船用6吨防爆升降机导轨安装精度控制浅析

郁丹++柯维军++刘红超

摘 要：本文所述船用6吨防爆升降机专用于特种物资的垂直输送与补给。升降机安装精度控制是确保升降机在狭小围井空间内安全运行必要条件，其中导轨安装精度控制是关键点，分析影响导轨安装精度的主要因素，并采取有效措施加以控制，才能实现设备的安全运行。

关键词：导轨；安装精度控制；防爆升降机

中图分类号：TH211.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）06-0050-02

载货防爆升降机采用电机强制驱动，主要由两根牵引钢丝绳从牵引绞车上通过导向轮装置引至升降平台上，从而带动升降平台沿导轨上下运行（见图1所示）；升降机共有三根导轨，其中两根为导向导轨，一根为制动导轨，导轨长约16米，均为散件供货现场组装。为保证船舶在摇摆过程中升降机能上下平稳安全运行，防止升降平台运行卡滞，确保升降机导轨安装精度显得尤为重要。通过对导轨安装精度控制满足导轨的安装要求：（1）导向导轨在围井内对称平行安装，导向导轨“T”面板安装于同一平面内，安装间距为2670mm；（2）制动导轨与导向导轨安装间距为129±2mm；（3）安装后导轨直线度偏差≤5mm。

1 影响载货防爆升降机导轨安装精度的主要因素

升降机导轨安装精度与导轨本身的制造质量、导轨的安装质量、测量工具的选择、安装现场环境温度的影响、安装人员的技术水平及操作误差、导轨测量基准的选择、船体建造精度等诸多因素有关。根据升降机导轨的安装特点和以往同类型设备安装经验，在船上安装的过程中，影响导轨安装精度的主要因素为船体建造精度、焊接变形及导轨安装误差。

1.1 船体建造精度

导向导轨和制动导轨的定位中心是根据船体结构“T”梁中心为基准确定的，两根导向导轨和制动导轨基座均以围井通道（上下20米范围）同一围井壁为基准安装，整个升降机的围井（长×宽×深=4800×3100×20000mm）由上至下共由18个分段搭载而成，升降机导轨安装精度与围井所属分段本身的建造精度、分段搭载后舱壁的垂直度和平面度、各分段内每层甲板的开口精确度等因素息息相关，严格控制船体建造精度是实现升降机导轨安装精度控制的重要保证。

1.2 焊接变形

两个导向导轨为整段（约16米）整体焊接，在跨度约为20米的围井内焊接具有很高的难度，焊接变形直接影响长导轨安装后的直线度误差。为减少焊接变形对导轨安装精度的影响，安装时对焊接时输入（电流和电压）、焊接方法、焊接的接头形式及层数、焊接顺序等因素进行控制，是保证焊接质量是关键。

1.3 导轨安装误差

平台与围井之间正常设计的安全间隙确保了升降平台在围井内无障碍安全运行，导轨安装误差是影响升降机安全运行的重要因素。导轨安装误差主要包含导轨安装基准标定误差和安装平行度误差。升降机安装基准是升降机升降平台和导轨定位安装的关键，即两者皆根据安装基准对称安装。人工标定方法的选择对于减小安装基准标定误差有着较大的影响，导轨安装平行度误差与安全间隙的控制密切相关。

2 载货防爆升降机导轨安装精度控制措施

2.1 船体建造精度控制

为控制船体建造和整个围井舱壁搭载的精度，确保导轨安装所在围井壁上下的一致性（主要保证围井壁安装垂直度和平面度），为升降机导轨安装提供保障，采取以下措施进行控制：

（1）建造精度满足GJB3182-98《水面舰船船体建造精度要求》，在整个下料、放样、划线（0.5mm）、切割、弯曲、装配接头、部件制造、胎架制作等每一道工序都应加强控制，即控制精度制造技术每一阶段的组成元素，尤其是围井所属分段构件、板材、每层甲板开口均由数控切割精加工完成，需焊接板材的坡口在内场加工完成，板材的对合线、检验线等均由数控机完成划线工作；

（2）围井分段构件在安装时用肋位线作对合进行装配，先进行焊接而后退火，控制焊接变形，对装配精度进行控制；

（3）为了保证围井分段间对合口位置的尺寸平整度，加梁固定以避免合拢时产生的应力集中及变形；

（4）分段合拢时由对合线、焊接坡口的间隙保证分段合拢水平；

（5）围井分段吊运、翻身搭载的过程中，对开口尺寸较大且刚性较差的部分采取临时加固措施以防止变形；

（6）船坞内围井分段搭载时，对整个搭载的过程进行跟踪监控，安装精度的测量应始终贯穿在整个搭载过程中；围井底部分段搭载时，控制船体中心线与船坞内格线的中心线偏差小于1mm，上层其余分段搭载时，控制总偏差小于5mm；控制整个围井壁搭载后总垂直度偏差≤10mm，对部分误差较大的地方采取火工矫正的方法控制，矫正时遵循先下部后上部的原则；围井分段四角平面度控制在±5mm以内，搭载后舱壁左右（前后）水平偏差控制在±3mm以内；肋骨检验线前后位置偏差控制在±3mm以内；

2.2 焊接变形控制

导向导轨焊接长度约为16米，焊接质量直接影响导轨导向面的直线度，针对导向导轨的安装特点，采取合理的焊接工艺才能有效控制导轨焊接变形。

（1）导向导轨腹板和肘板焊前坡口及两侧各30mm范围内，必须清除氧化皮、铁锈、水分、油污、泥灰和铁渣等脏物，对影响焊接质量的涂料也应清除；

（2）焊接顺序：在导向导轨腹板焊接完成后，再焊接加强肘板，先焊接肘板与“T”型导轨的接缝，最后与舱壁焊接。选择具有资质的两名高级焊工，同时由上至下在导轨定位后同步焊接导轨腹板；

（3）焊接时采用分段退焊法和对称焊接法相结合的方式焊接，在导轨上、中、下部分分别取一段进行定位焊，三分段焊接完成后再完成其余部分的焊接，同时每次施焊长度一般不超过2.5米，焊缝填满坡口前，不许停止焊接；先焊接“T”型导向导轨的腹板（EH36t=15mm），焊接时采用药芯焊丝气保焊（立角焊），焊接层间最大温度为250℃，焊接时两名焊工以10cm/min的焊接速度对称焊接导轨腹板外侧面，之后再焊接内侧面，热输入控制在约25KJ/CM，电流控制在190A。

2.3 导轨安装及定位精度控制

2.3.1 导轨T面平行度控制

设计并采用专用工装（见图2）来保证导向导轨在围井内对称平行安装，同时确保两个导向导轨“T”面板安装于同一平面内，该工装具有一定的强度和刚度，其中一根导轨的一端通过压板压紧，另一端通过斜楔压紧，另一根导轨的两端都是通过压板压紧，两个导轨的端面固定在具有一定刚度的钢体上；从上至下每隔3米设置一套工装（工装端面含安装刻线确保导轨间距）来保证安装的平行度。

2.3.2 导轨安装基准标定控制（见图3）

在主甲板船舯54#肋位，架设激光经纬仪，划出围井开口处安装基准线，且在船体肋骨（54#）加强结构”T”型材中心±1mm以内；以此安装基准线为基准，用吊重锤弹线结合拉钢丝绳的方法，划出围井垂直方向的安装基准；根据垂向基准测量各层甲板的开口尺寸并進行局部修整，确保升降平台在围井内上下运行时与每层甲板开口之间的安全间隙。

2.3.3 制动导轨安装控制

制动导轨为散件分段（每段长5米）安装，背部每隔一段距离设置小基座且螺栓连接安装，其安装垂直度通过吊钢丝重锤使基座安装在同一平面内，控制垂直度偏差≤5mm，同时测量确保安装间距129±2mm。

3 结语

升降机导轨安装精度控制措施已在某大型补给船上应用，效果显著，大大提高了升降机导轨的安装精度，为升降机恶劣海况下安全运行提供了保障。