某船舶舵系非常規(guī)修理工藝研究

鄭學(xué)貴

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

某船舶舵系非常規(guī)修理工藝研究

鄭學(xué)貴

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

在現(xiàn)代船舶塢修中，舵系的修理是重中之重，其修理工藝能否改進(jìn)是決定船舶塢期乃至船期的關(guān)鍵要素。在某船舶舵系的修理過(guò)程中，采用非常規(guī)修理工藝，在水上保舵拆除舵承體、舵桿修復(fù)等關(guān)鍵工序中創(chuàng)新使用新工藝，不僅節(jié)省了大量人力物力，更縮短了塢修時(shí)間，保證了船期，同時(shí)為以后相似船舶舵系的修理提供了良好的借鑒。

舵系修理；非常規(guī)修理；舵桿修復(fù)

0 前言

在現(xiàn)代船舶塢修中，主要以軸系、舵系為重點(diǎn)修理項(xiàng)目，伴隨軸系密封裝置的不斷改進(jìn)，軸系修理周期縮短。因此船舶塢修過(guò)程中舵系的修理成為重中之重，舵系的修理工藝能否改進(jìn)也將成為決定船舶塢期乃至船期的關(guān)鍵要素。本文采用非常規(guī)工藝流程對(duì)某船舶舵系進(jìn)行成功修復(fù)，從中汲取經(jīng)驗(yàn)，為以后舵系的修理提供了技術(shù)參考。

1 舵系基本情況及修理工藝過(guò)程確定

該舵機(jī)是由SASEBO生產(chǎn)，為半懸掛舵，上舵承為平面止推滑動(dòng)軸承，舵桿支承在平面推力軸承，舵葉靠上下舵銷支承在船尾支架上，舵承采用非金屬滑動(dòng)式，舵桿質(zhì)量為10.7 T，舵葉質(zhì)量為37.3 T，所有質(zhì)量通過(guò)平面推力軸承支撐。該舵機(jī)存在長(zhǎng)時(shí)間沿左右方向振動(dòng)幅度大的故障，嚴(yán)重影響舵機(jī)運(yùn)行，如果照此下去，舵桿會(huì)過(guò)度擺動(dòng)，可能導(dǎo)致舵桿出現(xiàn)裂紋等缺陷，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致舵桿斷裂，發(fā)生墜舵事故。

根據(jù)舵系常規(guī)修理技術(shù)要求，要進(jìn)塢后拆除推力軸承和舵承體，檢查其狀況如何，但是塢期僅有4天時(shí)間，從拆卸到修復(fù)最少在10天以上，必須二次進(jìn)塢。為避免二次進(jìn)塢，確定采用非常規(guī)工藝流程來(lái)完成，采取防護(hù)措施，保證水上作業(yè)完成舵系整體提升5～8 mm，使推力軸承脫離下平面，修理舵桿、加工舵承。整個(gè)修理工藝流程確定為舵承體拆除、舵桿修復(fù)、舵承加工3個(gè)修理階段。

2 舵系非常規(guī)修理工藝過(guò)程

2.1 水上保舵拆除舵承體

該階段工作是在船舶進(jìn)塢前進(jìn)行，采用圖1所示示意圖來(lái)完成拆檢，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為后序修理項(xiàng)目做好準(zhǔn)備。

圖1 水上保舵示意圖

該階段具體操作如下：

第一，通過(guò)交通船在舵葉位置搭架，在舵葉和船尾支架上各焊接一塊200×300×δ30 mm鋼板，兩板之間距離為60 mm，上下分別采用2塊200×300×δ20 mm斜三角板作為支撐。

第二，使用手搖泵加壓，當(dāng)頂升高約5 mm（限制升程為5～8 mm）時(shí)停止，舵桿上部使用50 T手拉葫蘆保護(hù)起來(lái)，然后用4塊100×200× δ20 mm的保險(xiǎn)板把舵葉和艉支架連接保護(hù)起來(lái)，4塊板每塊承受重量為12 T（根據(jù)材料力學(xué)剪切原理，計(jì)算4塊保險(xiǎn)板完全能夠承受舵桿和舵葉的質(zhì)量）。

第三，在頂升過(guò)程中，用鋼絲繩牽引舵葉左上角調(diào)節(jié)平衡孔，在艉甲板使用10 T葫蘆牽引，調(diào)節(jié)舵葉平衡。

第四，水上保舵完成后，拆除舵機(jī)推力軸承，解體舵承體，檢查舵承和舵桿狀況。

拆解后，從上至下測(cè)量舵桿和舵承5個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)分析舵桿和舵承圓柱度，依據(jù)CB/T 3425-92技術(shù)要求間隙配合的舵桿工作位置圓度和圓柱度公差不超過(guò)0.72 mm，對(duì)比發(fā)現(xiàn)舵桿外形公差尺寸超差，檢查發(fā)現(xiàn)舵桿左右方向磨損嚴(yán)重，推測(cè)為間隙過(guò)大后，引起舵桿長(zhǎng)期震蕩所致。從而確定舵承部位不銹鋼套偏磨是導(dǎo)致舵機(jī)長(zhǎng)期振動(dòng)重要原因。圖2為舵桿磨損狀況圖。

圖2 舵桿磨損圖

2.2 舵桿修理

按照常規(guī)修理工藝，需要把舵桿舵葉整體拆除，上車床光車，或堆焊修復(fù)磨損位置，或更換不銹鋼保護(hù)套。常規(guī)修理不但需要很大的車床加工，還必須制作配重來(lái)平衡重達(dá)5 T的法蘭，難度大，工期長(zhǎng)。如現(xiàn)場(chǎng)更換不銹鋼保護(hù)套，還要移除整臺(tái)舵機(jī)。若割除舊的不銹鋼套難度很大，空間狹小，容易傷到軸頸。為此該船舶舵桿修理確定采用非常規(guī)修理工藝，在保證標(biāo)準(zhǔn)要求的極限壁厚8 mm的前提下，使用磨外圓工具現(xiàn)場(chǎng)磨削加工舵桿，省去進(jìn)塢拆除舵桿和吊運(yùn)上岸加工的時(shí)間，大大減小了工程量。

舵桿外圓就地修理采用如圖3所示的專用設(shè)備，該設(shè)備是一種雙向運(yùn)轉(zhuǎn)立式研磨軸的鏈條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，設(shè)備主要組成包括2只鏈輪、8塊定位扇形滑塊、4根支撐立柱、1只換向閥、1根鏈條、4根壓縮空氣管、1只氣動(dòng)砂輪機(jī)、研磨石條、1只氣動(dòng)馬達(dá)等。

圖3 舵桿外圓就地修理專用設(shè)備

首先，使用4個(gè)可調(diào)節(jié)扇形塊固定機(jī)架，固定在舵承工作位置上部臺(tái)階處，并以此為基準(zhǔn)校正（該處沒(méi)有磨損），下部固定在舵桿沒(méi)有磨損位置、找正，通過(guò)扇形塊調(diào)節(jié)。

第二，通過(guò)中間4根立柱聯(lián)接上下鏈輪，在兩個(gè)立柱之間有一個(gè)可以上下滑移的調(diào)節(jié)托架，其上可固定氣動(dòng)砂輪機(jī)，砂輪機(jī)可通過(guò)調(diào)節(jié)托架徑向調(diào)節(jié)絲桿調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給量，來(lái)調(diào)節(jié)磨削量。砂輪所有零部件組裝完成后，調(diào)節(jié)砂輪到加工表面之間距離，調(diào)整到合適的磨削量，通過(guò)換向閥控制氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)向，進(jìn)而使機(jī)架往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與砂輪對(duì)應(yīng)接觸面磨削結(jié)束后，調(diào)節(jié)砂輪機(jī)上下移動(dòng)來(lái)磨削。

第三，控制砂輪磨削量，仔細(xì)檢查加工表面狀況，在對(duì)應(yīng)磨削位置涂上色油，檢查磨削是否均勻，然后用外徑千分尺對(duì)外徑方向測(cè)量圓周方向上4個(gè)點(diǎn)，并記錄分析，檢查是否存在橢圓度，確定滿足要求后，移動(dòng)氣動(dòng)砂輪機(jī)加工另一位置。

最后，粗加工后（砂輪拋光后）仍然存在較大的圓柱度和橢圓度，因此更換一根單晶剛玉油石，保證單晶剛玉油石和被加工面平行，進(jìn)行精磨并進(jìn)行測(cè)量直至達(dá)到圓柱度和橢圓度的要求。

2.3 舵承加工

此舵承材質(zhì)為酚醛樹(shù)脂，此材料采用中等密度的棉布浸漬醇溶性改性酚醛樹(shù)脂浸漬層壓卷制而成。技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)供應(yīng)的原材料進(jìn)行分析和尺寸的測(cè)量，制作一套組合夾具，夾固后上立式車床加工外圓，外圓加工好后改用鏜床加工沉頭螺栓孔，裝復(fù)沉頭螺栓并固定，加工舵承內(nèi)孔、徑向和軸向油槽。

3 結(jié)束語(yǔ)

按照規(guī)范對(duì)舵系進(jìn)行裝復(fù)，各間隙均在要求范圍之內(nèi)，進(jìn)行操舵試驗(yàn)，故障全部消失。該舵機(jī)舵桿成功修復(fù)、舵承成功加工，采用了非常規(guī)修理方案，尤其是在水上拆舵工藝的使用，節(jié)省至少3天塢期。采用科學(xué)合理的工藝流程，現(xiàn)場(chǎng)修磨舵桿，不僅大大節(jié)省了人力、物力，還節(jié)省了大量時(shí)間，保證了船期，為以后類似工程積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。由于修理工藝改進(jìn)，使得該輪至少提前10天出廠，為船舶提前營(yíng)運(yùn)創(chuàng)造了條件，也為廠內(nèi)緩解了緊張的塢期壓力，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

[1]張偉平.某貨船舵系修理實(shí)踐創(chuàng)新與研究[J].中國(guó)修船, 2012(4):25-29.

[2]邢木清.船舶舵承修理工藝創(chuàng)新的實(shí)踐與思考[J].江蘇船舶,2008(4):42-44.

[3]林長(zhǎng)明,鐘建林.淺析船舶舵系故障非常規(guī)修理[J].中國(guó)修船,2005(6):18-19.

[4]管世珍,胡文憑.淺談船舶舵系非常規(guī)修理技術(shù)工藝[Z].連云港:連云港中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司,2010.

［責(zé)任編輯：劉月］

Study on the Unconventional Repair Technique of the Rudder System in a Ship

ZHENG Xuegui
(Bohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,China)

In the modern ship docking repair,the rudder system repair is top heavy,and whether the repair technique can be improved is the crucial factor deciding ship docking period and shipment period.In the repair process of the rudder system in a ship,adopting unconventional repair technique,creatively using the new technique in the key procedure of conservatively removing rudder bearing frame and repairing rudder stock in the water,not only save a lot of manpower and material resources,but also shorten the docking repair time, guarantee the shipment period,and provide good reference for subsequent similar ship rudder system repair.

rudder system repair;unconventional repair;rudder stock repair

U672.2

A

2095-5928（2015）05-35-03

2015-08-21

鄭學(xué)貴（1977-），男，遼寧凌源人，副教授，碩士，研究方向：輪機(jī)工程技術(shù)。