側推筒體定位安裝工藝研究

熊 飛，姚 杰

（廣船國際有限公司，廣州 511462）

1 前言

為保證船舶的機動性，水面艦艇一般設計有首側推裝置，其驅動電機的安裝對于電機座上表面的水平度精度要求較高，水平度需≤1 mm，而電機座附帶在側推筒體上，從而側推筒體的安裝精度要求高，其安裝精度直接影響側推裝置的使用。

側推筒體分為側推器筒體和左右兩個側推連接筒體：側推器筒體為廠家制作，其上帶電機座及槳葉等推進設備；側推連接筒體為廠內制作。圖1左為側推器筒體，右為側推連接筒體。

圖1 側推器筒體及側推連接筒體示意圖

側推筒體以往的建造工藝為：分段以平臺板為底上胎制作→平臺板部分裝配完畢→吊裝側推器筒體上胎定位→安裝支撐板固定→各吊裝左右側推連接筒體定位固定→反扣托底部件→側推筒體裝焊作業。圖2為側推器筒體倒裝示意圖。

圖2 側推器筒體倒裝示意圖

該建造工藝存在以下問題：（1）因分段為反造，側推位置為中空狀態，側推器筒體翻身后吊裝至分段為中空狀態，側推器筒體不易定位；（2）側推器筒體定位后再進行與側推連接筒體之間的環縫裝焊，延長了側推筒體所在分段的胎架周期；（3）側推器筒體定位后與連接筒體之間的環縫裝焊，由于兩者之間的板材較厚，電焊工作量較大，對焊接作業已定位好的側推器筒體上的電機支架的水平精度存在較大影響；（4）側推器筒體與側推連接筒體環縫在分段內焊接，由于空間狹小焊接作業不易展開，且此環縫水密要求較高，其水密檢驗及返修工作較為困難，影響環縫焊接質量。

為了減少側推筒體的定位及裝焊難度，縮短側推分段的胎架周期，提高側推筒體安裝精度及焊接質量，對側推筒體定位安裝工藝進行了研究。

2 筒體表面劃線

將筒體中心線、電機座中心線引至側推器筒體表面，并分別劃線及打上樣沖點做好標記，用于后續筒體定位及精度監控。

3 模板胎架制作

模板根據側推筒體的外徑數控下料，下料時需噴出中心線及統一水線，提供后續胎架制作定位（見圖3）。

圖3 模板示意圖

制作側推器筒體與側推連接筒體地面組裝的胎架，由模板按照固定圓心及固定間距組合而成。利用模板上中心線及水線進行定位。

4 側推筒體地面定位組裝

側推筒體地面定位組裝流程為：側推器筒體上模板胎架定位→樹立標桿、堪劃定位基準線→兩側推連接筒體分別上模板胎架定位→裝焊→焊縫密性檢驗→中心線修正。

（1）根據側推器筒體外表面水平中心線調整筒體整體水平，復測電機座水平度，要求其水平度偏差滿足精度要求并做好記錄；

（2）側推器筒體定好位后修訂筒體中心線，在筒體兩邊立標桿并將修訂后的筒體水平中心線引至標桿上；將筒體縱向中心線引至地面上，作為地樣中心線（見圖4）；

圖4 側推器筒體定位示意圖

（3）根據筒體外表面中心線進行左右側推連接筒體吊裝定位，以標桿上水平中心線定筒體的高度值，以地樣中心線定筒體的左右值；

（4）進行筒體之間裝配作業。因側推器筒體自帶槳葉等推進設備，為保護這些設備，在側推器筒體與連接筒體裝配時，只能在側推器筒體的徑向和軸向的加強筋板上焊接，嚴禁在側推器筒體表面施焊；焊前要求筒體與胎架做好連接固定，控制焊接應力引起的筒體偏轉變形；

（5）裝配完畢，檢查記錄電機基座上平面水平度及筒體同心度。若不滿足精度要求，需重新進行裝配；

側推器筒體與連接筒體焊接應采用分段對稱施焊的方法，焊條直徑不大于5 mm。焊接過程中必須防止焊接火花損傷槳葉和不銹鋼層等部件；焊接過程中要不斷地觀察和測量槳葉尖與圓筒體之間的間隙大小，在焊接過程中，焊接后槳葉外側各點與圓筒體的間隙不得小于8 mm；

圖5 側推器筒體與連接筒體地面組裝焊接順序圖

（6）焊后要對筒體對接焊縫按船體外板焊縫要求做無損探傷及密性檢查，保證焊縫水密及焊接質量；

（7）以標桿和地樣中心線重新修正筒體表面中心十字線及電機基座中心線，提供給后續筒體整體吊裝分段定位，如圖6所示。

圖6 側推器筒體與連接筒體地面組裝及胎架布置示意圖

5 分段劃線及標桿樹立

（1）將分段中心線引至地面，平行偏移劃出電機座中心線，根據胎架十字線開角尺做出側推安裝理論肋位線及100 mm檢驗線；

（2）在側推筒體安裝理論肋位線上安裝槽鋼標桿，在標桿上通過平臺理論線反向引出船體基線，用全站儀偏移劃出側推筒體中心距船體基線理論高度所在水線并做好標記，如圖7所示。

圖7 側推筒體整體分段定位示意圖

6 側推筒體整體分段定位安裝

側推器筒體與側推連接筒體在地面裝焊完畢，整體吊裝分段定位及裝焊，如圖8所示。

（1）通過標桿拉鋼絲，確定結構余量情況。并做好余量劃線，切割余量、撤除鋼絲；

（2）側推筒體反身整體吊裝定位，在筒體外表面電機座中心線處吊好線錘；

（3）采用激光經緯儀，通過標桿定位筒體中心線、通過線錘定位筒體左右，調整電機座水平度進行復位，使電機座表面水平度滿足精度要求。

（4）通過標桿拉鋼絲，用于監控裝焊過程中筒體同心度。為避免鋼絲與筒體槳轂沖突，鋼絲拉設可平行于筒體中心線做偏移處理；

（5）側推筒體整體與船體結構裝配時，除了表面加強筋板外，不允許在側推器筒體的任何位置焊接。

7 側推筒體整體與船體結構焊接

按照一定的焊接順序施焊，避免無序焊接導致側推筒體中心及電機座水平偏移，如圖8所示。

（1）先焊接側推筒體與船體肋板角焊縫；

（2）再焊接側推筒體中剖面橫向加強筋與船體結構角接縫；

（3）最后焊接側推筒體兩端橫向加強筋與船體結構角接縫；

（4）左右舷對稱同時施焊,焊接過程中監控側推筒體中心變化。

圖8 側推筒體整體與船體結構焊接示意圖

8 現場實施情況

側推器筒體與側推連接筒體在地面專用胎架模板上組裝，通過一系列的精度控制措施，保證了側推筒體的同心度，完成了裝焊作業；同時在后續整體吊裝分段組裝過程中，通過激光經緯儀進行監控，很好的控制了電機座的水平度，實現了精度目標。

通過側推筒體定位安裝工藝研究及實踐，總結了側推筒體定位安裝精度標準（見表1），后續類似側推筒體定位安裝可參照此標準進行精度控制。

表1 側推筒體定位安裝精度標準 單位：mm

9 結束語

（1）側推筒體定位安裝工藝的研究及使用，使側推器筒體與側推連接筒體在地面實現提前組裝，與分段制作同步進行，縮短了含側推筒體分段的制作胎架周期；

（2）解決了側推器筒體單獨在分段定位其區域中空不易定位的問題，在地面組裝后整體吊裝定位后，依靠連接筒體與結構的支撐來進行定位，易于定位及控制精度；

（3）側推器筒體與側推連接筒體的環縫焊接作業提前到地面進行，改善了作業環境，確保了焊接質量。側推器筒體與側推連接筒體之間大量的對接環縫焊接作業在筒體吊裝分段定位前完成，避免了環縫的大量焊接對筒體中心及電機座水平造成的焊接偏移，保證了安裝精度；

（4）側推筒體定位安裝工藝的研究成果，在多艘船上得到實施應用，保證了側推筒體在分段階段的安裝精度和焊接質量，具有很強的指導意義，可推廣應用于同類型船舶的建造。