浅析提高轴系镗孔精度的方法

曹东东?陆斌

摘 要：本文介绍了在轴系镗孔过程中精度控制的方法，即桩头法、检验圆法、斯比克测量法。分别介绍了它们的优缺点以及实例分析它们的使用效果。

关键词：轴系；镗孔精度；控制方法

1 前言

纵所周知，船舶在水域航行，是依靠一整套动力装置来推进。船舶动力装置是有三个主要部分组成：主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备。而主动力装置，又称推进装置，是为船舶提供动力，保证其以一定航速的各种机械设备。其包括主机、传动设备、轴系、推进器等[1]。

本文介绍的是动力装置中轴系部分，关于对提高轴系镗孔精度的一些方法的浅析。

2 轴系的组成

船舶轴系通常指从主机输出法兰（飞轮）到螺旋桨艉轴的整个传动装置，其主要部件有：齿轮箱、中间轴及其轴承、艉轴（螺旋桨轴）、艉轴管及其轴承、艉轴管密封装置、联轴节、接地装置等。

3 轴系镗孔

轴系镗孔是在轴系找中结束后，对船艉轴管毛坯进行加工，使轴壳内径达到设计要求，以便艉衬套与艉轴的安装。因此轴系镗孔在船舶建造过程起着非常重要的环节，它的镗孔精度的好坏直接影响着船舶轴系的寿命。根据CSQS要求，镗孔结束后的轴壳同心度要求不大于0.1mm[2]。这个精度要求是相当高的，因为我司目前使用液压镗排的丝杠与排架的正常间隙就有0.15mm，因此在这种设备及精度要求下就需要我们想出更好的办法来进行过程控制镗孔精度。

4 精度控制的方法

在轴系镗孔过程中，我们需要进行过程控制，不然等到镗孔结束后在来通过复光来检验其精度，一旦出现精度超差就很难进行补救，这样就会出现重大质量事故，影响到整个船舶的生产周期，造成不可估量的经济损失。为了提高镗孔的精度，介绍一下几种控制精度的方法。

4.1 桩头法

桩头法是指如图1所示，将我们自制的工装，焊接在加工园上，再用内径千分尺测量桩头至镗排丝杠外圆的距离。以此来检验轴系中心的上下左右的偏移量。

图1

测量数值要求为上下差值在0.1mm，左右差值在0.05mm，超差后需重新调整丝杠中心。

测量位置是在轴系找中结束后，需在艏、艉两端艉管的前后端面上画上两个同心圆即加工园与检验圆。然后将桩头成上下、左右（或斜45°方向）四点分布在如图2所示：A、B、C、D四个端面处。

图2

4.2 检验圆法

检验圆法是指如图3所示用一个较硬的铁丝，一端磨尖，另一端焊接在一段角钢上；然后将角钢紧贴在镗排丝杠上，尖头端分别去比对检验圆。通过肉眼观察铁丝尖头是否与各端面所画的检验圆重合。比对检验圆时，我们也是原则上下、左右（或斜45°方向）四点，如明显有一点以上在线内或外，说明轴系中心有较大偏移，需要矫正镗排中心。

图3 图4轴壳内部断面

4.3 斯比克测量法

斯比克测量法是指在前后艉管端面台阶处同一平面上选择上下、左右（或斜45°方向）四点，再用内径千分尺测量四点至镗排丝杠中心的距离，以便来调整镗排中心。图4为轴壳内部断面选取的测量点。

以上介绍的三种方法在我们工作中经常使用，有着很明显的效果。而且他们必须同时运用，以防单独使用其中一种时，轴系中心出现偏移。

桩头法与斯比克法这两种方法，虽然能够客观地看到测量数据，某种程度上比较精确，但它们也有着致命的缺点，受人为因素比较大。不同的人测量同一点可能有着不一样的结果，所以需要有在一次校排过程中必须是同一个人操作，不然会出现严重的错误。就会造成不可弥补的损失。而检验圆法，能够直观的看到轴系中是否有偏移，但精度只能在0.5mm的偏差，这是已经超出我们轴系偏移所允许的范围。

因此，为了提高镗孔精度就需要将这三种方法一起使用，尽管桩头法与斯比克法受人为因素影响，但这两种方法同时使用看，就可以互相验证，监督；再加上检验圆法，能够更好的起到验证监督效果。

5 轴系复光效果

现在以我司某船型，如图所示复光靶摆放的顺序，用激光望光仪以B1-C为艏艉基准靶，拉成一条直线，查看轴壳内部其余各点B2、B1、B2、C与该直线的偏移量即为轴壳同心度的偏移量。

而轴系镗孔只用桩头法与检验圆法的过程控制下，进行复光时发现，该轴壳中心出现严重的偏移如表1，这样需要二次镗孔，造成了大量人力物力的浪费，影响生产周期。

表1 复光数据

B1 B2 B1 B2 C C

左右 0 0 左0.20 左0.10 0 0 B1、C为基准

上下 0 下0.06 下0.38 下0.58 上0.28 0

在二次镗孔时，我们增加了第三种斯比克测量法来进行校排，以便在前面两种校排时，发现问题，可以用第三种方法来佐证，从而进行镗排的调整。在这次精度控制下，复光效果很显著，精度相当高。如表2所示。

表2 二次复光数据

B1 B2 B1 B2 C C

左右 0 0 左0.07 左0.01 0 0 B1、C为基准

上下 0 0 上0.08 上0.06 上0.05 0

6结论

综上所述，轴系镗孔精度是必要的过程控制，它关系整个轴系的正常运转，如不能很好的控制，就会出现将艉轴烧掉、合金轴承烧坏，影响船舶的正常营运。因上述所讲述的三种控制镗孔精度的方法是很有效，是实之可行的，已受住了多次条船舶的检验，是行之有效，工装简易，制作方便，无需太多花费。

参考文献

[1]《船舶动力装置》 余洪亮/黄连忠 大连海事学院 2006.12.01

[2]《中国造船标准》 国际科学技术工业委员会 2005.12.27