孫 怡,胡江超,劉建軍
(招商局重工(江蘇)有限公司,江蘇南通 226116)
近年來(lái),新造船舶項(xiàng)目逐步往高端化發(fā)展,船東方對(duì)船舶性能的可拓展性需求日益提升。伸縮式舵槳作為航速提升、特殊場(chǎng)景作業(yè)輔助的重要設(shè)備,越來(lái)越受船東青睞。在伸縮舵槳預(yù)裝定位后,需對(duì)上部動(dòng)力單元模塊、下部導(dǎo)向桿進(jìn)行雙向定位,使設(shè)備上部動(dòng)力單元模塊、中間法蘭、下部導(dǎo)向桿同軸,確保設(shè)備在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)異響甚至損壞。一旦船舶下水后調(diào)試出現(xiàn)因同軸度不達(dá)標(biāo)引起的問(wèn)題,將對(duì)項(xiàng)目建造周期、成本帶來(lái)重大挑戰(zhàn)。因此,在設(shè)備預(yù)裝至船舶伸縮舵槳井后,制定詳細(xì)周密的、考慮到各種可能出現(xiàn)的突發(fā)情況的定位對(duì)中工藝步驟,把整個(gè)定位對(duì)中的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
本文基于隨動(dòng)式伸縮舵槳安裝的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,出一種基于非水平狀態(tài)下的伸縮舵槳設(shè)備本體對(duì)中方案。
伸縮舵槳的安裝精度和難度大,原因是推進(jìn)器為伸縮式全回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),其導(dǎo)桿和船體安裝面之間的安裝精度要求搞,且設(shè)備外形尺寸大,安裝艙室空間狹小[1]。由于實(shí)船項(xiàng)目處于船體分段結(jié)構(gòu)連續(xù)搭載階段,船體結(jié)構(gòu)受力處于持續(xù)變化階段,較難確保伸縮舵槳機(jī)加工的基座面處于絕對(duì)水平狀態(tài),故需在伸縮舵槳吊裝后通過(guò)在非水平狀態(tài)下進(jìn)行定位對(duì)中。
通過(guò)經(jīng)緯儀識(shí)別設(shè)備安裝水平偏離度,選定機(jī)加工面作為基準(zhǔn)面并隨機(jī)取點(diǎn),通過(guò)3 點(diǎn)建立平面的原理,通過(guò)調(diào)價(jià)經(jīng)緯儀可調(diào)節(jié)底座直至基準(zhǔn)面任意3 個(gè)點(diǎn)的標(biāo)尺高度相同,以此建立一個(gè)與基準(zhǔn)面平行的水平面。與此同時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)上激光柱與下激光柱的角度為0°,確保經(jīng)緯儀發(fā)射出的上下激光柱均垂直于機(jī)加工面,進(jìn)而有效保障設(shè)備對(duì)中精度,確保設(shè)備性能正常。
傳統(tǒng)的對(duì)中方案:利用在平臺(tái)絲桿的中心安裝激光發(fā)射器,并在上齒輪和底座安裝絲桿。上下左右調(diào)節(jié)平臺(tái),直到左右2 只絲桿的中心對(duì)齊[2]。但利用激光發(fā)射器對(duì)絲桿精度及發(fā)射器定位工裝的安裝精度要求極高。一旦出現(xiàn)精度誤差,將直接導(dǎo)致對(duì)中精度失真,即看起來(lái)對(duì)中,實(shí)際并未有效對(duì)中。
通過(guò)經(jīng)緯儀基于機(jī)加工面建立平面的對(duì)中方案可有效規(guī)避傳統(tǒng)方案中采用激光筆對(duì)中潛在的對(duì)中誤差風(fēng)險(xiǎn),可有效確保伸縮舵槳定位對(duì)中順利進(jìn)行。
基于非水平狀態(tài)下的隨動(dòng)式伸縮舵槳定位對(duì)中技術(shù),包括以下步驟:
1)伸縮舵槳井機(jī)加工法蘭面完工并報(bào)驗(yàn)合格后,吊裝伸縮舵槳。因隨動(dòng)式伸縮舵槳本體為三段式結(jié)構(gòu)(頂部動(dòng)力單元-中間法蘭-推進(jìn)槳),并通過(guò)導(dǎo)向桿、液壓缸、推進(jìn)主軸連接。當(dāng)伸縮舵槳處于未工作狀態(tài)時(shí),整體重心位于頂部動(dòng)力單元,吊裝階段需在伸縮舵槳?jiǎng)恿卧撞考友b工字梁作為臨時(shí)支撐。
2)伸縮舵槳初步安裝定位后,需基于中間法蘭分步進(jìn)行上部對(duì)中和下部對(duì)中。在設(shè)備本體中間法蘭面上放置經(jīng)緯儀,將經(jīng)緯儀下方激光光束鎖定在設(shè)備本體中間法蘭面定位孔中心位置。
3)如圖1 所示,因經(jīng)緯儀所在中間法蘭面并非機(jī)加工面,且伸縮舵槳井機(jī)加工面并非為水平狀態(tài),故需要垂直于機(jī)加工面建立對(duì)中的垂線,將經(jīng)緯儀上激光光束調(diào)整為與下激光光束垂直,鎖定限位,在伸縮舵槳井機(jī)加工面放置標(biāo)尺,沿軸向旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀上部激光發(fā)射筒,讀取機(jī)加工面上任意3 個(gè)點(diǎn)的標(biāo)尺高度,基于標(biāo)尺讀數(shù)判斷設(shè)備水平安裝的偏離度。
4)調(diào)節(jié)底座的底角螺栓,并重復(fù)上一步操作,直至經(jīng)緯儀讀取任意選取的位于機(jī)加工面的3 個(gè)點(diǎn)的標(biāo)尺高度相同。
5)如圖2 所示,將經(jīng)緯儀上部激光發(fā)射筒旋轉(zhuǎn)90°,經(jīng)緯儀顯示器的垂直度為0°,成功建立了1條垂直于機(jī)加工面的直線。
圖2 伸縮舵槳?jiǎng)恿卧K對(duì)中
6)激光光束下部光點(diǎn)位于下面定位孔中心,上部激光定位光點(diǎn)與設(shè)備本體上方定位基準(zhǔn)點(diǎn)中心存在偏差,即為上部動(dòng)力單元需要調(diào)整的距離。
7)通過(guò)千斤頂側(cè)向移動(dòng)位于工字梁頂部的動(dòng)力單元,直至經(jīng)緯儀發(fā)射的上部激光光束光點(diǎn)與定位基準(zhǔn)點(diǎn)中心重合或滿足廠商允許的公差范圍。
8)完成對(duì)中工作并對(duì)上部動(dòng)力單元和下部動(dòng)力單元進(jìn)行固定。在上部動(dòng)力單元軸板焊接的固定階段,需考慮焊接順序,避免焊接應(yīng)力導(dǎo)致二次對(duì)中。在船舶下水后,重新復(fù)查對(duì)中數(shù)據(jù),并再次完成全行程伸縮動(dòng)作,確保伸縮過(guò)程中無(wú)卡阻現(xiàn)象[3]。
為滿足船舶建造過(guò)程中的設(shè)備對(duì)中需求,本文介紹了隨動(dòng)式伸縮舵槳的定位對(duì)中技術(shù),并提出一種基于非水平狀態(tài)下的伸縮舵槳設(shè)備本體對(duì)中方案。該方案尤其適用于船舶建造過(guò)程中水平度不達(dá)標(biāo)情況下的設(shè)備對(duì)中需求。
研究表明:本文提出的對(duì)中技術(shù)可有效保證對(duì)中質(zhì)量,克服了設(shè)備本體平整度不足帶來(lái)的問(wèn)題,確保了設(shè)備對(duì)中及后續(xù)安裝調(diào)試工作的順利進(jìn)行。