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、鏜排中心調節方法、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。艉管為焊接結構，艉管兩端的鑄鋼件焊接在101分段上作為船體結構的一部分，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、鏜排中心的調節方法、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，節省了生產成本，縮短了作業周期。

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。通常在經船東和船級社確認后調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、艉管鏜孔后內孔的圓度、圓柱度以及前后軸承的同心度也作了嚴格的規定，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量。艉管鏜孔作業后的尺寸及精度超出圖紙和規范的公差要求，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，容易出現打滑、蹦刀等情況發生，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周期。

400 000DWT VLOC艉管總長為6805mm，尾軸承部位需加工的內徑分別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，動力系統采用了變頻電機驅動蝸桿蝸輪使鏜排轉動，作業時振動小、精度高，很好避免了鏜排的打滑、蹦刀等不良情況發生。

3.2 鏜排中心的調節方法

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。

照光后在艉管首尾鑄鋼件端面各設立四只工藝調整螺釘，通過內徑千分尺的測量，將首尾軸承的中心線的基準功能分別轉往各個對應的工藝基準螺釘上去，并將調整螺釘點焊，這幾只調整螺釘將成為鏜排校中的依據。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：

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

3.3 中間支撐的調整和使用

在400 000DWT VLOC鏜孔作業前，我們利用中間軸承調整鏜排中間的高度，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顆調整螺栓的調整，因為中間支撐在艉管的中部，施工人員可以進入艉管內調整中間軸承的4顆螺栓并鎖緊。中間軸承的高度調整到位后，對鏜排前后軸承的 4顆調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，各階梯孔應留有1～1.5mm加工余量。粗加工結束后，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、根據第一步復核的同心度情況，重復調整鏜排中心并提高同軸度精度，將尾軸承內孔及尾端面加工結束，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、根據第二步復核的同心度情況，重復調整鏜排中心并提高同軸度精度，將尾軸承剩余各檔內孔及首端面加工結束。

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。鏜孔作業后的艉管孔的圓度、圓柱度有效地控制在0.04 mm內，前后軸承孔的同心度控制在0.025mm以內，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孔進行測量，依據前軸承過盈量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。

5.2 尾軸承的加工、測量及運輸

依據鏜孔后內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到安裝現場。

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 結論

400 000DWT VLOC的首制船已經成功試航，試航過程中軸系工作狀態良好，尾軸承溫度始終穩定在27.8℃以內，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。