400 000DWT VLOC艉管鏜孔及尾軸承安裝關鍵技術

摘 要：本文針對公司在建400 000DWT VLOC的艉管鏜孔及尾軸承安裝的關鍵技術進行了詳細介紹，重點分析了鏜排的選用、鏜排中心調(diào)節(jié)方法、精細鏜孔關鍵技術以及尾軸承的安裝等關鍵技術應用，確保了艉管鏜孔和軸承安裝的高質(zhì)量要求。

關鍵詞：超大型礦砂船；艉管鏜孔；尾軸承安裝；關鍵技術

1 前言

400 000DWT VLOC是由一臺B&W; MAN 7G80G9.5低速柴油機驅(qū)動一只大直徑定距槳推進的船舶，也是到目前為止最大的礦砂運輸船。艉管為焊接結(jié)構(gòu)，艉管兩端的鑄鋼件焊接在101分段上作為船體結(jié)構(gòu)的一部分，需在照光后對此鑄鋼件進行鏜孔方可進行尾軸承的壓裝。本文主要介紹了400 000DWT VLOC艉管鏜孔過程中鏜排的選用、鏜排中心的調(diào)節(jié)方法、精細鏜孔的關鍵技術以及尾軸承的安裝等關鍵技術，確保了艉管鏜孔和軸承安裝的高精度要求，節(jié)省了生產(chǎn)成本，縮短了作業(yè)周期。

2 400 000DWT VLOC的艉管介紹

2.1 艉管布置圖

本船的艉管布置圖如下：

2.2 鏜孔的精度要求

軸系望光報檢后，我們會在艉管鑄鋼件前后端面劃鏜孔圓和檢驗圓并作標記。通常在經(jīng)船東和船級社確認后調(diào)整鏜排中心線與軸系中心線重合，然后開始對艉管鑄鋼件進行鏜孔加工。艉管鏜孔后的內(nèi)孔精度要求高，對艉管尺寸公差和表面粗糙度、艉管鏜孔后內(nèi)孔的圓度、圓柱度以及前后軸承的同心度也作了嚴格的規(guī)定，目的是為了方便艉管軸承外徑的機械加工尺寸匹配，確保艉管與艉管軸承的壓裝配合質(zhì)量。艉管鏜孔作業(yè)后的尺寸及精度超出圖紙和規(guī)范的公差要求，將帶來無法預期的后果，嚴重的會造成昂貴的軸承報廢，帶來成本和時間的極大浪費。

3 鏜孔精度的控制

3.1 鏜排的選用

為保證艉管鏜孔的精度，須考慮鏜排自身重量而產(chǎn)生的撓度影響。以前的鏜排由于使用時間長，兩端的支撐軸承磨損嚴重，軸承間隙過大，鏜排跳動大，且動力系統(tǒng)一般 采用普通電機通過皮帶來帶動蝸桿蝸輪傳動，精度較低，容易出現(xiàn)打滑、蹦刀等情況發(fā)生，鏜孔后的圓度和圓柱度等難以保證，會嚴重影響到整個鏜孔的作業(yè)周期。

400 000DWT VLOC艉管總長為6805mm，尾軸承部位需加工的內(nèi)徑分別φ1022、φ1021mm和φ1020mm。原有鏜排不能滿足要求，為此我們專門設計并制造了一套鏜孔機，鏜排的直徑為300 mm，長度為10000 mm ，配有兩端軸承和一副中間支撐及刀架和支撐臂，動力系統(tǒng)采用了變頻電機驅(qū)動蝸桿蝸輪使鏜排轉(zhuǎn)動，作業(yè)時振動小、精度高，很好避免了鏜排的打滑、蹦刀等不良情況發(fā)生。

3.2 鏜排中心的調(diào)節(jié)方法

拉線照光時，我們確定了首尾基準靶點，然后在首尾軸承內(nèi)設立相應的靶筒并使其中心與穿過首尾基準靶點的連線，這幾個測量點之間的同軸度偏差應控制在小于0.02mm 之內(nèi)。

照光后在艉管首尾鑄鋼件端面各設立四只工藝調(diào)整螺釘，通過內(nèi)徑千分尺的測量，將首尾軸承的中心線的基準功能分別轉(zhuǎn)往各個對應的工藝基準螺釘上去，并將調(diào)整螺釘點焊，這幾只調(diào)整螺釘將成為鏜排校中的依據(jù)。同時在艉軸管的前后兩個端面上分別畫出鏜孔圓線和檢查圓線，分別用洋沖點標示，如下圖：

根據(jù)本船軸系布置圖和鏜排的實際尺寸，合理布置鏜排的作業(yè)位置。首先使用內(nèi)徑千分尺測量鏜排外圓到預先設置的工藝基準螺釘?shù)木嚯x，通過調(diào)整鏜桿前后軸承的四個方向的4顆調(diào)整螺栓，使工藝調(diào)整螺釘?shù)界M桿外徑距離相等，來保障鏜桿的中心線與軸線重合。

3.3 中間支撐的調(diào)整和使用

在400 000DWT VLOC鏜孔作業(yè)前，我們利用中間軸承調(diào)整鏜排中間的高度，來消除鏜排的擾度對鏜孔精度的影響。

鏜排進入艉管后，按以上3.2步的要求，完成鏜排前后軸承的 4顆調(diào)整螺栓的調(diào)整，因為中間支撐在艉管的中部，施工人員可以進入艉管內(nèi)調(diào)整中間軸承的4顆螺栓并鎖緊。中間軸承的高度調(diào)整到位后，對鏜排前后軸承的 4顆調(diào)整螺栓對鏜排進行再次檢查，使垂直和水平方向的跳動量為零。

3.4鏜排鏜孔的關鍵技術

1、鏜排調(diào)整后應進行無負荷動車，加注潤滑油脂，檢查支架各連接點螺栓松緊情況。

2、依據(jù)施工圖，將各階梯孔直徑尺寸、長度等全部加工到半精鏜前狀態(tài)，各階梯孔應留有1～1.5mm加工余量。粗加工結(jié)束后，將鏜排抽出，檢查鏜孔后的中心與軸心的同心度情況，并記錄。

3、根據(jù)第一步復核的同心度情況，重復調(diào)整鏜排中心并提高同軸度精度，將尾軸承內(nèi)孔及尾端面加工結(jié)束，其余各檔孔徑留0.5mm加工余量。將鏜排抽出，檢查鏜孔后的中心與軸心的同心度情況，并記錄。

4、根據(jù)第二步復核的同心度情況，重復調(diào)整鏜排中心并提高同軸度精度，將尾軸承剩余各檔內(nèi)孔及首端面加工結(jié)束。

4 艉管鏜孔效果驗證

400 000DWT VLOC艉管鏜孔完成后，分別檢查和測量了艉管加工面的粗糙度、艉管各擋內(nèi)孔加工長度尺寸及孔徑尺寸、鏜孔圓度和圓柱度、前后軸孔的同軸度以及各階梯孔連接處的圓角或倒角的準確性。鏜孔作業(yè)后的艉管孔的圓度、圓柱度有效地控制在0.04 mm內(nèi)，前后軸承孔的同心度控制在0.025mm以內(nèi)，表面粗糙度滿足技術要求，順利通過了船東和船級社的嚴格驗收。

5 尾軸承安裝要點

5.1 尾軸承的加工尺寸確定

艉軸管精鏜加工后進行復照光，按以上第4部分對艉軸管精鏜加工后的內(nèi)孔進行測量，依據(jù)前軸承過盈量0.02～0.04mm，后軸承過盈量0.005～0.02mm來確定加工尺寸。需要提出的是，測量各檔尺寸的樣棒做好標記，作為加工軸承外圓的依據(jù)。

5.2 尾軸承的加工、測量及運輸

依據(jù)鏜孔后內(nèi)徑交驗時標記的樣棒來加工外圓，為保證測量的準確性，相應的測量工具以及測量人中途不得變更。

考慮到尾軸承加工地點可能與安裝地點不在一處，為保證精度，避免運輸過程中可能對尾軸承帶來的影響，需專門制作一套工裝，保證加工后的軸承立式運輸?shù)桨惭b現(xiàn)場。

5.3 尾軸承的安裝

按照前軸承壓入力18～72噸，后軸承壓入力30～120噸，采用專門的帶自調(diào)心功能的壓裝設備進行壓裝。保證了艉管軸承和艉管的過盈配合精度要求，最終首尾軸承均一次成功壓裝到位。

6 結(jié)論

400 000DWT VLOC的首制船已經(jīng)成功試航，試航過程中軸系工作狀態(tài)良好，尾軸承溫度始終穩(wěn)定在27.8℃以內(nèi)，目前首制船已順利交付船東，安全運營在巴西到中國的航線上。

參考文獻：

[1] China Shipbuilding Quality Standard 2015

作者簡介：

徐智（1969‐），男，高級工程師，長期從事船舶設計和技術管理工作。