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淺談遠(yuǎn)洋船舶舵系修理的技術(shù)規(guī)范和注意要點(diǎn)

2022-10-31 13:43江潔龍中遠(yuǎn)海運(yùn)特種運(yùn)輸股份有限公司
珠江水運(yùn) 2022年19期
關(guān)鍵詞:舵葉錐孔壓裝

江潔龍 中遠(yuǎn)海運(yùn)特種運(yùn)輸股份有限公司

1.引言

船舶舵系是實(shí)現(xiàn)船舶轉(zhuǎn)向、掉頭、直航等的重要設(shè)備,主要包括舵桿、舵葉和舵銷等運(yùn)動(dòng)部件,以及舵桿舵承和舵銷軸承等固定部件。舵系是水下設(shè)備,塢修時(shí)測(cè)量檢查,平時(shí)接觸不多,很少修理,如果臨時(shí)修理,可能無(wú)從下手。筆者近期組織過(guò)幾艘船舶的舵系修理,在舵系毛坯件訂購(gòu)、機(jī)加工、現(xiàn)場(chǎng)安裝等方面積累了一些寶貴經(jīng)驗(yàn),與大家交流分享。

舵系資料:

舵葉形式:半懸掛半平衡舵;

舵葉重量:25.16噸;

舵葉尺寸:5.6米(寬)*7.8米(高);

舵桿重量:6.332噸;

舵桿尺寸:5.785米(長(zhǎng))*0.404米(最大直徑)。

2.舵系修理準(zhǔn)備工作

在舵系修理前,需要知道具體修理的舵系項(xiàng)目,比如舵葉丟失、舵桿折斷,還是舵桿/舵葉連接松脫??赏ㄟ^(guò)水下檢查,摸查清楚舵系具體故障,著手進(jìn)行選廠、申請(qǐng)檢驗(yàn)、訂購(gòu)部件、機(jī)加工和修理安裝等一系列工作。

3.舵系毛坯件訂購(gòu)的注意要點(diǎn)

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)很難找到舵桿、舵銷、軸套等毛坯件現(xiàn)貨,供貨周期一般在1個(gè)月左右,宜盡早訂購(gòu),毛坯件訂購(gòu)的注意要點(diǎn)如下:

(1)填寫舵系部件申請(qǐng)單,可以通過(guò)產(chǎn)品證書、舵系計(jì)算書、完工圖和退審圖等四份圖紙,查詢相關(guān)部件名稱、材料和規(guī)格尺寸。

(2)如果申請(qǐng)部件為毛坯件,后期要進(jìn)行機(jī)加工,采購(gòu)時(shí)注意預(yù)留出加工余量。由于舵桿和舵銷是熱處理毛坯件,截面的硬度和韌性不是均勻分布,如果預(yù)留尺寸過(guò)多,車削量大,力學(xué)性能將達(dá)不到要求,如果預(yù)留尺寸過(guò)小,影響機(jī)加工,甚至有可能導(dǎo)致毛坯件不能使用進(jìn)而報(bào)廢。毛坯件的預(yù)留尺寸如下:

舵桿和舵銷:直徑預(yù)留余量為15mm,長(zhǎng)度預(yù)留余量為20mm。

軸套:軸套內(nèi)徑和外徑分別預(yù)留余量為5 mm,長(zhǎng)度預(yù)留余量為10mm。

舵桿下舵承襯套和舵銷襯套:襯套內(nèi)徑和外徑預(yù)留余量為10mm,長(zhǎng)度預(yù)留余量為100mm。

(3)舵桿、舵銷、軸套、襯套是受力部件,需要船級(jí)社產(chǎn)品證書。

(4)通過(guò)產(chǎn)品證書、舵系計(jì)算書、完工圖和退審圖等四份圖紙,與供應(yīng)商核對(duì)計(jì)劃采購(gòu)部件的規(guī)格尺寸和力學(xué)性能。

4.舵系毛坯件機(jī)加工的注意要點(diǎn)

4.1 舵桿和舵銷

圖1 舵系拆裝現(xiàn)場(chǎng)

舵系圖紙有產(chǎn)品證書、舵系計(jì)算書、完工圖和退審圖等四份圖紙,在舵桿和舵銷的毛坯件訂購(gòu)和機(jī)加工之前,需要仔細(xì)核對(duì)各圖紙部件尺寸是否一致,如果不一致,就需要按照實(shí)物尺寸加工,以避免由于加工錯(cuò)誤,導(dǎo)致部件報(bào)廢。

如果舵桿、舵銷及其鎖緊大螺母同時(shí)換新,可以按照?qǐng)D紙車制內(nèi)外螺紋,但是如果僅僅將舵桿、舵銷換新,而大螺母沒(méi)有換新,則首先用車床整理好舊螺母的內(nèi)螺紋,然后按照大螺母內(nèi)螺紋的規(guī)格,配制舵桿、舵銷的外螺紋,原因是舊螺母內(nèi)螺紋長(zhǎng)期受到剪切力出現(xiàn)變形,無(wú)法與標(biāo)準(zhǔn)外螺紋配合。

4.2 襯套

4.2.1 上舵承襯套

舵桿上舵承分為滑動(dòng)式、平面推力滾動(dòng)式、圓柱孔滾動(dòng)式和圓錐孔滾動(dòng)式四種形式,上舵承形式不同,其安裝間隙和極限間隙不同,可以在《CBT3424-2013船舶舵系舵承修理安裝技術(shù)要求》查閱獲取,上舵承襯套一般為銅質(zhì)材料,位于止推軸承下方,是具有潤(rùn)滑作用的運(yùn)動(dòng)副,不容易出現(xiàn)異常磨損。

4.2.2 下舵承襯套

①《CBT3424-2013船舶舵系舵承修理安裝技術(shù)要求》明確規(guī)定舵桿下舵承材料為銅制合金、鐵梨木及層壓膠木、尼龍及其他樹脂合成材料。其中,高分子材料屬于層壓膠木類別。

②下舵承襯套的安裝間隙和極限間隙可以從《CBT3424-2013船舶舵系舵承修理安裝技術(shù)要求》第8頁(yè)的表6“雙支撐平衡舵及導(dǎo)管安裝間隙和極限間隙”查閱獲得(見(jiàn)本文表1),其中懸掛舵下舵承安裝間隙和極限間隙分別為表6規(guī)定值的80%和70%。(單位:毫米)

表1 雙支撐平衡舵及導(dǎo)管安裝間隙和極限間隙

③如果舵桿下襯套從“青銅或尼龍”改為“鐵梨木或?qū)訅耗z木”,需要注意襯套的最小厚度,按照《CBT3424-2013船舶舵系舵承修理安裝技術(shù)要求》的要求,“鐵梨木或?qū)訅耗z木”襯套最小厚度要比“青銅或尼龍”襯套厚2毫米左右,見(jiàn)表2。

表2 襯套最小厚度要求

4.2.3 襯套機(jī)加工尺寸計(jì)算

從《CBT3424-2013船舶舵系舵承修理安裝技術(shù)要求》查閱獲得,舵桿舵承襯套與舵承的安裝配合值Δδ按照公式確定:

式中:

Δδ:襯套與舵承體安裝配合的數(shù)值,單位為毫米。

d:舵桿公稱直徑的數(shù)值,單位為毫米。

D:舵承襯套外徑或舵承襯套座孔內(nèi)徑的公稱尺寸的數(shù)值,單位為毫米。

t1:安裝時(shí)舵承襯套和舵承襯套座孔溫度的數(shù)值,單位為度(°C)。

t2:舵承襯套的最低工作環(huán)境溫度的數(shù)值,單位為度(°C)。

a1:舵承襯套材料的溫脹系數(shù):銅質(zhì)材料一般取18 X10/°C,尼龍材料66一般取9 X10/°C;層壓膠木一般?。?0~80)X10/°C,賽龍材料XL型一般取153 X10/°C ;賽龍材料SXL型一般取230 X10/°C;

a2:舵承襯套座孔材料鋼的溫脹系數(shù),一般取11 X10/°C。

4.2.4 舵銷承修理安裝要求

按照舵銷承分類,舵系分為多支承普通舵、半懸掛舵、轉(zhuǎn)軸舵和雙支承平衡舵及導(dǎo)管舵四類,舵系類別不同,舵銷承的安裝間隙和極限間隙不相同,可以在《CBT3424-2013船舶舵系舵承修理安裝技術(shù)要求》中查閱獲得;舵銷襯套的最小厚度和機(jī)加工尺寸計(jì)算參照舵桿下襯套操作。

4.3 軸套紅套

不銹鋼軸套紅套安裝在舵桿和舵銷上,紅套安裝方法是使用電爐或者電熱毯對(duì)軸套進(jìn)行加溫,測(cè)量確定軸套的內(nèi)孔膨脹大于舵桿或者舵銷的軸徑時(shí)套進(jìn)去。

4.4 臥式錐孔藍(lán)油拂配

大多數(shù)專業(yè)舵葉加工廠使用臥式錐孔藍(lán)油拂配,主要工裝包括:

1)水平基準(zhǔn)平臺(tái)。車間鋪設(shè)一個(gè)水平的鋼質(zhì)平臺(tái),每年至少做一次水平校核,用于確保舵葉腫剖面、舵桿軸線、舵銷軸線在同一個(gè)水平面上。

2)平行基準(zhǔn)平臺(tái)。在水平基準(zhǔn)平臺(tái)的兩側(cè)各安裝一個(gè)平行基準(zhǔn)平臺(tái),每年至少做一次平行校核,用于確保舵葉錐孔、舵桿、舵銷在一個(gè)中心線上。

3)舵桿/舵銷拂配的移動(dòng)軌道和小車。拂配軌道安裝在水平基準(zhǔn)平臺(tái)上,沿水平方向設(shè)置。拂配小車用于固定舵桿/舵銷,能夠帶著舵桿沿導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng),以將舵桿的一端相對(duì)舵葉錐孔反復(fù)進(jìn)行拔插。

臥式錐孔藍(lán)油拂配的注意要點(diǎn)如下:

1)舵葉、舵桿和舵銷找水平。舵葉擺放在水平基準(zhǔn)平臺(tái)上,通過(guò)調(diào)整舵葉中剖面的四個(gè)角的高度,將舵葉水平擺放。舵桿和舵銷安裝在移動(dòng)小車上,通過(guò)調(diào)整舵葉錐孔、舵桿和舵銷的中心點(diǎn)高度,將舵桿和舵銷水平擺放。

2)舵葉錐孔、舵桿和舵銷找同軸線。調(diào)整舵葉錐孔、舵桿和舵銷的中心點(diǎn)與平行基準(zhǔn)平臺(tái)的距離,三者同軸線。

3)藍(lán)油拂配驗(yàn)收:

①接觸面檢查??着c軸的配合達(dá)到25×25面積范圍內(nèi)有3~4個(gè)接觸點(diǎn),總的接觸面積要達(dá)到70%(見(jiàn)圖2)。

圖2 錐面接觸面檢查

②光潔度檢查。將錐面藍(lán)油清潔干凈,檢查錐面的光潔度,如果光潔度不好,現(xiàn)場(chǎng)壓裝舵桿和舵銷時(shí),將無(wú)法壓裝到位,影響舵系安裝進(jìn)度和安裝質(zhì)量。用手觸摸錐面,判斷是否平滑,同時(shí)近觀檢查,觀察錐面是否有劃痕,如有劃痕,需要繼續(xù)精加工處理(圖3)。

圖3 錐面光潔度檢查

5.舵系安裝的注意要點(diǎn)

在舵系安裝操作中,舵桿和舵銷的錐面壓裝操作是最重要環(huán)節(jié)之一,注意要點(diǎn)如下:

(1)如果舵葉錐孔沒(méi)有液壓擴(kuò)張?jiān)O(shè)計(jì),鎖緊螺母也沒(méi)有液壓上緊設(shè)計(jì),舵桿和舵銷只能進(jìn)行干壓安裝了,新船時(shí)用“環(huán)形千斤頂”壓裝舵桿,找不到合適的“環(huán)形千斤頂”,用3只扁平的液壓千斤頂代替,每只液壓千斤頂?shù)念~定負(fù)荷為100噸,額定液壓壓力為700bar。

(2)在壓裝舵桿/舵葉錐孔之前,首先在舵葉底部用千斤頂頂起舵葉,直到舵葉錐孔接觸到舵桿錐面為止,用百分表檢測(cè)。

(3)百分表調(diào)零。當(dāng)三只千斤頂?shù)囊簤簤毫?0bar時(shí),把百分表調(diào)零,此時(shí)頂推力約為:(50/700)*100*3=21.5噸。

(4)開始?jí)貉b,為了防止壓偏,每當(dāng)上升50bar液壓壓力時(shí),記錄下來(lái)對(duì)應(yīng)的壓裝壓力和壓裝行程數(shù)值,正常來(lái)說(shuō),壓裝壓力和壓裝行程曲線圖應(yīng)是一條直線,如果不是一條直線,就也可能壓偏了,需要頂松后重新壓裝,是舵桿和舵葉的壓裝壓力和壓裝行程曲線圖見(jiàn)表3,圖4。

表3 舵桿和舵葉的壓裝壓力和壓裝行程曲線圖

圖4 壓裝行程曲線圖

(5)舵系布置圖中注明相關(guān)壓入量,如果當(dāng)液壓壓力很高了,但是壓入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到,排除了壓偏,可能是錐孔和錐面粗糙,摩擦阻力太大,可以通過(guò)加熱舵葉鑄鋼件,讓錐體內(nèi)孔熱脹擴(kuò)大,把舵桿或者舵銷壓裝至規(guī)定的壓入量。

6.舵系修理后加強(qiáng)檢查管理

(1)定期檢查舵系,利用船舶空載靠泊碼頭機(jī)會(huì),船員在碼頭目測(cè)檢查舵葉,拍照存檔和反饋公司。

(2)船舶塢修時(shí),進(jìn)入舵遂艙進(jìn)行舵桿清潔和檢查,如果舵桿存在銹蝕,需要除銹后做著色、磁粉或者超聲波探傷,如果舵桿出現(xiàn)裂紋,需要及早換新。

(3)船舶塢修時(shí),測(cè)量舵桿、舵銷和止跳塊間隙,如果超極限,需要進(jìn)一步查明原因,并按照規(guī)范進(jìn)行修理。檢查舵桿和舵銷的鎖緊螺母狀態(tài),檢查舵葉殘水。

7.結(jié)語(yǔ)

舵系修理工作,需要協(xié)調(diào)備件公司、機(jī)加工廠家、船廠和船級(jí)社等相關(guān)單位,從毛坯件的采購(gòu)到機(jī)加工,最后到船廠現(xiàn)場(chǎng)安裝,每一個(gè)步驟只能逐項(xiàng)進(jìn)行,環(huán)環(huán)相扣,不能平行開展,希望通過(guò)本文介紹,大家能夠熟悉舵系修理和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),知道毛坯件訂購(gòu)、機(jī)加工和現(xiàn)場(chǎng)安裝等注意要點(diǎn),起到節(jié)約費(fèi)用,節(jié)省船期和確保修理質(zhì)量的目的。

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