側(cè)推筒體定位安裝工藝研究

熊 飛，姚 杰

（廣船國際有限公司，廣州 511462）

1 前言

為保證船舶的機(jī)動性，水面艦艇一般設(shè)計(jì)有首側(cè)推裝置，其驅(qū)動電機(jī)的安裝對于電機(jī)座上表面的水平度精度要求較高，水平度需≤1 mm，而電機(jī)座附帶在側(cè)推筒體上，從而側(cè)推筒體的安裝精度要求高，其安裝精度直接影響側(cè)推裝置的使用。

側(cè)推筒體分為側(cè)推器筒體和左右兩個側(cè)推連接筒體：側(cè)推器筒體為廠家制作，其上帶電機(jī)座及槳葉等推進(jìn)設(shè)備；側(cè)推連接筒體為廠內(nèi)制作。圖1左為側(cè)推器筒體，右為側(cè)推連接筒體。

圖1 側(cè)推器筒體及側(cè)推連接筒體示意圖

側(cè)推筒體以往的建造工藝為：分段以平臺板為底上胎制作→平臺板部分裝配完畢→吊裝側(cè)推器筒體上胎定位→安裝支撐板固定→各吊裝左右側(cè)推連接筒體定位固定→反扣托底部件→側(cè)推筒體裝焊作業(yè)。圖2為側(cè)推器筒體倒裝示意圖。

圖2 側(cè)推器筒體倒裝示意圖

該建造工藝存在以下問題：（1）因分段為反造，側(cè)推位置為中空狀態(tài)，側(cè)推器筒體翻身后吊裝至分段為中空狀態(tài)，側(cè)推器筒體不易定位；（2）側(cè)推器筒體定位后再進(jìn)行與側(cè)推連接筒體之間的環(huán)縫裝焊，延長了側(cè)推筒體所在分段的胎架周期；（3）側(cè)推器筒體定位后與連接筒體之間的環(huán)縫裝焊，由于兩者之間的板材較厚，電焊工作量較大，對焊接作業(yè)已定位好的側(cè)推器筒體上的電機(jī)支架的水平精度存在較大影響；（4）側(cè)推器筒體與側(cè)推連接筒體環(huán)縫在分段內(nèi)焊接，由于空間狹小焊接作業(yè)不易展開，且此環(huán)縫水密要求較高，其水密檢驗(yàn)及返修工作較為困難，影響環(huán)縫焊接質(zhì)量。

為了減少側(cè)推筒體的定位及裝焊難度，縮短側(cè)推分段的胎架周期，提高側(cè)推筒體安裝精度及焊接質(zhì)量，對側(cè)推筒體定位安裝工藝進(jìn)行了研究。

2 筒體表面劃線

將筒體中心線、電機(jī)座中心線引至側(cè)推器筒體表面，并分別劃線及打上樣沖點(diǎn)做好標(biāo)記，用于后續(xù)筒體定位及精度監(jiān)控。

3 模板胎架制作

模板根據(jù)側(cè)推筒體的外徑數(shù)控下料，下料時需噴出中心線及統(tǒng)一水線，提供后續(xù)胎架制作定位（見圖3）。

圖3 模板示意圖

制作側(cè)推器筒體與側(cè)推連接筒體地面組裝的胎架，由模板按照固定圓心及固定間距組合而成。利用模板上中心線及水線進(jìn)行定位。

4 側(cè)推筒體地面定位組裝

側(cè)推筒體地面定位組裝流程為：側(cè)推器筒體上模板胎架定位→樹立標(biāo)桿、堪劃定位基準(zhǔn)線→兩側(cè)推連接筒體分別上模板胎架定位→裝焊→焊縫密性檢驗(yàn)→中心線修正。

（1）根據(jù)側(cè)推器筒體外表面水平中心線調(diào)整筒體整體水平，復(fù)測電機(jī)座水平度，要求其水平度偏差滿足精度要求并做好記錄；

（2）側(cè)推器筒體定好位后修訂筒體中心線，在筒體兩邊立標(biāo)桿并將修訂后的筒體水平中心線引至標(biāo)桿上；將筒體縱向中心線引至地面上，作為地樣中心線（見圖4）；

圖4 側(cè)推器筒體定位示意圖

（3）根據(jù)筒體外表面中心線進(jìn)行左右側(cè)推連接筒體吊裝定位，以標(biāo)桿上水平中心線定筒體的高度值，以地樣中心線定筒體的左右值；

（4）進(jìn)行筒體之間裝配作業(yè)。因側(cè)推器筒體自帶槳葉等推進(jìn)設(shè)備，為保護(hù)這些設(shè)備，在側(cè)推器筒體與連接筒體裝配時，只能在側(cè)推器筒體的徑向和軸向的加強(qiáng)筋板上焊接，嚴(yán)禁在側(cè)推器筒體表面施焊；焊前要求筒體與胎架做好連接固定，控制焊接應(yīng)力引起的筒體偏轉(zhuǎn)變形；

（5）裝配完畢，檢查記錄電機(jī)基座上平面水平度及筒體同心度。若不滿足精度要求，需重新進(jìn)行裝配；

側(cè)推器筒體與連接筒體焊接應(yīng)采用分段對稱施焊的方法，焊條直徑不大于5 mm。焊接過程中必須防止焊接火花損傷槳葉和不銹鋼層等部件；焊接過程中要不斷地觀察和測量槳葉尖與圓筒體之間的間隙大小，在焊接過程中，焊接后槳葉外側(cè)各點(diǎn)與圓筒體的間隙不得小于8 mm；

圖5 側(cè)推器筒體與連接筒體地面組裝焊接順序圖

（6）焊后要對筒體對接焊縫按船體外板焊縫要求做無損探傷及密性檢查，保證焊縫水密及焊接質(zhì)量；

（7）以標(biāo)桿和地樣中心線重新修正筒體表面中心十字線及電機(jī)基座中心線，提供給后續(xù)筒體整體吊裝分段定位，如圖6所示。

圖6 側(cè)推器筒體與連接筒體地面組裝及胎架布置示意圖

5 分段劃線及標(biāo)桿樹立

（1）將分段中心線引至地面，平行偏移劃出電機(jī)座中心線，根據(jù)胎架十字線開角尺做出側(cè)推安裝理論肋位線及100 mm檢驗(yàn)線；

（2）在側(cè)推筒體安裝理論肋位線上安裝槽鋼標(biāo)桿，在標(biāo)桿上通過平臺理論線反向引出船體基線，用全站儀偏移劃出側(cè)推筒體中心距船體基線理論高度所在水線并做好標(biāo)記，如圖7所示。

圖7 側(cè)推筒體整體分段定位示意圖

6 側(cè)推筒體整體分段定位安裝

側(cè)推器筒體與側(cè)推連接筒體在地面裝焊完畢，整體吊裝分段定位及裝焊，如圖8所示。

（1）通過標(biāo)桿拉鋼絲，確定結(jié)構(gòu)余量情況。并做好余量劃線，切割余量、撤除鋼絲；

（2）側(cè)推筒體反身整體吊裝定位，在筒體外表面電機(jī)座中心線處吊好線錘；

（3）采用激光經(jīng)緯儀，通過標(biāo)桿定位筒體中心線、通過線錘定位筒體左右，調(diào)整電機(jī)座水平度進(jìn)行復(fù)位，使電機(jī)座表面水平度滿足精度要求。

（4）通過標(biāo)桿拉鋼絲，用于監(jiān)控裝焊過程中筒體同心度。為避免鋼絲與筒體槳轂沖突，鋼絲拉設(shè)可平行于筒體中心線做偏移處理；

（5）側(cè)推筒體整體與船體結(jié)構(gòu)裝配時，除了表面加強(qiáng)筋板外，不允許在側(cè)推器筒體的任何位置焊接。

7 側(cè)推筒體整體與船體結(jié)構(gòu)焊接

按照一定的焊接順序施焊，避免無序焊接導(dǎo)致側(cè)推筒體中心及電機(jī)座水平偏移，如圖8所示。

（1）先焊接側(cè)推筒體與船體肋板角焊縫；

（2）再焊接側(cè)推筒體中剖面橫向加強(qiáng)筋與船體結(jié)構(gòu)角接縫；

（3）最后焊接側(cè)推筒體兩端橫向加強(qiáng)筋與船體結(jié)構(gòu)角接縫；

（4）左右舷對稱同時施焊,焊接過程中監(jiān)控側(cè)推筒體中心變化。

圖8 側(cè)推筒體整體與船體結(jié)構(gòu)焊接示意圖

8 現(xiàn)場實(shí)施情況

側(cè)推器筒體與側(cè)推連接筒體在地面專用胎架模板上組裝，通過一系列的精度控制措施，保證了側(cè)推筒體的同心度，完成了裝焊作業(yè)；同時在后續(xù)整體吊裝分段組裝過程中，通過激光經(jīng)緯儀進(jìn)行監(jiān)控，很好的控制了電機(jī)座的水平度，實(shí)現(xiàn)了精度目標(biāo)。

通過側(cè)推筒體定位安裝工藝研究及實(shí)踐，總結(jié)了側(cè)推筒體定位安裝精度標(biāo)準(zhǔn)（見表1），后續(xù)類似側(cè)推筒體定位安裝可參照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精度控制。

表1 側(cè)推筒體定位安裝精度標(biāo)準(zhǔn) 單位：mm

9 結(jié)束語

（1）側(cè)推筒體定位安裝工藝的研究及使用，使側(cè)推器筒體與側(cè)推連接筒體在地面實(shí)現(xiàn)提前組裝，與分段制作同步進(jìn)行，縮短了含側(cè)推筒體分段的制作胎架周期；

（2）解決了側(cè)推器筒體單獨(dú)在分段定位其區(qū)域中空不易定位的問題，在地面組裝后整體吊裝定位后，依靠連接筒體與結(jié)構(gòu)的支撐來進(jìn)行定位，易于定位及控制精度；

（3）側(cè)推器筒體與側(cè)推連接筒體的環(huán)縫焊接作業(yè)提前到地面進(jìn)行，改善了作業(yè)環(huán)境，確保了焊接質(zhì)量。側(cè)推器筒體與側(cè)推連接筒體之間大量的對接環(huán)縫焊接作業(yè)在筒體吊裝分段定位前完成，避免了環(huán)縫的大量焊接對筒體中心及電機(jī)座水平造成的焊接偏移，保證了安裝精度；

（4）側(cè)推筒體定位安裝工藝的研究成果，在多艘船上得到實(shí)施應(yīng)用，保證了側(cè)推筒體在分段階段的安裝精度和焊接質(zhì)量，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，可推廣應(yīng)用于同類型船舶的建造。