船舶建造过程中艉管轴承内孔斜度测量工艺探索

摘要：在轮机施工中，有许多需精密定位安装的设备和需精确加工尺寸的结构部件，在以往的施工中，我们都是利用拉钢丝线、照光仪照光等延续了多年的老方法来确定船体结构及设备的位置状态，这些方法的缺点是测量精度不够、过程繁琐费时。

关键词：船舶；艉管；轴承；内孔

目前整个国际经济形式的衰弱导致国际航运市场处于一个低谷，造船行业也随之处在困难时期，各国造船企业都在努力竞争有限的新船合同，保持市场份额。在这一过程中，随着船东对船舶质量要求的不断提高，如何提高施工质量和缩短施工周期就成了企业发展必需考虑的一个问题。在船舶建造的各个环节，我们不断尝试新工艺和新方法，特别是船舶轮机施工过程和电器安装调试的过程中，更广泛地采用新的机械设备和新思路。在这一持续改进的过程中，我们收获了降低建造成本，提高工艺精度的累累硕果。

近年来基于激光校准仪可以测量平直度的原理，结合生产实际研制出了各种不同的测量、调整方法与工装，现已广泛应用到多项重点施工中，取得了非常好的效果。现以艏艉轴承压装后的尾轴承内孔斜度测量为例简要说明新型激光校准仪及新工艺的采用对内孔斜度测量的精度和速度有重大的提升作用。由于尾轴承内孔本身是带有固定斜度，而在艏艉轴承压装过程中，为克服0.03mm左右的轴承与尾管间的过盈量而施加的压装力对尾轴承内径势必造成一定变形，能否准确测量出艉管尾轴承安装后的内孔实际斜度是否依然满足相关图纸尺寸范围，不仅关系到后续穿轴压浆等工序，更会为船舶下水后的主机轴系校中工作打下坚实基础。

以前大型船舶建造过程中在艉管轴承压装完成后，我们是利用照光拉线法测量、计算艉轴承内孔斜度的，首先需要在艉轴承内表面架设并固定找正工装，然后通过计量人员架设准直望远镜照光定位，依据照光定出的理论中线调整找正工装，再由钳工拉设贯穿轴承两端的钢丝线，利用内径千分尺于各基点处测量出对应高度，最后根据各点高度与对应长度，即可计算出尾轴承的实际斜度。此传统方法存在如下弊端，一是受照光影响需夜晚施工且耗时较长，操作繁琐；二是拉线所用0.5mm钢丝线本身自重所产生的下挠会导致测量结果不精确，三是由于测量点接触面本身存在一定斜度，这样就给使用顶尺的测量人员带来很大难度，实操中误差在所难免。

基于上述几点考虑，我们决定在新造船的艉轴承内径斜度测量工作中改用激光校准的方法测量斜度。这套方案中，激光校准仪作为核心设备，还须有合象水平仪、V型铁、紫铜棒等工装工具加以配合方可完成测量工作。下面详细叙述一下利用激光校准艉管尾轴承内孔斜度的具体步骤与注意事项：①首先将五支V型铁依次架设到艏艉轴承内孔的最下端，距离设定的两个艏艉基点（A点及E点）以及轴承中部需要测量斜度的三点（B点C点及D点），在这里要注意保证V型铁的中心位置符合图纸距离要求（需预先在V型铁上表面中心做好中線标记），切勿以V型铁边缘为准。②利用合象水平仪对B 、C、D点V型铁上表面进行水平找正，要保证其处于同一个直线面上，这里要注意V型铁的调整最好依照先中间后两边的顺序，以免因人员进出触碰到已找正完毕的V型铁而造成返工，对于每个测量点，我们都要通过紫铜棒轻微敲打V型铁底座来进行细微调整，这是影响测量结果的关键步骤，需要操作人员的绝对细心。精细找正完成后，需要在轴承内孔表面做出相应的V型铁定位标记，以保证测量各点高度时，能够更准确的还原V型铁所处位置，建议使用0.5mm的油性记号笔，严禁使用划针等硬物做标记，以免伤害轴承表面。③把艏艉基点的V型铁调整好（具体步骤及注意事项可参考中间三点调整），必须保证激光发射端子和接收端子处于同一个水平面上，调整完毕后在两支V型铁上表面依次架设激光校准仪的发射端子和接收端子（艏部为发射端子，艉部为接收端子），然后在激光校准仪电脑控制板上设置A点E点为基准点（即确定AE所在直线为理论中线），并按照图纸要求输入各V型铁间的距离，调整艏艉两个端子（这里也注意左右方向），保证艏艉端子的红外线发射端与接收端在一条直线上。④启动发射端子激光灯按钮，令发射端保持不动，将接收端子分别放到各测量点所在V型铁表面，通过仪器扫描，令所有测量点处的接收器显示数据达成一致方可记录数据，在全部测量点记录结束后，通过激光校准仪控制板显示器上读出出各测量点与艏艉基点确定出的直线之间的上下偏差值，近而计算出艏艉轴承压装后的内孔斜度。

综上所述，以往采用照光法和拉线法测量，需要大约1-2天的时间（不包括工装制作、准备的时间），还必须在夜间进行测量，不但人力物力上浪费较大，且测量的数据也有一定偏差。采用激光校准仪测量，需要大约30分钟到1个小时的时间，省时省力，且不受时间限制，数据获得也相对直观和精确。该创新项目经过两个系列大型船舶的艉轴管轴承内孔斜度测量的检验证明，轴承压装后尺寸及形位公差能完全满足图纸要求，极大提高了穿轴压浆的成功率，更为重要的是为船舶下水后的轴系校正工作打下了良好基础。值得注意的是，在这项工作中，虽然各测量点V型铁左右方向变形量极其微小，但理论上对艉轴承内孔斜度的数据测量还是存在一定影响的，我们也在不断的研究新型工装，改进测量方法，争取早日克服这一瑕疵。

作者简介：田伟（1975-），男，辽宁省葫芦岛市人，满族，大学本科学历。渤海船舶重工有限责任公司，经营计划部。