VOITH VSP推進器安裝程序及精度控制要點

沈麗蘭++林立營

摘 要：VSP推進器，系德國VOITH公司生產的Voith Schneider Propeller擺線推進器，具有出眾的操縱性，結構緊湊，操作方便。但因其造價相比同規格其他形式的推進器高出許多，安裝要求也較高，所以在普通船舶上運用較少。文章主要介紹大型VSP推進器的安裝程序以及要點，通過理論與實際的結合，為相似工程提供成功的案例。

關鍵詞：VSP推進器；安裝程序；精度控制

1 VOITH VSP推進器簡介

本文中的VSP推進器將安裝于一艘A2SEA新一代風電安裝船上，由于該船需長期行駛于碼頭與近海風車安裝區域，同時需長時間定位于安裝區域進行作業，因此對操縱性要求較高，故選用此推進器。

推進器型號：36R2 ECR/285-2；形式：全回轉可調距；主體重量：72.3T。

馬達型號：SIMENS 1RN4.636-4HM90-Z；輸出功率：3800kW；轉速：1200/min。

推進器組成：艙內主體部分，以及槳葉（每臺推進器6只）。

圖1所示為VSP推進器安裝完工圖。

圖1 VSP推進器安裝完工圖

2 VSP推進器安裝要求

2.1 推進器圍井（底座）的安裝精度要求

推進器圍井法蘭面與船底板要平行，允許的偏差范圍為：±5mm；圍井法蘭面與圍井的開孔，兩者要保證一定的同心度，以保證推進器安裝后殼體與圍井的間隙能基本一致，允許的偏差范圍為：±3mm；同時，與圍井連接的面板和加強筋應盡可能地布置在圍井法蘭面螺栓孔中心。圍井法蘭面粗糙度Ra為12.5？滋m至25？滋m的區域，為墊片密封區域，必須進行細致的精加工，以保證密封性。

2.2 推進器圍井的加工精度要求

推進器圍井裝焊完成后，根據廠家圖紙尺寸要求，對圍井進行機加工。圖2所示為圍井現場機加工圖。

圖2 圍井機加工

圍井法蘭面必須用可回轉的銑刨機器進行加工，加工精度必須控制在以下公差范圍內（如有必要，端面應進行打磨）：在圍井法蘭面支撐腳區域，端面高度變化應控制在±0.1mm內，這一區域的面積（主要承受部位）沿法蘭端面周長方向，應為每一支撐腳寬度的1.5倍；推進器本體底腳間的底面，每一螺栓孔端面高度變化可以容許在±0.3mm內。需要注意的是，在確定轉進法蘭面的高度時，必須要考慮平面密封墊的2mm的厚度。圍井法蘭面密封墊被分割成幾段，每兩段之間用燕尾槽的形式來進行連接。底腳安裝螺栓為8.8級，M36的貫穿螺栓，預緊力為2450NM。在推進器安裝后的48小時內，需要檢查螺栓的扭力，密封墊的壓縮會導致螺栓預緊力的缺失。

圍井機加工后的主要尺寸及精度要求為：法蘭面與外底板的平行度：±5mm；法蘭面距外底板的高度：948+5mm；法蘭面內孔直徑：4515+5mm；法蘭面支撐腳區域平面度：±0.1mm，其他區域：±0.3mm；法蘭面（支撐腳區域）粗糙度Ra為12.5？滋m至25？滋m。

其中，推進器圍井平面度采用德國普盧福激光測平儀LEVALIGN Ultra進行測量，如圖3所示為測量示意圖，測量后自動生成三維測量報告，如圖4所示。

圖3 推進器圍井平面圖測量示意圖

圖4 推進器圍井平面測量報告

2.3 推進器配套設備及連接件的安裝要求

推進器重力油柜一般需安裝在靠近推進中線的縱壁板的最高位置。盡管如此，安裝的高度（離推進器的中心線）最低為0.5m，最高為2.0m，以便在推進器端能清楚地看到液壓計。

推進器液壓單元（HPU），需要安裝在推進器附近，通過軟管與推進器液壓管路連接。在推進器本體上有一段裝有截止止回閥的透氣管，用于推進器轉體與圍井之間的空氣流通。透氣管應安裝在距離水線以上最高的位置，并安裝鵝頸彎和止回閥。

3 VSP推進器主要安裝程序

3.1 推進器本體安裝

3.1.1 本體安裝前的準備工作

在推進器圍井機加工完成后，開始進行推進器的預裝，來確認推進器的最終安裝位置，以及法蘭面螺栓孔的中心。預裝前，在圍井法蘭的四個對角方向，焊接推進器安裝的導向板，以便在安裝過程中，調節推進器的位置。

在推進器的4個吊點上，其中2個吊點，選擇可調節的吊索具（螺旋扣或者手拉葫蘆等），以便來調整推進器的角度。

推進器安裝到圍井以后，通過以下幾點來確定最終的安裝位置。（1）推進器本體法蘭面上的中心線應與船體結構的中心相對應。（2）推進器轉體與圍井之間的同軸度偏差范圍為±3mm。（3）推進器轉體的底部與船體外板的距離偏差范圍為±5mm。（4）推進器轉體與圍井之間的間隙值，在整個圓周范圍內應該盡可能一致。

在安裝位置最終確認后，將圍井法蘭面的螺栓孔做好標記，將推進器再吊回場地。然后開始圍井法蘭面的鉆孔。在某些特殊情況下，螺栓孔會正好在結構加強筋的頂部，將無法使用貫穿螺栓。因此在這些位置，應進行攻絲，再選用合適的螺栓安裝。

此外，在最終安裝之前，還應首先對整個圍井區域的油漆進行檢查確認，對破損區域進行修補。而后將防油和防水的密封墊安裝在圍井法蘭面上，并用平面密封膠進行膠結。

3.1.2 本體安裝

底座螺栓孔鉆好之后，即可進行最終推進器本體的安裝。推進器本體吊裝到位后，安裝所有緊固螺栓，并打好扭力。同時，每臺推進器都需要安裝3根定位銷或者緊配螺栓來定位。

一般情況下，推進器在安裝完成之后，并且在下水前，需要加注滑油。但是如果在槳葉安裝前，推進器下口有悶板悶堵，也可以在槳葉安裝完成后再加油。

3.2 推進器槳葉安裝

槳葉安裝之前，船舶需要提升一個不小于圍井高度的高度，即推進器圍井的外板距離地面需要有一定的高度，供槳葉安裝。同時需要對推進器本體的安裝情況進行再一次的檢查，各項數據需經廠家服務工程師確認。槳葉安裝需制作專用的工裝，并借助叉車、高架車等設備來進行安裝。

槳葉安裝完成之后，應將整個推進器外表面包括槳葉都做上防污漆，避免推進器及槳葉因長時間靜止在水下而滋生海生物，海生物不僅會對設備表面造成損壞，也會增加船舶阻力而影響航速。圖5所示為推進器及槳葉油漆保護。

圖5 推進器及槳葉油漆保護

3.3 推進器馬達及中間軸安裝

推進器馬達根據推進器的中心線來進行定位。需要注意，馬達的轉向需要與推進器保持一致，即同為順時針或者同為逆時針。

圖6 軸系對中精度要求

根據規范，應在浮態狀態下進行軸系對中。可以制作剛性的假軸替代中間軸來進行對中工作?？梢杂眉す鈱χ袃x，或者百分表來進行對中檢查。對中完成后，根據圖紙尺寸要求，進行中間軸的安裝，圖6所示為軸系對中精度要求。

3.4 推進器配套設備安裝

推進器安裝過程中，同步進行配套設備的安裝，主要包括：重力油柜、推進器本體透氣管及閥、液壓單元（HPU）、滑油單元、滑油濾器、液壓油濾器等。

3.5 滑油及液壓油加注

在推進器設備及相連管路安裝到位之后，進行滑油及液壓油的加注。加油完成后，系統就具備調試及試驗的條件了。

4 結束語

VSP推進器對安裝的精度要求較高，所以在安裝過程中，安裝精度的控制尤為重要，必須符合廠家提供的安裝說明書及圖紙要求。在推進器安裝之前，需要仔細研讀廠家說明書，并與廠家服務工程師保持溝通。只有充分理解產品的安裝要求，同時做好現場的精度控制，才能保證推進器準確、高效地安裝，同時也不會影響推進器的使用性能。

參考文獻

[1]黃勝.船舶推進節能技術與特種推進器[M].哈爾濱工程大學出版社，2007.

[2]徐茂功.公差配合與技術測量[M].機械工業出版社，2008.

[3]李德堂.海洋平臺輪機系統設計[M].海洋出版社，2016.

作者簡介：沈麗蘭（1986-），女，碩士研究生，講師，研究方向：輪機工程。

林立營（1984-），男，學士，工程師，研究方向：海洋工程制造。