船舶轴舵系安装质量控制要点与风险预防的研究

赖庆泽

摘 要：随着近年来我国社会和经济的发展日益深入，船舶制造业的发展也越来越繁荣，许多船企规模正在逐渐壮大。但是目前轴舵体系的设计和加工安装问题一直困扰着我们的船舶制造业[1]。本文以船舶轴舵体系制造和安装施工工作环节为例，简单地分析了其质量管理控制的要点和对于风险的预防。

关键词：船舶轴舵系;安装质量;控制要点;风险预防

1 铸锻件采购

采购环节的主要风险之一就是由于铸造工艺中的质量事故而引起的纳期风险。虽然产品的纳期会有一定的提前数量，但是如果这个时候提前得太久，那么又会大大地增加库存的成本，所以对于产品到货质量的监督也是至关重要的。采购人员首先需要仔细了解该厂家的企业是否已经具备了相关的资质，其对于产品质量的信譽程度可以通过仔细了解其以往的客户对于该产品的实际使用情况进行确认;第二点，充分了解我厂各类铸锻件的生产周期。如前期产品出现质量问题，厂家可及时提供更换产品;第三点是了解厂家的生产或装载情况。为了满足工期要求，尽量避免厂家直接采购第三方产品;最后，必须多了解工厂的全过程控制和检查。

2 轴加工制作的质量检验

2.1 轴件机的加工检验

这一环节所需要考察的基础设计内容为：外径大小和长度尺寸，除此之外我们还需要考察另外4个关键数据。第一，轴件的挠度。若轴承的挠度未达到规定的标准，那么当它们在高速运行的同时便可能会使轴承产生剧烈的震荡和振动，一方面可能会大大缩短轴承的使用寿命，另一方面则可能让整个船舶的安全和性能都受到影响。所以必须对它们进行严格的精细化加工，保证整个车床加工过程中的每一个步骤完全符合规范的标准。第二，表面的粗糙度。轴承位置的粗糙度必须能够满足各种工艺的要求。第三，轴件与法兰面之间的垂直度。该数值对于船舶沉没之后轴体系的相对中产生了很大的影响。该模型的数值计算测量亦必须由机械设备在车床上进行，主要是通过测量平面上跳动的数量来做判断。第四，无损检修。若高速轴件有内部或者零件表面的缺陷，就很有可能造成轴件的受力太过集中，从而发生裂纹。因此，必须在精细的加工之后，实施必要的无损检测。

2.2 拂配检验

大型船舶的某些部分是用无钥匙的方式连接起来的。零件的质量水平将直接影响连接的稳定性和强度。螺旋桨与涡轮轴相互作用的一个具体判据是彩色油在螺旋锥内的均匀接触。至少7个接触点需要每单位面积25 mm，轴锥和涡轮机壳之间的接触面积不得超过70%。此外，圆柱体的接触点锥孔没有凹槽的两端应优先考虑螺旋桨中间区域，因为只有槽区域处于良好接触，以确保油压的扩张在压缩过程中避免漏油[2]。

2.3 艉管和艉管轴承的检验

首先，检查艉管轴承有没有出现气孔、裂纹、夹渣等情况，这种问题已经超出了规定的范围，意味着这些零件必须被报废。若零部件中存在一些细微的小瑕疵，那么就可以直接，选择合理的修补方法和工艺来进行修补，而后再对零部件进行一次无损性的检测。其次，对于管内的各类尺寸都要进行相应的数值计算测量，必须要保证它们的数值处于工艺所规定的范围内。在加工其他材料时，应重新测量材料的尺寸，以避免材料热变形的影响，可能造成尺寸偏差。当压力和温度高于加工过盈时，应采用等效加工过盈法来确定尾轴管轴承外径。另外，如果进给是同心度和椭圆角，通常是由于机床精度和加工环境的原因，也可能直接与进给和刀具磨损有关。因此，它必须按照机器的要求进行加工。变化不应该太大。要严格控制刀具用量，保证刀具的快速冷却，防止刀具磨损直接影响两个值。

2.4 舵系镗孔质量的风险预防

首先我们通常需要特别注意的是镗孔的整体外观和镗孔表面粗糙度的程度，若我们发现镗孔有任何外观异常情况则必须及时要求暂停镗孔加工，并及时做好日后相应的维修处理。其次，由于刀具镗孔的横向圆度以及加工刀具的镗孔圆柱度均被认为受到了加工刀具的镗孔磨损所直接影响，在加工过程中我们不仅应该尽量避免多余的加工刀具镗孔磨损，因此，必须尽量能够保证加工过程设备中的进料数量和同时进料管的口径必须保持在合理的长度范围内，以有效减轻对加工刀具的外力冲击和机械磨损。镗孔必须分别区分成为粗镗和精镗，最后，确保下上方挂臂舵承与上部挂臂连接孔之间的同一个轴距必须符合规定。这些都被广泛认为已经是镗孔的一个重要测量参数及其测量标准指标，会对于镗孔舵杆与单边销轴之间的中心间隙均匀配合程度有很大的重要影响，若超过了这些标准，则很快就有可能直接导致镗孔出现单边销轴间隙，舵叶高速转动时舵杆运行的转动灵活性大大降低、轴承容易偏磨等不良现象。

3 轴系安装质量控制

3.1 轴舵系照光拉线

3.1.1 分析照光拉线中的条件

大面积的防火工程作业及其他大型装置的安装对于整个船体的结构来说都会直接造成一些局部变形，从而严重地影响到拉线的精度，所以我们在精拉线前必须先要做好以下的条件：

（1）机舱前壁往后、主甲板以下的船体结构焊接完成，包括下舵承、尾部舷墙、尾绞车基座、尾部带缆桩及加强焊、尾管座。

（2）机舱前壁在向船首第一条大焊缝与大接缝焊装结束。

（3）上述区域的火攻矫正作业结束。

（4）机舱区域与船体连接的油水舱密性工作结束。

（5）主要机组设备入舱及出口到位。由于各种环境温度的波动和变化都会对精拉线的精度产生影响较大，所以拉线工作应该是安排在晚上或者阴天气候温度波动变化不明显的情况下才能开展，同时在拉线期间严格禁止任何震动的作业。

3.1.2 分析照光拉线测量当中的数据

（1）由于整个船体框架底板上部具有一定的横向挠度，所以在进行测量基本曲线的一定高度时首先应该在测量船体的各个基本曲线高度方向上尽量多地地选择几个点的节点，然后再尽量选择一个点的平均值，以便于尽量减少其中的挠度对于日后确定基本曲线的重要影响。

（2）激光的定位：检查在激光线与地样中心线当中的重合度。如果横向则需要偏移进行调整，激光与地样的中心线偏移量不得超过到0.03 mm，前后的激光点的偏离量必须要一致，如果有偏差，激光线的沿船首方向会被逐渐进行放大，这样导致了激光所打出来的轴系中心线和理论的中心线产生了夹角。

（3）分析关键数据中的测量：①光靶的靶芯与軸系的理论中心线的偏差;②基线至水平激光线之间的距离;③激光与首标杆在十字线中心中的重合度;④前、后尾管座端面之中的间距;⑤后尾的管座在后端面至中间轴承基座中心距离;⑥中间轴承的基座高度、垫片的厚度;⑦主机座的半宽以及半宽对角线;⑧主机环氧垫块的厚度;⑨挂舵臂的下端面至上舵承上平面中的距离;⑩舵系的中心线至后尾管座在后端面中的距离;舵孔的中心与轴系的中心当中的左右偏差以及垂直度的偏差。

3.2 尾管安装控制

3.2.1 穿尾管前的清洁报验

浇注管和浇注环氧树脂放空管必须焊接，管路内部必须清洗干净。另外，排气尾管座上的定位螺栓孔需要清洗并生锈，否则安装螺栓时孔螺纹上的污物会落入环氧区域。

3.2.2 浇环氧树脂

垫片前端与垫片密封座之间应使用垫片或橡胶圈。安装前应保证两个平面的平整度和垂直度。拧紧环氧树脂固定螺栓，将辅助管焊接在环氧树脂上，避免焊接对环氧树脂性能的影响。

3.2.3 尾管定位

尾管的定位精度易受环境温度的影响，环境温度应接近精拉的环境温度，尾管轴承有一定的偏心距，如果测点在白合金区域，则必须包括偏心距，如果测量轴承端部位置，不存在补偿问题。

3.2.4 环氧树脂密封胶的封堵

以往船舶密封胶封堵后经常发现有漏气漏水的现象，主要位置在密封胶端面、固定螺栓孔、环氧注入口和透气口以及调节螺栓孔填焊位置。密封胶端面渗漏，主要原因是密封面在封堵前没有清洁干净，环氧开口的填焊位置渗漏[3]。由于尾管座为铸件，在填焊时如果没有进行预热、焊后没有保温，则经常会产生裂纹;另外，填焊作业应该在密封胶封堵前完成，否则会烧坏密封胶。环氧的耐高温能力大约在90℃，超过该温度会影响环氧的机械性能，所以需要控制加热温度;最后，各环氧开口补焊完成后需打磨光顺，做表面探伤。

3.2.5 气密检查

气密化工实验室的环氧空气填充温度一般为0.02 mpa，重点是要考察空气密封面、环氧空气灌注管进出口、透气孔喷嘴及燃油尾管空气调整器和螺丝等的空气填充和安装位置。

3.2.6 水压实验

对于进入尾管的空气冷却液在水透气舱内也可以同时进行高强度的透气实验，其中该试点的试验条件一般是将冷却水透气舱压力加满到一个透气管以上2.8 m;但在检查水舱空气管的密实性时应看有无空气渗漏并看是否试验合格。

3.3 尾轴安装控制

（1）在贯穿尾轴之前，尾管润滑油的温度传感器必须经过安装后才能报验合格。

（2）尾密封油进出口铜管密性需完成。

（3）在飞机室内的暂时或者固定式吊耳均须经可靠地焊接，探伤检查合格后方能开始吊装操作。

（4）在吊装之前的轴承表面，特别要注意的是轴承部分位置必须使用胶皮保护。

（5）在安装贯通主管尾轴之前，须彻底干燥和及时清理贯通尾管内部和贯通尾轴的外层表面，并在其上均匀涂刷一层排气系统处理油。

（6）在进行主管尾轴的传动过程中必须特别注意尾轴保持平衡，不可同时允许尾管主轴和驱动汽轮机的两个尾管传动轴承之间发生相对的压力摩擦，以免尾轴造成严重损伤。

4 结语

总而言之，轴舵机构体系的设置将直接影响至船舶的总体质量，对其在海上航行时的性能和使用寿命期限都具有极端的影响。因此，必须全面地分析各个轴舵机构系的生产加工及安装流程，并针对在各个阶段中可能存在的产品质量问题和风险所发生的各个环节，作好必要的保证，以确定各个轴舵机构系的生产质量。

参考文献：

[1]张行.船舶轴舵系制造安装质量控制要点与风险预防的研究[J].建筑工程技术与设计，2017（16）：77-80.

[2]马赛.船舶轴舵系制造安装质量控制要点与风险预防的研究[J].工程技术（全文版），2016（10）：267.

[3]王衍治，王全东，徐世杰.关于船舶管系安装检验要点探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2016，6（8）：673.