某型船雙舵軸系分段大合攏精度控制

吳哲鴻　李國安

（廣船國際總裝二部）

某型船雙舵軸系分段大合攏精度控制

吳哲鴻李國安

（廣船國際總裝二部）

本文闡述了某型船雙舵軸系分段在現(xiàn)場實(shí)際建造過程中的精度控制技術(shù)，在不斷的摸索中總結(jié)形成可操作的精度控制措施，可用于現(xiàn)場建造的實(shí)際操作，為日后建造舵軸系所在分段的精度控制積累實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

精度 雙舵軸系 焊接

0　前言

某型船（以下稱本船）是一艘輔助船。 本船設(shè)置有中速柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的雙機(jī)，并配置雙槳、雙舵，中部區(qū)域主要采用縱骨架式，首尾端主要采用橫骨架式，甲板室采用橫骨架式，鋼質(zhì)全焊接結(jié)構(gòu)。本船設(shè)前、后上層建筑，主船體具有兩層貫通連續(xù)甲板、雙層底，雙層船殼結(jié)構(gòu)，設(shè)置11道水密橫隔壁，將主甲板以下主船體分隔成12個(gè)水密艙。本船作為特殊用途的船舶，其結(jié)構(gòu)與常規(guī)油船有很大的區(qū)別，特別是分段眾多，涵蓋了雙舵軸系、防爆電梯、減搖鰭和橫向補(bǔ)給系統(tǒng)，這些關(guān)鍵分段為建造過程增加了難度，也體現(xiàn)企業(yè)造船水平的高低。本文針對關(guān)鍵分段中雙舵軸系分段精度控制的特點(diǎn)，結(jié)合大合攏的生產(chǎn)實(shí)際，對雙舵軸系分段大合攏進(jìn)行可行的精度控制。

1　雙舵軸系分段大合攏的組合策劃

根據(jù)先進(jìn)的造船模式，采取地面總組可有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工序前移的同時(shí)將高空作業(yè)平地做，依托平整地面、控制方便等有利條件進(jìn)行精度控制。特別是針對雙舵軸系分段，通過地面總組，可以減少船臺(tái)斜率以及分段船臺(tái)施焊作業(yè)不便等不利因素給精度控制所造成的困擾，最大限度的提高關(guān)鍵分段的精度水平。結(jié)合我司船臺(tái)吊裝能力水平及本船生產(chǎn)組織的特點(diǎn)，本船尾部舵系B42F、 B42A、B43、B44、3D42分段采用模擬搭載方式，軸系分段開展總段組裝，見表1。

2　雙舵軸系分段組裝要點(diǎn)分析

2.1組裝場地策劃

考慮運(yùn)輸以及起吊的要求，減少轉(zhuǎn)運(yùn)過程的工作量以及對總段精度的影響，在此情況下，GD31總段于3號胎架區(qū)組裝，GB41總段參與預(yù)組，見圖1。

2.2總段組裝控制要求改進(jìn)

總段組裝定位精度控制及相關(guān)要求：由于主機(jī)座與齒輪箱座被分成兩個(gè)總段，為了進(jìn)一步提高軸系的精度，本船把GD31與GB41實(shí)行預(yù)組。主要組合精度數(shù)據(jù)控制有：① 分段中心；② 分段水平；③ 對分段合攏焊縫預(yù)留焊接收縮量及焊接反變形量；④ 主機(jī)座與齒輪箱座架定位時(shí)座架中心的重合度。

表1　雙軸系分段組裝方案

圖1　GD31與GB41組裝場地

總段組裝的支撐與加強(qiáng)要求：為了給分段定位提供便利，防止總段出現(xiàn)下沉及往外傾倒的現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場組裝場地及總段特點(diǎn)，制定組裝支撐加強(qiáng)布置方案，通過對總段組裝的約束，減少分段組裝精度偏差，滿足大合攏精度控制要求，見圖2?，F(xiàn)場實(shí)際操作中，分段吊裝定位前需把所有的支撐先放置到位，分段到位后，找出強(qiáng)結(jié)構(gòu)的位置并標(biāo)識(shí)出來，然后安裝雙槽鋼支撐，做好檢查，并不斷測量相應(yīng)的分段數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整，確保組裝精度要求。

圖2　組裝支撐加強(qiáng)圖

3　船臺(tái)吊裝精度要點(diǎn)控制

本船在船臺(tái)建造，吊裝定位過程的有效控制以及定位松車后的變形控制是該階段精度控制的關(guān)鍵。通過總段吊碼及加強(qiáng)的合理布置，可以有效的減少吊裝變形。本船軸系分段采用多車聯(lián)吊，要設(shè)定專人為總指揮，統(tǒng)一指揮吊車，同步進(jìn)行操作，避免吊車對總段拉扯等現(xiàn)象，減少總段變形。結(jié)合船臺(tái)本身的斜率，總段到位下落期間，需調(diào)整總段的傾斜角度與船臺(tái)基本一致，保證總段與船臺(tái)面的所有墩木基本同時(shí)接觸，以防止單點(diǎn)接觸，不均衡所導(dǎo)致分段產(chǎn)生變形，影響精度水平。

3.1精度的要點(diǎn)控制

圖3　軸系對中數(shù)據(jù)圖

圖4　現(xiàn)場檢驗(yàn)對照

根據(jù)雙舵軸系的數(shù)據(jù)進(jìn)行總段定位，注意軸線向艉傾斜布置，保證各軸承間距的同時(shí)滿足中心對中。軸系數(shù)據(jù)對總段吊裝定位的相關(guān)要求，見圖3。按《軸系對中工藝》的要求，在船臺(tái)面軸出口處與機(jī)艙內(nèi)底面相應(yīng)的位置豎立標(biāo)桿，通過拉設(shè)鋼絲檢驗(yàn)總段的對中情況,以保證滿足精度要求，見圖4。標(biāo)出從舵線中心到主機(jī)這個(gè)范圍內(nèi)的每個(gè)部件，標(biāo)示清楚軸線、舵線的位置，以及與基線的夾角，反復(fù)核實(shí)軸線中每個(gè)部位與舵中心線的距離，換算好軸線中每個(gè)部位之間的距離，以及距軸中心線的距離，同時(shí)標(biāo)示每個(gè)部位起始和終點(diǎn)位置所對應(yīng)的肋位距離及所屬分段，以便分段吊裝后擺放相應(yīng)支撐、調(diào)節(jié)墩木以及在后期裝配和焊接過程中更好的控制相應(yīng)舵軸系分段精度。

3.2支撐布置和定位焊

總段吊裝定位后應(yīng)及時(shí)增加支撐及燒好定位焊，防止分段定位完后出現(xiàn)下沉及往外傾倒。由于船臺(tái)存在斜率，總段吊裝后容易出現(xiàn)位移，所以必須安裝相應(yīng)的支撐與定位焊，B42A分段的支撐與定位焊示意圖見圖5，機(jī)艙區(qū)域分段吊裝支撐布置圖見圖6。

4　焊接要求

本船焊接是大合攏階段控制整個(gè)軸系精度的重中之重，應(yīng)充分考慮分段和重大設(shè)備座架焊接對精度控制的影響，在實(shí)際的操作過程中，焊接控制的不合理將會(huì)導(dǎo)致整體精度的偏差，對后期精度控制產(chǎn)生嚴(yán)重災(zāi)難，因此必須對焊接過程控制提出嚴(yán)格的要求。

4.1分段焊接

在此以B43P/S分段為例，列出分段大合攏焊接順序，見圖7。本船在船臺(tái)大合攏階段的焊接要點(diǎn)：①坡口的間隙盡量做小，3—5mm為宜；②按從中間往兩邊的順序進(jìn)行焊接，先外板到甲板，然后壁板，最后骨材；③采用小線能量進(jìn)行施焊；④設(shè)定軸系監(jiān)控鋼絲，焊接時(shí)，專人實(shí)時(shí)對軸系的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。

在分段焊接的實(shí)際操作過程中除滿足以上要求外，還要避免操之過急，為趕節(jié)點(diǎn)而匆忙焊接，一旦船體發(fā)生較大焊接變形，實(shí)際軸線中心線與理論中心線偏差太遠(yuǎn)，雙舵軸系的分段大合攏精度控制就會(huì)失敗，將給本船建造帶來難以估量的后果。

4.2主機(jī)座焊接

主機(jī)座作為推進(jìn)系統(tǒng)最大的設(shè)備座架，其安裝對軸系精度的保證是關(guān)鍵因素，也是重要的控制點(diǎn)，在大合攏精度控制中，必須嚴(yán)格按照焊接順序施工，焊接過程嚴(yán)格把控，才能保證軸系對中最終要求。其焊接要點(diǎn)：①板厚基本為24mm，裝配間隙≤3mm；②雙面開45°坡口；③由雙數(shù)焊工進(jìn)行對稱施工；④按先主腹板然后肘板，由中間往兩端進(jìn)行的順序進(jìn)行焊接。主機(jī)座焊接順序見圖8。

圖5　B42A 船臺(tái)支撐與定位焊示意圖

圖6　機(jī)艙區(qū)域分段吊裝支撐布置圖

圖7　B43分段大合攏焊接順序

圖8　主機(jī)座大合攏焊接順序

5　結(jié)束語

通過在作業(yè)前詳細(xì)的策劃工作，現(xiàn)場建造對本船精度控制的實(shí)際檢驗(yàn)，在艱難的施工條件下，該船型的雙舵軸系精度控制在實(shí)際的建造過程中獲得成功，為后續(xù)船建造積累下寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

［1］GJB4000-2000艦船通用規(guī)范

［2］《鋼制海船入級規(guī)范》（2006年版）

［3］《某型船技術(shù)規(guī)格書》

［4］中國船舶工業(yè)總公司船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊（船體分冊），北京：國防工業(yè)出版社，2002

10.3969/j.issn.2095-4506.2016.03.06

吳哲鴻（1986--），男，助理工程師，船舶與海洋工程。李國安（1985--），男，助理工程師，船舶與海洋工程。

2014-11-11