沈麗蘭++林立營

摘 要：VSP推進(jìn)器，系德國VOITH公司生產(chǎn)的Voith Schneider Propeller擺線推進(jìn)器，具有出眾的操縱性，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。但因其造價(jià)相比同規(guī)格其他形式的推進(jìn)器高出許多，安裝要求也較高，所以在普通船舶上運(yùn)用較少。文章主要介紹大型VSP推進(jìn)器的安裝程序以及要點(diǎn)，通過理論與實(shí)際的結(jié)合，為相似工程提供成功的案例。

關(guān)鍵詞：VSP推進(jìn)器；安裝程序；精度控制

1 VOITH VSP推進(jìn)器簡介

本文中的VSP推進(jìn)器將安裝于一艘A2SEA新一代風(fēng)電安裝船上，由于該船需長期行駛于碼頭與近海風(fēng)車安裝區(qū)域，同時(shí)需長時(shí)間定位于安裝區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，因此對操縱性要求較高，故選用此推進(jìn)器。

推進(jìn)器型號：36R2 ECR/285-2；形式：全回轉(zhuǎn)可調(diào)距；主體重量：72.3T。

馬達(dá)型號：SIMENS 1RN4.636-4HM90-Z；輸出功率：3800kW；轉(zhuǎn)速：1200/min。

推進(jìn)器組成：艙內(nèi)主體部分，以及槳葉（每臺推進(jìn)器6只）。

圖1所示為VSP推進(jìn)器安裝完工圖。

圖1 VSP推進(jìn)器安裝完工圖

2 VSP推進(jìn)器安裝要求

2.1 推進(jìn)器圍井（底座）的安裝精度要求

推進(jìn)器圍井法蘭面與船底板要平行，允許的偏差范圍為：±5mm；圍井法蘭面與圍井的開孔，兩者要保證一定的同心度，以保證推進(jìn)器安裝后殼體與圍井的間隙能基本一致，允許的偏差范圍為：±3mm；同時(shí)，與圍井連接的面板和加強(qiáng)筋應(yīng)盡可能地布置在圍井法蘭面螺栓孔中心。圍井法蘭面粗糙度Ra為12.5？滋m至25？滋m的區(qū)域，為墊片密封區(qū)域，必須進(jìn)行細(xì)致的精加工，以保證密封性。

2.2 推進(jìn)器圍井的加工精度要求

推進(jìn)器圍井裝焊完成后，根據(jù)廠家圖紙尺寸要求，對圍井進(jìn)行機(jī)加工。圖2所示為圍井現(xiàn)場機(jī)加工圖。

圖2 圍井機(jī)加工

圍井法蘭面必須用可回轉(zhuǎn)的銑刨機(jī)器進(jìn)行加工，加工精度必須控制在以下公差范圍內(nèi)（如有必要，端面應(yīng)進(jìn)行打磨）：在圍井法蘭面支撐腳區(qū)域，端面高度變化應(yīng)控制在±0.1mm內(nèi)，這一區(qū)域的面積（主要承受部位）沿法蘭端面周長方向，應(yīng)為每一支撐腳寬度的1.5倍；推進(jìn)器本體底腳間的底面，每一螺栓孔端面高度變化可以容許在±0.3mm內(nèi)。需要注意的是，在確定轉(zhuǎn)進(jìn)法蘭面的高度時(shí)，必須要考慮平面密封墊的2mm的厚度。圍井法蘭面密封墊被分割成幾段，每兩段之間用燕尾槽的形式來進(jìn)行連接。底腳安裝螺栓為8.8級，M36的貫穿螺栓，預(yù)緊力為2450NM。在推進(jìn)器安裝后的48小時(shí)內(nèi)，需要檢查螺栓的扭力，密封墊的壓縮會(huì)導(dǎo)致螺栓預(yù)緊力的缺失。

圍井機(jī)加工后的主要尺寸及精度要求為：法蘭面與外底板的平行度：±5mm；法蘭面距外底板的高度：948+5mm；法蘭面內(nèi)孔直徑：4515+5mm；法蘭面支撐腳區(qū)域平面度：±0.1mm，其他區(qū)域：±0.3mm；法蘭面（支撐腳區(qū)域）粗糙度Ra為12.5？滋m至25？滋m。

其中，推進(jìn)器圍井平面度采用德國普盧福激光測平儀LEVALIGN Ultra進(jìn)行測量，如圖3所示為測量示意圖，測量后自動(dòng)生成三維測量報(bào)告，如圖4所示。

圖3 推進(jìn)器圍井平面圖測量示意圖

圖4 推進(jìn)器圍井平面測量報(bào)告

2.3 推進(jìn)器配套設(shè)備及連接件的安裝要求

推進(jìn)器重力油柜一般需安裝在靠近推進(jìn)中線的縱壁板的最高位置。盡管如此，安裝的高度（離推進(jìn)器的中心線）最低為0.5m，最高為2.0m，以便在推進(jìn)器端能清楚地看到液壓計(jì)。

推進(jìn)器液壓單元（HPU），需要安裝在推進(jìn)器附近，通過軟管與推進(jìn)器液壓管路連接。在推進(jìn)器本體上有一段裝有截止止回閥的透氣管，用于推進(jìn)器轉(zhuǎn)體與圍井之間的空氣流通。透氣管應(yīng)安裝在距離水線以上最高的位置，并安裝鵝頸彎和止回閥。

3 VSP推進(jìn)器主要安裝程序

3.1 推進(jìn)器本體安裝

3.1.1 本體安裝前的準(zhǔn)備工作

在推進(jìn)器圍井機(jī)加工完成后，開始進(jìn)行推進(jìn)器的預(yù)裝，來確認(rèn)推進(jìn)器的最終安裝位置，以及法蘭面螺栓孔的中心。預(yù)裝前，在圍井法蘭的四個(gè)對角方向，焊接推進(jìn)器安裝的導(dǎo)向板，以便在安裝過程中，調(diào)節(jié)推進(jìn)器的位置。

在推進(jìn)器的4個(gè)吊點(diǎn)上，其中2個(gè)吊點(diǎn)，選擇可調(diào)節(jié)的吊索具（螺旋扣或者手拉葫蘆等），以便來調(diào)整推進(jìn)器的角度。

推進(jìn)器安裝到圍井以后，通過以下幾點(diǎn)來確定最終的安裝位置。（1）推進(jìn)器本體法蘭面上的中心線應(yīng)與船體結(jié)構(gòu)的中心相對應(yīng)。（2）推進(jìn)器轉(zhuǎn)體與圍井之間的同軸度偏差范圍為±3mm。（3）推進(jìn)器轉(zhuǎn)體的底部與船體外板的距離偏差范圍為±5mm。（4）推進(jìn)器轉(zhuǎn)體與圍井之間的間隙值，在整個(gè)圓周范圍內(nèi)應(yīng)該盡可能一致。

在安裝位置最終確認(rèn)后，將圍井法蘭面的螺栓孔做好標(biāo)記，將推進(jìn)器再吊回場地。然后開始圍井法蘭面的鉆孔。在某些特殊情況下，螺栓孔會(huì)正好在結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋的頂部，將無法使用貫穿螺栓。因此在這些位置，應(yīng)進(jìn)行攻絲，再選用合適的螺栓安裝。

此外，在最終安裝之前，還應(yīng)首先對整個(gè)圍井區(qū)域的油漆進(jìn)行檢查確認(rèn)，對破損區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)。而后將防油和防水的密封墊安裝在圍井法蘭面上，并用平面密封膠進(jìn)行膠結(jié)。

3.1.2 本體安裝

底座螺栓孔鉆好之后，即可進(jìn)行最終推進(jìn)器本體的安裝。推進(jìn)器本體吊裝到位后，安裝所有緊固螺栓，并打好扭力。同時(shí)，每臺推進(jìn)器都需要安裝3根定位銷或者緊配螺栓來定位。

一般情況下，推進(jìn)器在安裝完成之后，并且在下水前，需要加注滑油。但是如果在槳葉安裝前，推進(jìn)器下口有悶板悶堵，也可以在槳葉安裝完成后再加油。

3.2 推進(jìn)器槳葉安裝

槳葉安裝之前，船舶需要提升一個(gè)不小于圍井高度的高度，即推進(jìn)器圍井的外板距離地面需要有一定的高度，供槳葉安裝。同時(shí)需要對推進(jìn)器本體的安裝情況進(jìn)行再一次的檢查，各項(xiàng)數(shù)據(jù)需經(jīng)廠家服務(wù)工程師確認(rèn)。槳葉安裝需制作專用的工裝，并借助叉車、高架車等設(shè)備來進(jìn)行安裝。

槳葉安裝完成之后，應(yīng)將整個(gè)推進(jìn)器外表面包括槳葉都做上防污漆，避免推進(jìn)器及槳葉因長時(shí)間靜止在水下而滋生海生物，海生物不僅會(huì)對設(shè)備表面造成損壞，也會(huì)增加船舶阻力而影響航速。圖5所示為推進(jìn)器及槳葉油漆保護(hù)。

圖5 推進(jìn)器及槳葉油漆保護(hù)

3.3 推進(jìn)器馬達(dá)及中間軸安裝

推進(jìn)器馬達(dá)根據(jù)推進(jìn)器的中心線來進(jìn)行定位。需要注意，馬達(dá)的轉(zhuǎn)向需要與推進(jìn)器保持一致，即同為順時(shí)針或者同為逆時(shí)針。

圖6 軸系對中精度要求

根據(jù)規(guī)范，應(yīng)在浮態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行軸系對中。可以制作剛性的假軸替代中間軸來進(jìn)行對中工作?？梢杂眉す鈱χ袃x，或者百分表來進(jìn)行對中檢查。對中完成后，根據(jù)圖紙尺寸要求，進(jìn)行中間軸的安裝，圖6所示為軸系對中精度要求。

3.4 推進(jìn)器配套設(shè)備安裝

推進(jìn)器安裝過程中，同步進(jìn)行配套設(shè)備的安裝，主要包括：重力油柜、推進(jìn)器本體透氣管及閥、液壓單元（HPU）、滑油單元、滑油濾器、液壓油濾器等。

3.5 滑油及液壓油加注

在推進(jìn)器設(shè)備及相連管路安裝到位之后，進(jìn)行滑油及液壓油的加注。加油完成后，系統(tǒng)就具備調(diào)試及試驗(yàn)的條件了。

4 結(jié)束語

VSP推進(jìn)器對安裝的精度要求較高，所以在安裝過程中，安裝精度的控制尤為重要，必須符合廠家提供的安裝說明書及圖紙要求。在推進(jìn)器安裝之前，需要仔細(xì)研讀廠家說明書，并與廠家服務(wù)工程師保持溝通。只有充分理解產(chǎn)品的安裝要求，同時(shí)做好現(xiàn)場的精度控制，才能保證推進(jìn)器準(zhǔn)確、高效地安裝，同時(shí)也不會(huì)影響推進(jìn)器的使用性能。

參考文獻(xiàn)

[1]黃勝.船舶推進(jìn)節(jié)能技術(shù)與特種推進(jìn)器[M].哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007.

[2]徐茂功.公差配合與技術(shù)測量[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]李德堂.海洋平臺輪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].海洋出版社，2016.

作者簡介：沈麗蘭（1986-），女，碩士研究生，講師，研究方向：輪機(jī)工程。

林立營（1984-），男，學(xué)士，工程師，研究方向：海洋工程制造。