海峽客滾船跳板鉸鏈安裝工藝研究

王大文 鄭孟

摘 要：跳板鉸鏈?zhǔn)强蜐L船通道設(shè)備中重要的承力運動構(gòu)件，安裝精度要求極高。本文通過對鉸鏈眼板的安裝順序、精度控制方式進(jìn)行分析研究，在兼顧經(jīng)濟性及工藝性的前提下，優(yōu)化跳板鉸鏈安裝工藝。

關(guān)鍵詞：跳板 鉸鏈 同軸度 水密性

1.前言

瓊州海峽客滾船一般設(shè)置首尾跳板，兼做水密門。鉸鏈設(shè)置在門下方，翻下去做跳板用，讓人員及車輛上下，收上來則做為水密門。跳板作為強受力運動構(gòu)件，又涉及到水密性，安裝精度要求十分嚴(yán)格。尤其跳板鉸鏈先機加工后裝焊，施工難度更大，其安裝質(zhì)量直接影響到船舶跳板的使用安全。

2.鉸鏈說明

跳板尺寸為9 0 5 0 m m長×7200mm寬，共設(shè)5組鉸鏈與船體結(jié)構(gòu)相接。鉸鏈一般采取緩焊，待跳板上船定位后再焊接，保證最終精度要求。

跳板鉸鏈由中心眼板、側(cè)眼板、襯套、銷軸、螺母、止動板等幾個部件組成。其中眼板材質(zhì)為EH36，螺栓、螺母為45#鍛件，襯套為QSn4-3材質(zhì)。軸孔為φ100（H6/n5），銷軸φ80（H8/f7），軸孔允許位置偏差1mm，同軸度≤1mm。

3.鉸鏈安裝精度要求

鉸鏈在安裝過程中的精度要求，一是控制各組鉸鏈軸孔的同軸度。若同軸度偏差大，不僅會導(dǎo)致軸孔配合的零件發(fā)生變形，出現(xiàn)卡死情況，而且會增大轉(zhuǎn)動過程中的摩擦，承壓時受力也不均勻，影響零件的使用和壽命。二是控制軸孔的位置偏差。軸孔中心距甲板的高度及縱向距封板的距離尺寸非常關(guān)鍵和重要，若控制不好會導(dǎo)致跳板轉(zhuǎn)動時與船體結(jié)構(gòu)干涉或者影響跳板密封壓膠條的安裝。

跳板五組鉸鏈宜劃分在同一分段，但跨距較大，且兩端受船體結(jié)構(gòu)影響，無法整體機械加工，只能采取單獨焊前加工，因此對鉸鏈裝焊過程中的同軸度控制要求極為嚴(yán)格。

4.精度控制方法

同軸度精度控制常用的方法為上假軸定位。假軸采用無縫鋼管或圓鋼，由工作軸及聯(lián)接軸焊接成整體再行加工。假軸貫通5組鉸鏈，其中聯(lián)接軸略小于工作軸，并保證整體剛度，而工作軸直徑一般比真銷軸直徑略大，為小間隙配合公差。通過定位假軸與鉸鏈孔緊密配合，使各組鉸鏈孔位于同一軸線，再通過采取合理的焊接工藝措施來控制焊接變形。若焊前、焊后工藝假軸均能穿過鉸鏈眼板軸孔且轉(zhuǎn)動自如，則精度合格。

上假軸無疑對鉸鏈同軸度控制是有效的，但是大跨距小直徑對假軸剛度要求較高。實際應(yīng)用中直徑100mm，長度～6.5m的假軸本身就會有一定彎度，安裝過程中受到裝配焊接等應(yīng)力影響，也會產(chǎn)生變形，直接影響到同軸度的控制結(jié)果。假軸退出后必須重新校驗精度，滿足要求方可重復(fù)使用，否則報廢處理。因此“長假軸”在實際應(yīng)用中成本較高，效果會受到軸本身剛度影響。

拉鋼絲也是檢測同軸度的方法之一。但由于鋼絲本身的自重產(chǎn)生的撓度、鋼絲的直徑以及人工判讀的誤差，都會直接影響到測量結(jié)果。與上假軸相比，拉鋼絲僅輔助測量，并無限制變形的作用。但是由于中心眼板的假軸安裝及退出受到兩端船體結(jié)構(gòu)影響難以施工，所以拉鋼絲則成為施工時可替代的經(jīng)濟有效的檢測手段，而難點在于如何控制焊接變形來保證同軸度。

綜上所述，對于同軸度的精度控制，上假軸及拉鋼絲在實際應(yīng)用中各有優(yōu)缺點。根據(jù)瓊州海峽客滾船跳板的結(jié)構(gòu)特點，從經(jīng)濟性及工藝性綜合考慮，宜采用拉鋼絲法檢測跳板鉸鏈的整體同軸度，再用短假軸分別單獨控制各鉸鏈組的同軸度。

5.鉸鏈安裝順序

鉸鏈中心眼板裝于船舶首尾封板處，其形狀不規(guī)則并且比較笨重，四周與結(jié)構(gòu)相接，位置調(diào)整受限。加之首尾艙室的空間狹小，以致焊接困難。宜在分段階段先行焊接，確定鉸鏈軸孔中心線位置，作為鉸鏈側(cè)眼板定位的基準(zhǔn)。

鉸鏈側(cè)眼板固定在跳板端頭，形狀相對簡單，數(shù)量雖較中心眼板多一倍，但可在分段階段僅定位裝配，不焊接，待船臺跳板試裝調(diào)整后再行焊接，可降低精度控制難度，減少偏差。

中心眼板位于船體分段處，船臺搭載時順序在先，跳板相鄰分段均必須以中心眼板軸孔中心線為定位基準(zhǔn)，并測量與跳板的相關(guān)數(shù)據(jù)。

6.鉸鏈中心眼板安裝

鉸鏈安裝必須在分段結(jié)構(gòu)施焊結(jié)束且校正合格后在胎進(jìn)行。不允許鉸鏈眼板的裝焊與其結(jié)構(gòu)裝焊同步進(jìn)行，否則結(jié)構(gòu)的焊接變形會嚴(yán)重影響和制約鉸鏈的安裝精度和同軸度。也不允許在分段脫離胎架之后進(jìn)行，否則船體結(jié)構(gòu)水平難以保證，鉸鏈眼板的軸孔中心線水平則失去可靠依據(jù)。

鉸鏈中心眼板預(yù)裝到位后，分段劃出船體中心線，并根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)找到船中處中心眼板軸孔中心的X 向位置，并以此為基準(zhǔn)用經(jīng)緯儀作出船體中心線的水平垂直線，延伸至兩舷，架立標(biāo)桿，量取軸孔中心距基高度，確定鋼絲拉線點。鋼絲距甲板及封板的距離盡可能準(zhǔn)確，若分段結(jié)構(gòu)有偏差則必要時允許在滿足跳板安裝要求的前提下適當(dāng)修正鋼絲位置。

為減少鋼絲自重?fù)隙鹊挠绊?，可設(shè)置左中右三個標(biāo)桿，用鋼絲拉出軸孔中心線，穿過所有眼板，鋼絲位置公差應(yīng)滿足圖紙要求。

逐個調(diào)整各中心眼板軸孔中心正好位于鋼絲線上（眼板較厚，兩側(cè)均須檢測），初步點焊定位各中心眼板，相關(guān)尺寸及軸孔同軸度核對無誤后對中心眼板進(jìn)行加固，必須有足夠拘束限制焊接變形。對中心眼板進(jìn)行焊接并實時監(jiān)測偏差。整體完工后退火消除應(yīng)力拆除加強并再次檢查。

7.鉸鏈側(cè)眼板安裝

跳板鉸鏈有10塊側(cè)眼板，數(shù)量越多則同軸度的控制難度就越大。為了降低安裝難度，通常將各組鉸鏈的兩塊側(cè)眼板提前預(yù)裝組焊成一個單元（間距應(yīng)滿足圖紙要求），獨立單元的兩塊側(cè)板實現(xiàn)統(tǒng)一鉆孔，其同軸度相對來說能夠得到很好的保證，這樣成組的組合和安裝可以大大降低難度。

鉸鏈側(cè)眼板在跳板制造階段拉鋼絲定位，點焊。定位精度要求與中心眼板一致，減少船臺調(diào)整工作。

在船臺跳板吊裝定位后，側(cè)眼板與中心眼板穿軸匹配，檢查跳板相關(guān)數(shù)據(jù)，試翻轉(zhuǎn)。確認(rèn)安裝無誤后，對側(cè)眼板進(jìn)行焊接，必須為雙數(shù)焊工對稱焊接，采用合理的焊接參數(shù)，焊接過程中要不停的轉(zhuǎn)動跳板或者銷軸，避免焊接后卡死。如果出現(xiàn)轉(zhuǎn)動困難則應(yīng)調(diào)整焊接順序或焊接參數(shù)進(jìn)行校正。

在跳板就位的情況下依次完成側(cè)眼板以及封板焊接。如果仍有局部位置由于空間受限無法施焊，則可將跳板整體卸下，在地面完成剩余少量焊接后再復(fù)位，但應(yīng)注意在此期間不得產(chǎn)生額外的變形。

8.跳板其他精度控制要點

跳板鉸鏈安裝的精度控制不是孤立的，它與跳板及相鄰分段相互影響和制約，因此在分段制作以及船臺定位階段都應(yīng)結(jié)合跳板安裝影響因素來綜合考慮。

跳板的平面度差會導(dǎo)致跳板的半圓板與橡膠條壓緊程度不均勻，影響密封效果。因此，跳板制造時應(yīng)重點控制整體平面度。而橡膠槽可在跳板定位后再裝，必要時在密封膠槽和圍板之間使用薄墊片，以達(dá)到要求的壓膠公差。

跳板兩側(cè)相鄰分段的橡膠槽位置安裝角度必須與跳板吻合，否則會造成壓膠量上下松緊不一的現(xiàn)象。因此，跳板相鄰分段宜并排建造，結(jié)構(gòu)安裝時可統(tǒng)一基準(zhǔn)，利于定位和測量，同時船臺搭載時應(yīng)重點控制橡膠槽位置處的平行角度。

9.結(jié)語

跳板鉸鏈機加工后再裝焊，安裝精度要求極高，是客滾船跳板制作安裝的難點。

本文首先通過優(yōu)化側(cè)眼板組合單元加工的方式，減少安裝控制難度。其次優(yōu)化鉸鏈眼板的安裝順序，減少后期鉸鏈位置調(diào)整的施工難度。再次優(yōu)化鉸鏈同軸度控制方式，通過拉鋼絲和上假軸相結(jié)合的方法，輔助以加固保型、焊接變形控制等措施，提高經(jīng)濟性的同時，并有效地保證鉸鏈安裝精度要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉靖嶠，跳板本體鉸鏈中心線精度控制研究[J]，船舶與海洋工程，2016.

[2]鄭竹林等，工程機械大型轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)件焊接精度控制[J]，工程機械，2008.

[3]羅國勝，三峽重大件滾裝運輸船大型跳板安裝工藝[J]，船海工程，2008.