小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置設(shè)計(jì)研究

王堅(jiān)

【摘? 要】隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和船舶機(jī)械工藝的迅猛進(jìn)步，我國(guó)船舶制造行業(yè)獲得了穩(wěn)定的發(fā)展，研究制造的船舶質(zhì)量越來(lái)越高，為我國(guó)航海事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在小型船舶機(jī)械軸系安裝過(guò)程中，定位孔裝置的設(shè)計(jì)直接關(guān)系著小型船舶機(jī)械軸系整體安裝的質(zhì)量。論文主要針對(duì)小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，希望能為小型船舶的制造和設(shè)計(jì)提供一定的參考。

【Abstract】With the rapid development of science and technology and the rapid progress of ship machinery technology， China's shipbuilding industry has obtained a stable development. The quality of the ships researched and manufactured is higher and higher， which has laid a solid foundation for the development of China's maritime industry. In the process of shafting installation of small ship machinery， the design of positioning hole device is directly related to the overall quality of shafting installation of small ship machinery. This paper mainly explores the design of positioning hole device for shafting installation of small ship machinery， hoping to provide certain reference for the manufacturing and design of small ship.

【關(guān)鍵詞】小型船舶機(jī)械;軸系安裝;定位孔;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

【Keywords】small ship machinery; shafting installation; positioning hole; design points

【中圖分類(lèi)號(hào)】U664.21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）11-0164-02

1 引言

軸系安裝是船舶工業(yè)設(shè)計(jì)制造的重要組成部分，直接關(guān)系著船舶整體設(shè)計(jì)和建設(shè)的質(zhì)量與效果。定位孔是軸心安裝中不可或缺的環(huán)節(jié)，影響軸系安裝的效果。因此，需要加強(qiáng)對(duì)定位孔裝置安裝設(shè)計(jì)工作的研究，明確定位孔的安裝要求、安裝方式以及安裝要點(diǎn)，保證定位孔裝置安裝的精度和質(zhì)量，提高小型船舶機(jī)械設(shè)備的整體制造水平。

2 小型船舶機(jī)械軸系設(shè)計(jì)研究概述

小型船舶機(jī)械軸系是軸承、軸以及其他附件的總稱(chēng)，軸系在船舶機(jī)械體系當(dāng)中主要起到轉(zhuǎn)矩傳遞、支撐零件以及輔助運(yùn)動(dòng)的作用。船舶機(jī)械設(shè)備中的軸系主要包括主軸軸系和傳動(dòng)軸系兩部分內(nèi)容。主軸在部件當(dāng)中作為執(zhí)行方，直接影響機(jī)械設(shè)備功能的發(fā)揮，關(guān)系著設(shè)備是否可以正常使用。因此，相對(duì)于傳動(dòng)軸來(lái)說(shuō)，對(duì)主軸設(shè)計(jì)和安裝精度的要求相對(duì)較高。在小型機(jī)械設(shè)備軸系安裝與設(shè)計(jì)期間，一般會(huì)將軸系位置設(shè)計(jì)在水線下方，導(dǎo)致一部分軸系要長(zhǎng)時(shí)間在水中工作，工作環(huán)境相對(duì)比較惡劣，容易氧化，同時(shí)，在工作過(guò)程中也會(huì)受到船體裝載以及變形等相關(guān)因素的干擾和影響，受力狀態(tài)比較復(fù)雜，導(dǎo)致軸系的使用壽命受到影響[1]。因此，在進(jìn)行軸系設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)小型船舶機(jī)械設(shè)備的使用環(huán)境以及使用要求進(jìn)行細(xì)致、科學(xué)的考察，明確影響軸系正常使用的各種因素，并采取有效措施進(jìn)行規(guī)避，保證軸系裝置可以正常、安全、可靠地使用。同時(shí)，要求小型船舶機(jī)械設(shè)備的軸系結(jié)構(gòu)符合相關(guān)行業(yè)的要求以及標(biāo)準(zhǔn)，抗震性能優(yōu)良，盡可能減少機(jī)械軸系對(duì)船體變形的靈敏度，要求設(shè)備能夠具有很好的密封性能[2]。

3 小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)原理

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的新型材料和設(shè)備逐漸應(yīng)用于小型船舶機(jī)械設(shè)備的安裝和制造過(guò)程中。當(dāng)前，小型船舶機(jī)械軸系大多采用輕質(zhì)的碳纖維復(fù)合非磁性材料，碳纖維復(fù)合材料的使用可以有效減少小型船舶機(jī)械設(shè)備的重量，提高小型機(jī)械設(shè)備的靈活性，延長(zhǎng)船舶機(jī)械設(shè)備的使用壽命。但是，在碳纖維復(fù)合材料的使用過(guò)程中，超聲波定位會(huì)對(duì)材料的性能產(chǎn)生不良影響。因此，多采用磁場(chǎng)定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔的對(duì)接以及安裝，通過(guò)埋孔對(duì)接定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用可以顯著提升小型船舶機(jī)械軸系定位孔加工的準(zhǔn)確性和質(zhì)量，避免定位孔位置偏離問(wèn)題的發(fā)生，保證小型船舶機(jī)械設(shè)備定位孔設(shè)計(jì)和應(yīng)用的效果[3]。通常情況下，可以將船舶機(jī)械軸系的安裝結(jié)構(gòu)分為內(nèi)側(cè)與外側(cè)兩部分，定位孔的安裝通常在內(nèi)側(cè)工件上開(kāi)展。在進(jìn)行對(duì)接定位的過(guò)程中，需要在內(nèi)側(cè)工件的埋孔中安裝柱型永磁體，并通過(guò)磁性傳感器對(duì)外側(cè)工件外表面的周邊磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。小型船舶機(jī)械設(shè)備軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)主要依賴(lài)于設(shè)備的非磁性原理進(jìn)行設(shè)備的在線檢測(cè)，磁性傳感器在沿著檢測(cè)路徑開(kāi)展檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)頻率會(huì)發(fā)生變化。工作人員可以根據(jù)檢測(cè)頻率的變化值判斷小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔的位置，保證定位孔設(shè)計(jì)位置的準(zhǔn)確性和合理性[4]。

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的全面到來(lái)，在小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)依賴(lài)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行輔助操作，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備安裝定位進(jìn)行控制，這能夠有效解決傳統(tǒng)人力控制存在的問(wèn)題和不足，減少人為因素所造成的偏差，提高設(shè)備安裝的準(zhǔn)確性，保證定位孔裝置設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)在線檢測(cè)非磁性材料的檢測(cè)頻率進(jìn)行自動(dòng)擬合和自主判斷，幫助工作人員快速、準(zhǔn)確地完成定位孔裝置的設(shè)計(jì)與安裝，為后續(xù)小型船舶機(jī)械設(shè)備的使用以及建造創(chuàng)造良好的條件。

4 小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)與研究

在進(jìn)行小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，需要明確定位孔裝置設(shè)計(jì)的原理以及安裝的要求，并具體分析定位孔裝置中的碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況開(kāi)展設(shè)計(jì)與安裝工作。工作人員需要對(duì)船舶結(jié)構(gòu)中的電氣軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)，明確小型船舶中磁性傳感器的位置，保證磁性傳感器功能可以得到正常的發(fā)揮，排除故障問(wèn)題，做好安裝之前的準(zhǔn)備工作。其次，工作人員需要根據(jù)傳感器的具體位置以及機(jī)械軸系埋孔的位置，對(duì)磁場(chǎng)的信息進(jìn)行判斷。再次，工作人員需要結(jié)合上述得到的磁場(chǎng)與位置信息設(shè)計(jì)具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，明確定位孔的位置。但是從實(shí)際小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用的情況來(lái)看，往往會(huì)存在安裝定位孔匹配不合理的問(wèn)題，還容易出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力不足的現(xiàn)象。此時(shí)，工作人員需要進(jìn)一步明確定位孔的位置，保證定位孔位置的精確性，并具體檢測(cè)柱型永磁體的磁場(chǎng)，獲得相關(guān)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)以及檢測(cè)數(shù)據(jù)，并結(jié)合得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)一步縮小定位孔的安裝范圍，保證定位孔位置的準(zhǔn)確性和合理性。最后，提高定位孔位置信息記錄的速度和效率，需要注意的是，工作人員在記錄定位區(qū)域的過(guò)程中要進(jìn)行進(jìn)一步的掃描，保證定位孔位置記錄能夠?qū)崿F(xiàn)快速、精確的確定。

定位孔裝置作為軸系安裝的重要部分，其安裝效率和安裝質(zhì)量直接關(guān)系著小型船舶機(jī)械軸系的安裝水平，影響整體船舶系統(tǒng)功能和作用的發(fā)揮。小型船舶軸系校正設(shè)計(jì)又被稱(chēng)為軸系找正和軸系對(duì)中設(shè)計(jì)。工作人員要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和行業(yè)原則，將軸系調(diào)整為曲線狀態(tài)或者直線狀態(tài)，并將各個(gè)軸段內(nèi)的彎曲應(yīng)力及軸承上的負(fù)重載荷控制在相關(guān)范圍之內(nèi)，保證軸系可以正常穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。小型船舶軸系校正按照直線、軸承合理負(fù)荷以及軸承可允許負(fù)荷三個(gè)對(duì)照原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，軸系較正的效果直接影響整個(gè)軸系實(shí)際載荷分配的情況。如果軸系校正不到位或者出現(xiàn)偏差，容易造成實(shí)際負(fù)荷分配不均勻，此時(shí)負(fù)荷相對(duì)比較重的零部件會(huì)遭受更多的磨損，影響整個(gè)軸系的使用壽命和使用安全性，工作人員在設(shè)備安裝期間還需要開(kāi)展軸系試車(chē)工作，檢驗(yàn)軸系是否能夠靈活正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。首先進(jìn)行低速試泊實(shí)驗(yàn)，合格之后再進(jìn)行航行試驗(yàn)，判斷軸系運(yùn)轉(zhuǎn)是否可靠和穩(wěn)定。另外，在航行試驗(yàn)中也需要檢測(cè)軸系是否能夠平穩(wěn)地工作，判斷是否存在摩擦聲等雜音，并結(jié)合試驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行反饋以及調(diào)整，保證小型船舶軸系校正設(shè)計(jì)的效果以及質(zhì)量。小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)從整體上來(lái)看能夠?qū)Χㄎ豢椎臄?shù)據(jù)進(jìn)行精確的記錄，并檢測(cè)柱型永磁體的狀態(tài)，有效減少定位孔以及軸系安裝的環(huán)節(jié)和復(fù)雜程度，提高設(shè)備安裝質(zhì)量，減少失誤問(wèn)題，保證船舶航行的安全性和可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的設(shè)計(jì)直接關(guān)系著機(jī)械軸系的功能是否能夠得到正常穩(wěn)定的發(fā)揮，所以需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械軸系安裝定位孔裝置設(shè)計(jì)工作的研究與重視，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)小型船舶的機(jī)械軸系并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)，保證小型船舶電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平和應(yīng)用效果，提升小型船舶機(jī)械軸系安裝定位孔裝置的精準(zhǔn)度。

【參考文獻(xiàn)】

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