4000Kw電力推進(jìn)救助船全回轉(zhuǎn)舵槳裝置的安裝

陳兆錫

摘 要：本文簡要介紹了電力推進(jìn)救助船全回轉(zhuǎn)舵槳裝置的安裝時(shí)的機(jī)座定位，安裝順序，安裝工藝，安裝的注意事項(xiàng)，為后續(xù)海洋救助船的設(shè)計(jì)和建造提供有益參考。

關(guān)鍵詞：電力推進(jìn);全回轉(zhuǎn)舵槳;機(jī)座定位;吊裝;安裝工藝

中圖分類號：U664.36? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）01-0101-02

電力推進(jìn)船與傳統(tǒng)的柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)比較，有很多優(yōu)勢：一是電力推進(jìn)具有良好的經(jīng)濟(jì)性，可根據(jù)用電負(fù)荷選擇發(fā)電機(jī)運(yùn)行臺數(shù)，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)性。二是電力推進(jìn)系統(tǒng)操縱性好，制動(dòng)快，正倒車切換速度快，采用變頻技術(shù)控制的推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速易于調(diào)節(jié)。三是電力推進(jìn)系統(tǒng)由于省去了傳動(dòng)軸系、減速齒輪箱，改善了機(jī)艙布局，節(jié)省了空間。四是電力推進(jìn)系統(tǒng)噪音低，采用電力推進(jìn)后，主要振動(dòng)源--柴油機(jī)安裝在彈性底座上，以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，與軸系和艙體也無直接聯(lián)結(jié)，大大減少了振動(dòng)和噪聲，綜合以上優(yōu)點(diǎn)，電力推進(jìn)系統(tǒng)是今后海洋救助船的發(fā)展方向。

1設(shè)備組成

電力推進(jìn)系統(tǒng)的主要裝置是變頻器和全回轉(zhuǎn)舵槳，新造4000KW救助船的電力推進(jìn)系統(tǒng)選用的是ABB ACS880船用變頻器和瓦錫蘭WST-21FP全回轉(zhuǎn)舵槳。根據(jù)船廠的三維建模情況和瓦錫蘭舵槳的安裝要求，救助船全回轉(zhuǎn)舵槳裝置的安裝研究前就要進(jìn)行研究，從中找出實(shí)際可行的施工辦法，避免后期實(shí)際施工過程中產(chǎn)生較大的誤差。

4000KW全回轉(zhuǎn)舵槳裝置為Z型全回轉(zhuǎn)電力推進(jìn)器（如圖1）由四大部件組成，從上而下依次為推進(jìn)電機(jī)、浮動(dòng)軸、齒輪箱和水下推進(jìn)器，其齒輪箱和水下推進(jìn)器部分（除去電機(jī)和浮動(dòng)軸）高度5029mm，因船臺高度有限，是安裝的重點(diǎn)和難點(diǎn)。而且該設(shè)備的安裝角度特別，由推進(jìn)器布置圖（如圖2）可以看出推進(jìn)器還要有朝船舷外傾2度的一個(gè)特別角度（由船模水池試驗(yàn)得出）。故此處的船體線型比較復(fù)雜，為避免后期實(shí)際施工產(chǎn)生較大的誤差，因此從三維模型的設(shè)計(jì)就必須嚴(yán)格要求，并從中找出實(shí)際可行的施工辦法。

2 基座定位

該推進(jìn)裝置的基座與船體結(jié)構(gòu)為焊接連接的圓筒型式，安裝定位時(shí)在橫向和縱向均有傾角，并且圓筒周圍附著有定位較為復(fù)雜的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)角度分布也不均勻。圓筒曲面上的定位數(shù)據(jù)通常難以快速獲得，導(dǎo)致在快速建模時(shí)缺少必要的定位數(shù)據(jù)，曲面上附著的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)建模更是無法進(jìn)行。為此建模需要解決如下難點(diǎn)：①雙斜圓柱的中心軸線的確定;②截交圓柱斜平面的定位;③肘板的定位;此為建模的關(guān)鍵點(diǎn)所在。另外也需要主推模型進(jìn)行精確建模，以檢驗(yàn)基座的準(zhǔn)確性。

3安裝

為減少設(shè)備安裝時(shí)的定位誤差、焊接變形以及盡量少的工藝開孔，并盡量保持左右推進(jìn)器的對稱性，結(jié)合主推進(jìn)設(shè)備安裝布置圖、尾部結(jié)構(gòu)圖、總段搭載時(shí)間以及設(shè)備的尺寸，對設(shè)備的安裝階段和順序進(jìn)行了詳細(xì)的分解。

根據(jù)設(shè)備安裝圖，推進(jìn)電機(jī)整體處于主甲板下推進(jìn)器艙內(nèi)，浮動(dòng)軸也是位于推進(jìn)器艙內(nèi)，齒輪箱位于結(jié)構(gòu)筒體內(nèi)，水下推進(jìn)器完全位于船外。其中推進(jìn)電機(jī)由ABB供貨，可以在主甲板下總段搭載前到廠;推進(jìn)器部分可以采用總段安裝的方案

推進(jìn)電機(jī)的尺寸相當(dāng)大，最大外形尺寸約2450mmX1895mmX1970mm（LXWXH），底部的筒體內(nèi)徑太小，無法通過電機(jī);如果從頂部主甲板開工藝孔吊裝，需要斷開結(jié)構(gòu)大梁，后續(xù)的復(fù)原工作相當(dāng)大，所以推進(jìn)電機(jī)應(yīng)該在尾部主甲板總段搭載前放在所處艙室甲板上，而且電機(jī)的實(shí)際到貨時(shí)間剛好也能滿足這個(gè)要求。

舵槳整體從船體底部從下往上吊裝，為此必須借助平板車和合適工裝。而齒輪箱和推進(jìn)器部分整體吊裝，重量較大約24T，必須在基座完全焊接報(bào)驗(yàn)完成后才能吊裝。

浮動(dòng)軸的最大直徑和長度都較小，可以從底部的筒體中吊入，在齒輪箱吊裝前放入艙室內(nèi)即可。

4 安裝工藝和工裝

為確保順利安裝，與船廠、設(shè)計(jì)院和設(shè)備廠家經(jīng)過技術(shù)交流后，其中齒輪箱的雙斜角定位和舵槳的翻身吊裝是關(guān)鍵所在。

水下推進(jìn)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的推力，最終是通過齒輪箱四周的結(jié)構(gòu)肘板、上法蘭盤以及底部封板傳遞給船體（如圖3），因此，齒輪箱的定位和安裝質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)推進(jìn)器安裝的成敗。

從圖中可以看出，齒輪箱四周肘板數(shù)量較多，而且分布不均勻，基座筒體與齒輪箱是同軸線的，如果基座筒體安裝角度稍有偏差，將嚴(yán)重影響基座整體強(qiáng)度，推進(jìn)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能導(dǎo)致大的結(jié)構(gòu)變形和震動(dòng)，所以基座筒體的加工精度和精確定位是齒輪箱精確安裝的前提和基礎(chǔ)。為此基座筒體的安裝必須精確拉線定位，由鉗工配合定位安裝。

根據(jù)總段放置情況，按照主推進(jìn)裝置安裝圖，以舯線、肋位線及甲板上表面作為舵槳基座定位檢查基準(zhǔn)線，選擇上、下兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)拉出舵槳中心線，即為筒體安裝的定位基線，根據(jù)基線定位基座筒體并焊接報(bào)驗(yàn)。

在基座筒體安裝好后，然后按照瓦錫蘭舵槳的工藝流程進(jìn)行舵槳的整體吊裝。由于舵槳的齒輪箱底部法蘭與基座筒體上的法蘭相連，重量約24T，且形狀不規(guī)則，對吊點(diǎn)設(shè)置、和姿態(tài)控制比較難，稍有不慎就有可能造成設(shè)備受損，為此需要設(shè)計(jì)合理的起吊工裝。工裝要求能用于起吊并能保持法蘭盤向上。

對于封板，有兩種方案：①采用螺栓安裝方案，這種方案舵槳拆卸方便。缺點(diǎn)是此處振動(dòng)強(qiáng)，螺栓有可能振斷。故此方案需關(guān)注：可拆卸板、螺栓的強(qiáng)度，所有螺栓固定后要上不銹鋼絲保險(xiǎn)。②采用焊接方案，此方案封板不會(huì)脫落，但后期舵槳拆卸不方便。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉純順.船舶綜合電力推進(jìn)的發(fā)展及應(yīng)用[J].中國水運(yùn)（下半月），2009（11）：2.

[2]固定式全回轉(zhuǎn)舵槳裝置安裝與調(diào)試規(guī)程GB/T39206-2020.