小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置設計研究

王堅

【摘? 要】隨著科學技術的飛速發展和船舶機械工藝的迅猛進步，我國船舶制造行業獲得了穩定的發展，研究制造的船舶質量越來越高，為我國航海事業的發展奠定了堅實的基礎。在小型船舶機械軸系安裝過程中，定位孔裝置的設計直接關系著小型船舶機械軸系整體安裝的質量。論文主要針對小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的設計進行探究，希望能為小型船舶的制造和設計提供一定的參考。

【Abstract】With the rapid development of science and technology and the rapid progress of ship machinery technology， China's shipbuilding industry has obtained a stable development. The quality of the ships researched and manufactured is higher and higher， which has laid a solid foundation for the development of China's maritime industry. In the process of shafting installation of small ship machinery， the design of positioning hole device is directly related to the overall quality of shafting installation of small ship machinery. This paper mainly explores the design of positioning hole device for shafting installation of small ship machinery， hoping to provide certain reference for the manufacturing and design of small ship.

【關鍵詞】小型船舶機械;軸系安裝;定位孔;設計要點

【Keywords】small ship machinery; shafting installation; positioning hole; design points

【中圖分類號】U664.21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）11-0164-02

1 引言

軸系安裝是船舶工業設計制造的重要組成部分，直接關系著船舶整體設計和建設的質量與效果。定位孔是軸心安裝中不可或缺的環節，影響軸系安裝的效果。因此，需要加強對定位孔裝置安裝設計工作的研究，明確定位孔的安裝要求、安裝方式以及安裝要點，保證定位孔裝置安裝的精度和質量，提高小型船舶機械設備的整體制造水平。

2 小型船舶機械軸系設計研究概述

小型船舶機械軸系是軸承、軸以及其他附件的總稱，軸系在船舶機械體系當中主要起到轉矩傳遞、支撐零件以及輔助運動的作用。船舶機械設備中的軸系主要包括主軸軸系和傳動軸系兩部分內容。主軸在部件當中作為執行方，直接影響機械設備功能的發揮，關系著設備是否可以正常使用。因此，相對于傳動軸來說，對主軸設計和安裝精度的要求相對較高。在小型機械設備軸系安裝與設計期間，一般會將軸系位置設計在水線下方，導致一部分軸系要長時間在水中工作，工作環境相對比較惡劣，容易氧化，同時，在工作過程中也會受到船體裝載以及變形等相關因素的干擾和影響，受力狀態比較復雜，導致軸系的使用壽命受到影響[1]。因此，在進行軸系設計的過程中，需要對小型船舶機械設備的使用環境以及使用要求進行細致、科學的考察，明確影響軸系正常使用的各種因素，并采取有效措施進行規避，保證軸系裝置可以正常、安全、可靠地使用。同時，要求小型船舶機械設備的軸系結構符合相關行業的要求以及標準，抗震性能優良，盡可能減少機械軸系對船體變形的靈敏度，要求設備能夠具有很好的密封性能[2]。

3 小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的設計原理

隨著科學技術的飛速發展，各種各樣的新型材料和設備逐漸應用于小型船舶機械設備的安裝和制造過程中。當前，小型船舶機械軸系大多采用輕質的碳纖維復合非磁性材料，碳纖維復合材料的使用可以有效減少小型船舶機械設備的重量，提高小型機械設備的靈活性，延長船舶機械設備的使用壽命。但是，在碳纖維復合材料的使用過程中，超聲波定位會對材料的性能產生不良影響。因此，多采用磁場定位技術實現小型船舶機械軸系安裝定位孔的對接以及安裝，通過埋孔對接定位系統的設計及應用可以顯著提升小型船舶機械軸系定位孔加工的準確性和質量，避免定位孔位置偏離問題的發生，保證小型船舶機械設備定位孔設計和應用的效果[3]。通常情況下，可以將船舶機械軸系的安裝結構分為內側與外側兩部分，定位孔的安裝通常在內側工件上開展。在進行對接定位的過程中，需要在內側工件的埋孔中安裝柱型永磁體，并通過磁性傳感器對外側工件外表面的周邊磁場強度進行檢測。小型船舶機械設備軸系安裝定位孔裝置的設計主要依賴于設備的非磁性原理進行設備的在線檢測，磁性傳感器在沿著檢測路徑開展檢測時，檢測頻率會發生變化。工作人員可以根據檢測頻率的變化值判斷小型船舶機械軸系安裝定位孔的位置，保證定位孔設計位置的準確性和合理性[4]。

隨著信息技術的飛速發展和互聯網時代的全面到來，在小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的設計過程中，往往會依賴計算機技術進行輔助操作，通過計算機軟件對機械設備安裝定位進行控制，這能夠有效解決傳統人力控制存在的問題和不足，減少人為因素所造成的偏差，提高設備安裝的準確性，保證定位孔裝置設計的合理性。通過在線檢測非磁性材料的檢測頻率進行自動擬合和自主判斷，幫助工作人員快速、準確地完成定位孔裝置的設計與安裝，為后續小型船舶機械設備的使用以及建造創造良好的條件。

4 小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的設計與研究

在進行小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的設計過程中，首先，需要明確定位孔裝置設計的原理以及安裝的要求，并具體分析定位孔裝置中的碳纖維復合材料的結構特點，結合實際情況開展設計與安裝工作。工作人員需要對船舶結構中的電氣軌道系統結構進行細致的檢測，明確小型船舶中磁性傳感器的位置，保證磁性傳感器功能可以得到正常的發揮，排除故障問題，做好安裝之前的準備工作。其次，工作人員需要根據傳感器的具體位置以及機械軸系埋孔的位置，對磁場的信息進行判斷。再次，工作人員需要結合上述得到的磁場與位置信息設計具體的系統結構，明確定位孔的位置。但是從實際小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置設計與應用的情況來看，往往會存在安裝定位孔匹配不合理的問題，還容易出現驅動力不足的現象。此時，工作人員需要進一步明確定位孔的位置，保證定位孔位置的精確性，并具體檢測柱型永磁體的磁場，獲得相關磁場數據以及檢測數據，并結合得到的數據信息進一步縮小定位孔的安裝范圍，保證定位孔位置的準確性和合理性。最后，提高定位孔位置信息記錄的速度和效率，需要注意的是，工作人員在記錄定位區域的過程中要進行進一步的掃描，保證定位孔位置記錄能夠實現快速、精確的確定。

定位孔裝置作為軸系安裝的重要部分，其安裝效率和安裝質量直接關系著小型船舶機械軸系的安裝水平，影響整體船舶系統功能和作用的發揮。小型船舶軸系校正設計又被稱為軸系找正和軸系對中設計。工作人員要嚴格按照相關規定和行業原則，將軸系調整為曲線狀態或者直線狀態，并將各個軸段內的彎曲應力及軸承上的負重載荷控制在相關范圍之內，保證軸系可以正常穩定地運轉。小型船舶軸系校正按照直線、軸承合理負荷以及軸承可允許負荷三個對照原則進行設計，軸系較正的效果直接影響整個軸系實際載荷分配的情況。如果軸系校正不到位或者出現偏差，容易造成實際負荷分配不均勻，此時負荷相對比較重的零部件會遭受更多的磨損，影響整個軸系的使用壽命和使用安全性，工作人員在設備安裝期間還需要開展軸系試車工作，檢驗軸系是否能夠靈活正常地運轉。首先進行低速試泊實驗，合格之后再進行航行試驗，判斷軸系運轉是否可靠和穩定。另外，在航行試驗中也需要檢測軸系是否能夠平穩地工作，判斷是否存在摩擦聲等雜音，并結合試驗檢測的結果進行反饋以及調整，保證小型船舶軸系校正設計的效果以及質量。小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的設計從整體上來看能夠對定位孔的數據進行精確的記錄，并檢測柱型永磁體的狀態，有效減少定位孔以及軸系安裝的環節和復雜程度，提高設備安裝質量，減少失誤問題，保證船舶航行的安全性和可靠性。

5 結語

綜上所述，小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的設計直接關系著機械軸系的功能是否能夠得到正常穩定的發揮，所以需要加強對機械軸系安裝定位孔裝置設計工作的研究與重視，開發設計小型船舶的機械軸系并進行實驗校驗，保證小型船舶電氣系統結構的穩定性，提高定位系統的設計水平和應用效果，提升小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置的精準度。

【參考文獻】

【1】李琳.船舶軸系定位中心線測定工藝及其工裝設計[J].機電工程技術，2016，45（11）：51-53.

【2】韓鑫垚，張云美.細長定位孔鏜加工裝置的設計實施[J].金屬加工（冷加工），2017（16）：37-38.

【3】劉小凡，楊立云，王貴麗.小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置設計[J].艦船科學技術，2018（05）：197-199.

【4】胡毅麟.小型船舶機械軸系安裝定位孔裝置設計研究[J].中國科技投資，2019（12）：206.