）以及軸承中部需要測量斜度的三點（B點C點及D點），在這里要注意保證V型鐵的中心位置符合圖紙距離要求（需預先在V型鐵上表面中心做好中線標記），切勿以V型鐵邊緣為準。②利用合象水平儀對B 、C、D點V型鐵上表面進行水平找正，要保證其處于同一個直線面上，這里要注意V型鐵的調整最好依照先中間后兩邊的順序，以免因人員進出觸碰到已找正完畢的V型鐵而造成返工，對于每個測量點，我們都要通過紫銅棒輕微敲打V型鐵底座來進行細微調整，這是影響測量結果的關鍵步驟，需要操作人員的絕對細心。精細找正完成后，需要在軸承內孔表面做出相應的V型鐵定位標記，以保證測量各點高度時，能夠更準確的還原V型鐵所處位置，建議使用0.5mm的油性記號筆，嚴禁使用劃針等硬物做標記，以免傷害軸承表面。③把艏艉基點的V型鐵調整好（具體步驟及注意事項可參考中間三點調整），必須保證激光發射端子和接收端子處于同一個水平面上，調整完畢后在兩支V型鐵上表面依次架設激光校準儀的發射端子和接收端子（艏部為發射端子，艉部為接收端子），然后在激光校準儀電腦控制板上設置A點E點為基準點（即確定AE所在直線為理論中線），并按照圖紙要求輸入各V型鐵間的距離，調整艏艉兩個端子（這里也注意左右方向），保證艏艉端子的紅外線發射端與接收端在一條直線上。④啟動發射端子激光燈按鈕，令發射端保持不動，將接收端子分別放到各測量點所在V型鐵表面，通過儀器掃描，令所有測量點處的接收器顯示數據達成一致方可記錄數據，在全部測量點記錄結束后，通過激光校準儀控制板顯示器上讀出出各測量點與艏艉基點確定出的直線之間的上下偏差值，近而計算出艏艉軸承壓裝后的內孔斜度。

綜上所述，以往采用照光法和拉線法測量，需要大約1-2天的時間（不包括工裝制作、準備的時間），還必須在夜間進行測量，不但人力物力上浪費較大，且測量的數據也有一定偏差。采用激光校準儀測量，需要大約30分鐘到1個小時的時間，省時省力，且不受時間限制，數據獲得也相對直觀和精確。該創新項目經過兩個系列大型船舶的艉軸管軸承內孔斜度測量的檢驗證明，軸承壓裝后尺寸及形位公差能完全滿足圖紙要求，極大提高了穿軸壓漿的成功率，更為重要的是為船舶下水后的軸系校正工作打下了良好基礎。值得注意的是，在這項工作中，雖然各測量點V型鐵左右方向變形量極其微小，但理論上對艉軸承內孔斜度的數據測量還是存在一定影響的，我們也在不斷的研究新型工裝，改進測量方法，爭取早日克服這一瑕疵。

作者簡介：田偉（1975-），男，遼寧省葫蘆島市人，滿族，大學本科學歷。渤海船舶重工有限責任公司，經營計劃部。