重（大）型軸系及艉管總成的新型安裝工藝研究

祝 騰，陳 猛

（上海江南長興造船有限責任公司，上海 201913）

重（大）型軸系及艉管總成的新型安裝工藝研究

祝 騰，陳 猛

（上海江南長興造船有限責任公司，上海 201913）

重（大）型軸系及艉管總成（整體艉軸管）是船海工程動力推進系統(tǒng)非常重要的部分，其快速、便捷的安裝，可以加快船海工程推進系統(tǒng)及整體建造的進度。文章對重（大）型軸系及艉管總成的安裝工藝開展研究，對比江南長興的新型安裝工藝與傳統(tǒng)安裝方法，詳細介紹了江南長興的新型安裝工藝如何快速便捷的開展施工。

重（大）型軸系；艉管總成；安裝工藝

0 引言

船海工程中有一些軸系（艉軸、中間軸）體積及重量比較大（有的直徑已經(jīng)接近990 mm，長度達到十幾米，重量接近90 t），由于艉軸與艉管襯套的安裝間隙非常小，安裝時需要特別注意作業(yè)的安全性和精確性[1]。此外，部分船海工程采用艉管總成的安裝形式，艉管總成已經(jīng)安裝了進油管、回油管、溫度傳感器等艉管附件。

如何安裝重（大）型軸系及艉管總成，一般采用吊車與手拉葫蘆相配合、普通軌道小車等安裝方式。這些安裝方式有的存在勞動強度較大、作業(yè)時間較長等缺點；有的存在結(jié)構(gòu)復雜、成本高等缺點；有的容易發(fā)生磕碰或者損壞，影響后續(xù)安裝等工作[2]。

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，實現(xiàn)安全、快速、精確安裝重（大）型軸系及艉管總成，江南長興的施工人員和技術(shù)人員開展了大量研究。目前研究出了一種新型安裝工藝，能夠有效防止重（大）型軸系及艉管總成安裝時發(fā)生碰撞、碰傷等情況，有效減少人力操作的工作量，顯著提高工作效率，降低勞動負荷和強度，提高艉管總成及重（大）型軸系的安裝質(zhì)量和效率，已在很多船海工程中開展了應用，取得了很好的經(jīng)濟效益。

1 傳統(tǒng)的重（大）型軸系及艉管總成安裝方法介紹

小型船舶的艉管較小，常用起重葫蘆送進；中型船舶的艉管較長，采用滑車或小車送進較為適宜；大型船舶的艉管大而重，用小車送進為好[3]。對于傳統(tǒng)的重（大）型軸系及艉管總成的安裝，有的采用吊車與手拉葫蘆相配合的安裝方式，有的采用軌道小車安裝方式等。

1.1 吊車與手拉葫蘆相配合的安裝方式

采用吊車與手拉葫蘆相配合的安裝方式是最為傳統(tǒng)的安裝方式，主要依靠起重工與手拉葫蘆相配合，這種方式的絕大部分工作量需要靠人力來完成，工作人員的勞動強度較大，勞動時間較長。

在安裝重（大）型軸系時，容易發(fā)生碰傷重（大）型軸系、艉管襯套等情況，影響后續(xù)軸系安裝等工作的正常進行，甚至嚴重影響船塢周期。在安裝艉管總成時，艉管總成被安裝在船體結(jié)構(gòu)的過程中，容易發(fā)生磕碰或者損壞艉管總成的情況，從而影響艉柱、前艉管座與艉管總成之間環(huán)氧澆注等工作的正常進行[4]。

1.2 軌道小車的安裝方式

圖1為國內(nèi)某船廠采用重型鋼結(jié)構(gòu)軌道小車的方式安裝大型軸系，船廠在軸隧內(nèi)提前安裝軌道及小車，將軸系放置在軌道小車上，通過軌道小車將軸系安放到具體需要安裝的位置。此方式相比吊車與手拉葫蘆相配合的安裝方式已方便很多，但在高度方向需要人工手動調(diào)節(jié)頂升螺絲等。

圖1 某船廠重型鋼結(jié)構(gòu)軌道小車

圖2為國內(nèi)某船廠安裝大型散貨船艉管總成時使用的軌道小車。該軌道小車裝置的設(shè)計、制作較為復雜，造價較高，軌道小車整體體積較大（加上軌道長度一般至少3 m以上），重量較重（主體采用鋼結(jié)構(gòu)，總重一般約500 kg以上，包括兩對鋼制輪子和數(shù)米長的鋼軌道），使用時勞動強度較大（起重作業(yè)人力工作量較大），輔助工作量較大（需要支撐、固定軌道小車裝置并搭設(shè)腳手等）。

圖2　某船廠艉管總成安裝的軌道小車

2 重（大）型軸系及艉管總成的新型安裝工藝介紹

為了實現(xiàn)安全、快速、便捷的安裝重（大）型軸系及艉管總成，有效防止碰撞、碰傷等情況，減少工作量，提高工作效率，提升重（大）型軸系及艉管總成的安裝質(zhì)量。江南長興的施工人員及技術(shù)人員在以往安裝方式的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，研究出了新型重（大）型軸系及艉管總成的安裝方法，并成功在多個項目中進行了應用。

2.1 重（大）型軸系的新型安裝工藝

江南長興在充分借鑒以往重（大）型軸系安裝的軌道小車等工裝的基礎(chǔ)上，研制了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的重（大）型軸系安裝輔助裝置，見圖3。

該輔助裝置包括有V型托架2、調(diào)整架4、液壓油缸8、驅(qū)動行走機構(gòu)18、滾輪10和重軌17等。V型托架2上部V型凹槽內(nèi)用以放置重（大）型軸類，V型托架2底部置于滾針軸承5上，滾針軸承5的底部為軸承底板6，該軸承底板6置于所述的液壓油缸8上，液壓油缸8的底部設(shè)有具有下降緩坡的底座，在底座的邊緣設(shè)有調(diào)整架4，底座和軸承底板之間設(shè)有兩個鎖緊斜鐵16，兩個鎖緊斜鐵16分別對稱地設(shè)于液壓油缸8的兩側(cè)。調(diào)整架4上穿設(shè)有鎖緊螺栓7，鎖緊螺栓7對應地抵于鎖緊斜鐵16上，調(diào)整架4上部靠近頂部位置設(shè)有調(diào)整螺栓3，該調(diào)整螺栓3的頂部抵于V型托架2的側(cè)壁上。底座的底部通過螺釘固定于滾輪底板9上，該滾輪底板9的底部設(shè)有兩組滾輪10，驅(qū)動行走機構(gòu)18連接并驅(qū)動滾輪10，滾輪10架設(shè)于兩根重軌17上，在每根重軌17的底部設(shè)有厚壁無縫管14。

圖3　重（大）型軸系安裝輔助裝置

在使用重（大）型軸系安裝輔助裝置基礎(chǔ)上，安裝重（大）型軸系主要工藝及步驟如下：

1）先將輔助裝置中的等距拉桿13、厚壁無縫管14和重軌17運送到正在建造中船海工程的機艙區(qū)域，該機艙區(qū)域作為重（大）型軸系的安裝區(qū)域，將兩根平行的所述重軌17之間安裝上等距拉桿13，在等距拉桿13的端部與重軌17之間設(shè)有拉緊固定螺栓12，厚壁無縫鋼管14則置于機艙相關(guān)區(qū)域內(nèi)，通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計來作為整體小車的運行軌道，使得整體小車托著重（大）型軸系在軌道上運動。

2）將輔助裝置中V型托架2、調(diào)整架4、液壓油缸8、驅(qū)動行走機構(gòu)18和滾輪10組裝成為一個整體小車。在整體小車中，V型托架2底部置于滾針軸承5上，滾針軸承5的底部為軸承底板6，該軸承底板6置于液壓油缸8上，液壓油缸8的底部設(shè)有具有下降緩坡的底座，底座的底部通過螺釘固定于滾輪底板9上，該滾輪底板9的底部設(shè)有兩組滾輪10，在驅(qū)動行走機構(gòu)18連接并驅(qū)動所述的滾輪10，在底座的邊緣設(shè)有調(diào)整架4。在底座和軸承底板6之間設(shè)有鎖緊斜鐵16，兩個相同的鎖緊斜鐵16分別對稱地設(shè)于液壓油缸8的兩側(cè)，鎖緊螺栓7對應地抵于鎖緊斜鐵16上。整體小車根據(jù)實際情況需要制成兩個或多個，將整體小車吊裝到重軌17上面，使得整體小車的滾輪10卡在重軌17上。

3）將需要安裝的重（大）型軸系放置在整體小車的V型托架2內(nèi)，在V型托架2上部放置兩塊可調(diào)換襯板15在軸系底部，根據(jù)軸系的長短、重量選擇來多個整體小車的V型托架，目的在于使得整體小車和軸系的受力均勻。

4）通過整體小車上的驅(qū)動行走機構(gòu)18來驅(qū)動滾輪10，使得整體小車拖著重（大）型軸系在重軌17上緩慢行走，實現(xiàn)艉軸順利地進入艉軸襯套中，中間軸順利就位，完成重（大）型軸系的安裝工作。

此外，在重（大）型軸系吊裝到輔助裝置后運行過程中，如果多個整體小車之間的間距過小或者過大需要調(diào)整時，通過機艙起吊設(shè)備提升軸系，使其脫離整體小車的V型托架，然后重新調(diào)整多個整體小車之間的間距，以合理布置整體小車上V型托架與軸系的接觸面及接觸位置，使整體小車和重（大）型軸系的受力更為均勻合理。

2.2 艉管總成的的新型安裝工藝

江南長興為了快速便捷的安裝艉管總成，研制了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的艉管總成運送板及滾輪支架（見圖4和圖5），采用合理的作業(yè)方法，能夠較快較好地完成艉管總成的安裝。

在使用艉管總成運送板、滾輪支架等基礎(chǔ)上，安裝艉管總成主要工藝及步驟如下：

1）將運送板與艉管總成的艏端面通過螺栓連接緊固，將鋼絲繩索與運送板上的吊耳（拉耳）1連接牢固。將多個滾輪支架預先安裝在艉軸管分段內(nèi)的船體結(jié)構(gòu)上，并將其焊接牢固，通過調(diào)整螺栓2使尼龍滾輪3到達合適的高度（見圖6和圖7）。

圖4　艉管總成運送板

圖5　艉管總成滾輪支架

圖6　艉管總成運送板安裝到位

2）將裝配好的運送板與艉管總成吊裝到船塢內(nèi)安裝區(qū)域，將艉管總成的艏端部分放入艉軸管分段的船體結(jié)構(gòu)中，確保與預先放置的滾輪支架上的尼龍滾輪3充分接觸，確保受力均勻。使鋼絲繩索穿過艉軸管分段的船體結(jié)構(gòu)，到達艉部機艙區(qū)域內(nèi)。

3）在機艙區(qū)域內(nèi)，通過電動裝置拉動鋼絲繩索，與船塢內(nèi)艉管總成安裝區(qū)域的吊裝作業(yè)相配合，使艉管總成在尼龍滾輪3上滾動并穿過艉軸管分段的船體結(jié)構(gòu)，運送板上的防撞、導向尼龍滾輪4起到防止碰傷艉管總成和導向的作用，直到艉管總成初步安裝到位（見圖8）。

圖7　預先放置在艉軸管分段船體結(jié)構(gòu)中的滾輪支架

圖8　艉管總成順利通過艉管船體結(jié)構(gòu)（基本安裝到位）

4）通過調(diào)節(jié)裝置精確調(diào)節(jié)艉管總成的位置，直到艉管總成最后準確安裝到位，有效固定艉管總成，準備后續(xù)環(huán)氧澆注等工作的正常進行（見圖9）。

2.3 重（大）型軸系及艉管總成的新型安裝工藝的優(yōu)點

重（大）型軸系的新型安裝工藝主要有以下優(yōu)點：整套輔助裝置可以拆分為18個組件，便于機艙狹小空間的吊裝、安裝；電動液壓油缸可以輕松將重（大）型軸系基本調(diào)整到位；V型托架底部的滾針軸承，可以使調(diào)整螺栓實現(xiàn)對重（大）型軸系的精確調(diào)整；鎖緊螺栓可以鎖定重（大）型軸系的最終安裝位置，確保安裝過程的安全；整體小車上的驅(qū)動行走機構(gòu)驅(qū)動滾輪，使得整體小車拖著重（大）型軸系可以在重軌上輕松、緩慢、平穩(wěn)行走，使得中間軸順利就位，使得艉軸順利安裝在艉軸襯套中，完成艉軸的安裝工作。

艉管總成的新型安裝工藝主要有以下優(yōu)點：專用運送板及滾輪支架，結(jié)構(gòu)簡單、重量較輕（可以方便地組裝、拆卸、搬動），造價成本較低，可以重復利用，節(jié)約人力、物力；防撞、導向尼龍滾輪能夠保證安裝時的精確度，很好地保護著艉管總成，防止艉管總成發(fā)生碰撞而損壞；安裝時摩擦力相對較小（滾動摩擦），使用吊耳（拉耳）可以明顯提高安裝的工作效率；有三個固定在運送板上的防撞滾輪，構(gòu)成三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，防撞效果最佳；底板中的兩個調(diào)整螺栓可以方便地在安裝前預先調(diào)節(jié)運輸滾輪的高度，以適應不同艉管總成的安裝要求。

圖9　艉管總成安裝成功后準備軸系望光

3 結(jié)論

由于江南長興重（大）型軸系及艉管總成的新型安裝工藝有著明顯的優(yōu)勢，已在公司內(nèi)進行了大量推廣應用。目前重（大）型軸系的新型安裝工藝已經(jīng)成功應用于8 888箱、9 400箱集裝箱系列船上，艉管總成新型安裝工藝已經(jīng)成功應用于114 500 t散貨船、9 400箱集裝箱船（MSC項目）系列船舶上，為公司取得了非常好的經(jīng)濟效益。如果能夠進一步在其他公司推廣，相信可以帶來更高的經(jīng)濟效益和一定的社會效益。

[1]中國船舶工業(yè)總公司.船舶設(shè)計實用手冊輪機分冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,1999.

[2]許樂平.船舶動力裝置技術(shù)管理[M].大連:大連海事大學出版社,2006.

[3]胡適軍.船舶動力裝置安裝工藝[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2007.

[4]孫培廷.船舶柴油機[M].大連:大連海事大學出版社,2002.

Research on New Type Installation Workmanship of Heavy (Big) Shaft and Stern Tube Assembly

Zhu Teng,Chen Meng

(Shanghai Jiangnan-changxing Shipbuilding Co.,Ltd.,Shanghai 201913,China)

The heavy (big) shaft and stern tube assembly (entire stern tube) is a very important part for shipping propulsion system.The quick and easy installation could improve the shipping propulsion system and entire ship building speed.The paper researches on heavy (big) shaft and stern tube assembly installation workmanship.Comparing with the new type workmanship of Jiangnan-changxing to traditional installation,the paper introduces how the new workmanship to achieve quick and easy installation.

heavy (big) shaft; stern tube assembly; installation workmanship

U671.91+1

A DOI：10.14141/j.31-1981.2016.05.009

祝騰（1965—），男，工程師，研究方向：船舶建造管理。