船用節(jié)能導(dǎo)管總組定位方法改進(jìn)

項勛,樊冬輝,趙永平

(上海外高橋造船有限公司，上海 200137)

在對節(jié)能導(dǎo)管總組定位的生產(chǎn)過程中，原來總組定位時間太長，吊裝加復(fù)位使用龍門吊的次數(shù)較多，嚴(yán)重影響總組生產(chǎn)進(jìn)程。為了減少節(jié)能導(dǎo)管的總組定位時間[1]，減少龍門吊的吊裝復(fù)位次數(shù)，對節(jié)能導(dǎo)管總組定位方法進(jìn)行改進(jìn)。

1 節(jié)能導(dǎo)管定位方法

1.1 要點(diǎn)

初始定位安裝時，由于其線型復(fù)雜，加放了較多的余量，導(dǎo)致定位困難，消耗了大量人力物力，特別是使用龍門吊要經(jīng)過吊裝、復(fù)位好幾次，增加了作業(yè)難度。為此，經(jīng)過再三分析，決定利用節(jié)能導(dǎo)管進(jìn)廠到安裝之間的一段時間，采用仔細(xì)測量加預(yù)先劃清余量后完全修割等前期工作，達(dá)到快速定位到位的目的。

1.2 主要性能、技術(shù)指標(biāo)

節(jié)能導(dǎo)管為半圓筒形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)管中心線與水平線成4.5°夾角，向尾傾斜[2]，結(jié)構(gòu)名稱和結(jié)構(gòu)形式見圖1。

圖1 節(jié)能導(dǎo)管結(jié)構(gòu)形式

1.3 方法

1.3.1 艉軸分段準(zhǔn)備

為了確保軸系鏜孔的精度，節(jié)能導(dǎo)管必須在鏜孔前安裝電焊結(jié)束。根據(jù)各肋位線型情況對節(jié)能導(dǎo)管上的鰭板進(jìn)行余量修割，按工藝要求鰭板單邊預(yù)留150 mm余量。確定艉軸后端面的切削余量后，劃出前后位置，并把軸系的上下和左右的中心線劃到分段外板上，做好樣沖標(biāo)記，這是后面測量的依據(jù)[3]。見圖2。

圖2 尾軸分段上艉軸中心線標(biāo)記

1.3.2 前期工作

根據(jù)定位工藝找出節(jié)能導(dǎo)管上口左右方向上中心點(diǎn)e點(diǎn)，做好樣沖標(biāo)記。根據(jù)定位工藝找出節(jié)能導(dǎo)管下口尾端高低中心定位基準(zhǔn)點(diǎn)a點(diǎn)和d點(diǎn)，做好樣沖標(biāo)記。根據(jù)定位工藝找出節(jié)能導(dǎo)管下口首端高低中心定位基準(zhǔn)點(diǎn)b點(diǎn)和c點(diǎn)，做好樣沖標(biāo)記[4]。

圖3 節(jié)能導(dǎo)管上中心線標(biāo)記

1.3.3 定位要求

節(jié)能導(dǎo)管翻身套入艉軸管，初步定位，使用全站儀以艉軸管尾端面為基準(zhǔn)對節(jié)能導(dǎo)管首尾進(jìn)行定位，導(dǎo)管后端面a點(diǎn)d點(diǎn)距離艉軸管理論端面900 mm。e點(diǎn)距離該端面611 mm[3]。見圖4。

圖4 節(jié)能導(dǎo)管上5點(diǎn)和艉軸尾端面之間距離

使用全站儀以艉軸端面上下中心線2個樣沖點(diǎn)作為節(jié)能導(dǎo)管寬度方向定位基準(zhǔn)，先對導(dǎo)管上e點(diǎn)進(jìn)行中心線偏差定位，后對a、d點(diǎn)進(jìn)行半寬尺寸定位，a、d點(diǎn)距艉軸中心點(diǎn)3 678 mm。見圖5。

圖5 節(jié)能導(dǎo)管a、b、c、d 4點(diǎn)和艉軸中心線之間距離

節(jié)能導(dǎo)管高低方向以艉軸管尾端左右中心線2個樣沖點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，導(dǎo)管后端面a點(diǎn)d點(diǎn)距離艉軸管理論中心1 350 mm，導(dǎo)管首端面b點(diǎn)c點(diǎn)距離艉軸管理論中心1 613 mm，e點(diǎn)距離艉軸管理論中心5 017 mm。見圖4。

節(jié)能導(dǎo)管在定位過程中根據(jù)船體尾部結(jié)構(gòu)外形輪廓修割鰭板，同時監(jiān)控a、b、c、d、e點(diǎn)的定位偏差，實(shí)時做出調(diào)整。

1.4 定位方法改進(jìn)及實(shí)施效果

1.4.1 初始的定位方法

初始的定位，是按照節(jié)能導(dǎo)管的定位工藝，鰭板放150 mm的余量，節(jié)能導(dǎo)管進(jìn)廠后一般不割余量直接吊裝總組定位。進(jìn)行多次的余量修割，多次復(fù)位，最終節(jié)能導(dǎo)管定位時間非常長，嚴(yán)重影響平臺總組生產(chǎn)的節(jié)點(diǎn)。

節(jié)能導(dǎo)管的總組定位方法，一般采用艉軸分段橫艙壁為基準(zhǔn)進(jìn)行臥態(tài)定位，然后把節(jié)能導(dǎo)管套在尾軸分段的尾軸轂上進(jìn)行逐步定位、修割、復(fù)位等多次作業(yè)，才能完成對節(jié)能導(dǎo)管的總組安裝定位作業(yè)。見圖6。

圖6 節(jié)能導(dǎo)管套入時尾軸分段為臥態(tài)

節(jié)能導(dǎo)管翻身套入艉軸管后，在節(jié)能導(dǎo)管下方直接用4根定位支撐固定。這時節(jié)能導(dǎo)管的位置高約300 mm，在上面約300 mm，需要多次修割定位才能逐步減少高度和前后位置。見圖7。

圖7 節(jié)能導(dǎo)管剛吊裝時狀態(tài)

第一次測量，保證節(jié)能導(dǎo)管左右方向b點(diǎn)和c點(diǎn)的水平，上下方向的4.5°，還要測量e點(diǎn)的偏差。根據(jù)鰭板和尾軸分段外板之間的間隙給出第一次余量。

第一次復(fù)位，一般要求把e點(diǎn)放對中心位置，左右方向b點(diǎn)和c點(diǎn)放水平，還要把4.5°放對，給出第二次余量。

修割一次，給一次余量，再復(fù)位一次，經(jīng)過5次才能使節(jié)能導(dǎo)管到位，用原來的方法定位節(jié)能導(dǎo)管需要5 d的時間。定位到位情況見圖8，測量數(shù)據(jù)以某型船為例,見表1。

圖8 節(jié)能導(dǎo)管定位到位作業(yè)現(xiàn)場

表1 某型船節(jié)能導(dǎo)管定位數(shù)據(jù)

1.4.2 現(xiàn)行的定位方法

關(guān)于劃余量方法，在前面做過的相同船型的節(jié)能導(dǎo)管上測量鰭板長度。按照測量所得再加放50～70 mm作為節(jié)能導(dǎo)管的余量數(shù)據(jù)，劃出余量線進(jìn)行切割，這樣就相當(dāng)于節(jié)能導(dǎo)管只加放了50～70 mm的余量，減少了在整個定位過程中的修割次數(shù)，見圖9。

圖9 按照原來數(shù)據(jù)再加放切割余量

定位方法上，定做節(jié)能導(dǎo)管專用定位工裝[5]托架(見圖10)；再使用三維調(diào)整儀來調(diào)整節(jié)能導(dǎo)管的中心位置和水平狀態(tài)，經(jīng)過不停的測量、修割、移位，3 d左右時間定位到位。比初始節(jié)能導(dǎo)管的定位節(jié)省了吊裝復(fù)位次數(shù)4次，時間上提前2 d完成定位作業(yè)。

圖10 使用定位工裝托架和三維調(diào)整儀進(jìn)行節(jié)能導(dǎo)管定位

2 節(jié)能導(dǎo)管定位方法的改進(jìn)

2.1 節(jié)能導(dǎo)管在平臺上預(yù)劃余量方法

首先在110艉軸分段上(和節(jié)能導(dǎo)管相貫部分)使用輔助平面法進(jìn)行劃線劃出1,2,3,4,5各平面，測量各平面上點(diǎn)(1、2、3、4、5)的三維坐標(biāo)，記錄得到的數(shù)據(jù)。

其次，調(diào)整好節(jié)能導(dǎo)管的水平度，用儀器劃出1～5點(diǎn)所在平面位置的位置線，見圖11。

圖11 節(jié)能導(dǎo)管在平臺上預(yù)劃余量示意

在節(jié)能導(dǎo)管下方的平臺上劃出節(jié)能導(dǎo)管的中心線，劃出艉軸分段軸孔中心位置。然后把上面測量的1～5幾個平面數(shù)據(jù)劃到地平面上，連接起來形成光順的曲線，見圖12。

圖12 劃節(jié)能導(dǎo)管中心線及輔助平面輪廓線

把地面上各平面輪廓線投影到節(jié)能導(dǎo)管上相應(yīng)的平面剖線上，即1號地平面線投影到節(jié)能導(dǎo)管1號平面線上，就能得到各鰭板的精確余量線[6]。

劃好余量線以后，切割線方向按照艉軸轂線型方向切割，割好后清除氧化鐵，按工藝開好坡口，等待定位吊裝。

2.2 定位方法

把切割好余量，開好坡口的節(jié)能導(dǎo)管吊裝套入艉軸轂。在艉軸分段旁預(yù)先安置節(jié)能導(dǎo)管定位工裝，使節(jié)能導(dǎo)管正好放在定位工裝上面，定位時使用三維調(diào)整儀移位微調(diào)。

使用改進(jìn)后的定位方法一般情況只要做少量修割，用三維調(diào)整儀移位一次就到位。只要1 d左右時間就能完成節(jié)能導(dǎo)管的定位工作。在某型船上采用了改進(jìn)方法定位，定位效果良好。

2.3 節(jié)能導(dǎo)管定位方法改進(jìn)前后的比較

表2 節(jié)能導(dǎo)管定位各階段定位數(shù)據(jù)分析

由表2可見，初始的定位方法吊裝時需要撐定位支撐，吊裝花的時間長，復(fù)位次數(shù)多，到位天數(shù)多，準(zhǔn)備時間少；現(xiàn)行的方法使用了節(jié)能導(dǎo)管專用工裝，加快了吊裝速度，使用三維調(diào)整儀，減少了吊裝的復(fù)位次數(shù)，到位時間明顯縮短，準(zhǔn)備專用工裝多花了一些時間；而改進(jìn)后大大縮短了定位時間。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，提出使用三維調(diào)整儀替代龍門吊復(fù)位的改進(jìn)方案及利用總組吊裝前的一段時間對艉軸分段的軸轂部分進(jìn)行截平面放樣來確定正確的余量數(shù)據(jù)的定位方法是切實(shí)可行的。關(guān)鍵在于艉軸分段和節(jié)能導(dǎo)管截取在同一截平面內(nèi)，數(shù)據(jù)要精確無誤，嚴(yán)禁產(chǎn)生不必要的誤差而導(dǎo)致間隙超標(biāo)等精度問題的出現(xiàn)。這一改進(jìn)方法和原始定位方法相比能有效縮短4 d定位時間，并且減少龍門吊4次復(fù)位次數(shù)，對節(jié)能導(dǎo)管定位工藝進(jìn)行歸納總結(jié)，形成一整套標(biāo)準(zhǔn)化工藝，并作為以后節(jié)能導(dǎo)管定位的依據(jù)，具有一定的推廣意義。