浅议“雪龙”号恢复性改造艉轴系统拆卸

张申宁

(江南造船(集团)有限责任公司，上海 201913)

浅议“雪龙”号恢复性改造艉轴系统拆卸

张申宁

(江南造船(集团)有限责任公司，上海 201913)

“雪龙”号是我国唯一一艘极地科学考察船，国家海洋局和江南造船(集团)有限责任公司决定2013年4月起对“雪龙”号进行恢复性维修改造。该船轴系经过20年的使用磨损，已达到设计临界状态，此次轴系修理作为维修改造过程中的重点和难点，对整个工程质量和船舶航运安全有着至关重要的影响。文章对“雪龙”号基本性能、轴系技术参数等方面做了介绍，并着重对“雪龙”号艉轴拆卸过程进行了分析和研究。

“雪龙”号； 艉轴 ；可调桨； 拆卸

“雪龙”号极地科学考察船是我国第三代极地考察破冰船，也是我国进行冰区科学考察的唯一一艘功能齐全的破冰船。自投入使用至今已有20年的船龄。为使“雪龙”号重新焕发青春，国家海洋局和江南造船(集团)有限责任公司决定自2013年4月起对“雪龙”号进行全面恢复性维修改造，包括对机舱机电设备全部换新改造和轴系舵系的彻底拆修等。

该船机舱及甲板大部分设备陈旧老化，性能下降，特别是轴系轴瓦经过20年的使用磨损，其温度和负荷已达到设计临界状态。为满足“雪龙”号科考需求，国家海洋局曾分别在1994年和2006年对该船进行了局部改造，但是由于技术资料的缺失、备件的供应和工装的准备等原因，轴系从未进行过全面拆检。所以此次轴系修理作为维修改造过程中的重点和难点，对整个工程质量有着至关重要的影响。尤其艉轴拆卸是整个轴系修理过程中最不稳定的环节，如何利用现有工装安全、平稳地拔出近90 t 的艉轴并对轴系系统进行全面拆解是本文重点研讨的方面。

1 “雪龙”号船简介

“雪龙”号极地科学考察船于1993年从乌克兰进口改造完工, 总长167.0 m ，型宽22.6 m，型深13.5 m，满载吃水9.0 m，自身质量11 400 t，满载排水量21 025 t，最大航速17.9 kn，续航19 000 k mile。该船具有先进的导航、定位、自动巡航系统，配备先进的通信系统及能容纳2架直升机平台、机库和配套设备。船上设有大气、水文、生物、计算机数据处理中心、气象分析预报中心和海洋物理、化学、生物、地质、气象等一系列科学考察实验室，可航行于世界任何海区。该船能以1.5 kn航速连续冲破1.2 m厚的冰层(含0.2 m 雪)，技术性能先进。

2 “雪龙”号轴系相关主要技术参数

该船为单机单桨式动力推进系统，安装有13 200 kW主机1台，中间轴系1根，艉轴1根，采用可调式螺旋桨，航行时操作灵活，有利于破冰。

表1 “雪龙”号轴系相关技术参数

3 艉轴拆卸过程

艉轴从艉管中拉出分为艉轴附属连接件的拆离和艉轴的拉出，其中轴连接件的拆离包括补油口、艉轴轴承的拆离，断开艉轴与中间轴的连接，断开调距桨推拉杆的连接，并拆除舵叶、螺旋桨桨叶。

2004年我公司对“雪龙”号特检时，曾将艉轴从艉管中顺利的拉出，是国内第一家公司将此轴顺利拉出的单位。目前艉轴法兰与桨毂连接螺栓及定位销自船舶出厂后已有20年，各大船厂都无法将其拆离。此次全面拆检我们成立了轴系攻关组认真研究，注重生产技术准备和全过程控制，特别是使用了更为灵活、安全和效率更高的工装(见表2)，凭着过硬的技术实力，第一次成功地将“雪龙”号桨毂拆离艉轴法兰。

表2 “雪龙”号拆卸主要工装和设备

3.1准备工作

为保证轴系拆除效率，轴系拆除的准备工作主要包括以下几方面：①编制平台平移轨道小车方案，整体策划模拟整个拆轴的过程。②舵叶拆除，舵叶影响艉轴拉出路径，也影响主机吊出舱；③烧焊吊马数个，用于艉轴拉出时的稳定移轴小车用；④搭设移轴平台，安装移轴小车轨道，用于移轴小车的拖移轴系；⑤固定卷扬机，用于将轴系拉出动力源；⑥模块运输车开至坞内，将移轴平台驳至雪龙号舵系正下方。

3.2拆离轴系相连接零件设备

①桨叶拆除，一方面必须避开挂舵臂影响，另一方面减轻轴系拉出重量；②拆除艉轴与配油轴法兰连接螺栓；③拆离艉轴与中间轴连接，启动变距液压系统，液压联轴节径向加压，利用动力油缸将液压联轴节与艉轴脱开；④断开推拉杆，使艉轴与中间轴彻底脱离；⑤松开艉轴轴承上盖，减少轴拉出时的摩擦力；⑥拆除前后密封圈。

3.3轴系拉出过程

在用模块小车将拉轴平台移至轴系后下方在船坞内固定好位置，将卷扬机固定在移轴平台上，检查卷扬机固定性能，调整移轴小车轨道与轴系中心的配合。在已经拆除螺旋桨位置处的桨毂上安装拉轴用吊马工装，连接卷扬机钢索，至此，准备工作结束。将轴系拉出约1 m后，放入平移小车至轴系下方，调节小车托轴中心及其承载力，继续将艉轴拉出约2 m，放入第2台平移小车，同时调节小车托轴中心，再拉出过半后，放入第3台小车，将艉轴彻底拉出艉管。

在拉出过程中需要不断地调整移轴小车的空间位置，确保轴系中心与艉管轴承中心的配合，减小轴与轴承之间的摩擦，保护艉管轴承和艉轴不被摩擦损坏。轴系拉出后，用模块运输小车将轴系驳至吊车覆盖范围下，用吊带调至特定位置。

3.4艉轴与桨毂的拆离

将艉轴安放在滚轮托架上，并将法兰连接螺栓的保护罩拆除。定位销用搭压板方法利用螺栓拔出，但在仔细研究了内部结构后，决定采取在定位销内注入液压油，用液压油压力将其从里往外顶出。而连接螺栓采用液压拉伸器，当压力打到70 MPa(约600 t)时，将其拆除。

3.5PCM的拆卸[1]

在艉轴出舱后，将活络考必林向后移至中间轴承旁，然后打开PCM(pitch changing mecharism,PCM螺距控制机构)两端动力油缸向后移至原支架上。这样前后端油缸处就移出一个空挡，就可分解动力活塞和油缸，然后将油缸拉管通过活络考必林内孔，安放在考必林内孔及中间轴承上。

在分解动力活塞拼帽时要求施工人员必须做好原始标记，因为此帽是液压嵌板式收紧。泵松时，将嵌板取出，安装时也须将螺帽旋至原位，泵压后插入嵌板卸压。

PCM机构分解后，有大量密封件需要更换。尽管生产进度很紧，但是为了确保安装质量，在艉轴未连接前，必须给动力油缸两腔做油压实验。于是另接油泵，并接好临时管路进行试验，在确保无误情况下，才恢复下道工序安装。

4 结束语

“雪龙”号艉轴及其推拉杆共计50余吨，通过制定对轴系拆卸的技术详细方案，加强现场生产组织保证，采用新工具工装，优化监控体系，在船东和我公司施工人员的共同努力下，高效高质地完成轴系的全部拆检工程，确保了船坞周期进度，节省预定聘请外国专家的费用，得到了海洋局上海极地中心的信任和赞扬，同时为全面完成此次“雪龙”号维修改造打下了坚实的基础。

[1] 张申宁，沈惠君.某船可调式桨轴系系统修理工艺研讨[J].中国修船，2007(3):3-9.

XUE LONG is the only scientific surveying ship in polar region of our country.It has been maintained for recovery since Apr.2013 by the National Ocean Administration and Jiangnan Ship-building(Group)Co.Ltd.,More than 20 years'use and abrasion made the temperature and load on the bearing bush at the critical state,which decided the main and difficult point as the maintenance of the shafting system.This influences much of the project quality and the ship's safe sailing.In this paper,the basic preformance and parameter of shafting are introduced,especially the analysis and research of the disassembly course of the shafting.

XUE LONG ship;stern shaft;adjustable propeller;disassembly

张申宁(1955-)，男，江西贵溪人，高级工程师，长期从事船舶修造生产管理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.01.008

2013-08-27