某船舶舵承加工工艺研究与实践

郑学贵

（渤海船舶职业学院，辽宁兴城125105）



某船舶舵承加工工艺研究与实践

郑学贵

（渤海船舶职业学院，辽宁兴城125105）

摘要：结合某船舶舵系维修中舵承加工实例，在对舵系长时间沿左右方向大幅度振动故障进行分析的基础上，查阅大量资料并分析材料特性，制订详细缜密的舵承加工工艺，确定了先磨削舵杆外圆和不锈钢套，然后再加工舵承的修理方案。舵承的成功加工，实现了以修代换，节约了修理成本，为今后解决其他类似问题提供了一定的参考价值。

关键词：舵承加工；工艺研究；修理方案

0　前言

船舶舵承用来支承舵杆和舵的重量及保证船体水密。舵在较长时间使用后，舵承在较复杂力的作用下，会出现磨损加剧、配合间隙过大，从而导致转舵不准、舵系振动及转舵时发生严重撞击等现象。本文以对某船舶舵系维修中舵承加工为例，对材质为酚醛树脂的舵承加工工艺进行研究与实践。

1　舵承加工工艺的提出

该船舶采用半悬挂舵，上舵承为平面止推滑动轴承，舵杆支承采用平面推力轴承，舵叶靠上下舵销支承在船尾支架上，舵承采用非金属滑动式。该船舶舵机存在长时间沿左右方向振动幅度大的故障，严重影响舵机的运行，长

2　舵承加工工艺的确定

舵承材质为酚醛树脂，此材料采用中等密度的棉布浸渍醇溶性改性酚醛树脂浸渍层压卷制而成。供应的舵承已经被切开，因材料本身应力作用，导致该舵承严重变形。为检查确定是否采用原来舵承进行加工，首先对舵承的内外径尺寸进行粗略测量，发现外径可以满足加工要求，而内径已经不能满足需要。为了进一步确定是否采用原来的舵承，将舵承放在平台上，使用钢丝固定，用外径千分尺精确测量4个垂直截面处内径和外径上、中、下三个位置的数据进行计算分析，确定使用装夹工具可以使得舵承外径满足装夹尺寸，内径可以满足舵杆磨削后的尺寸需要。在此测量分析基础上确定了舵承加工的工艺流程为装夹工具制作、外圆加工、沉头螺栓孔加工及内孔与轴向油槽加工4个部分。

3　舵承加工工艺的流程

3.1装夹工具制作

依据所测尺寸制作1套组合夹具，其中包括抱箍3只，内径尺寸为装夹后上述计算尺寸的1只（如图1所示，抱箍一），内径尺寸为外圆加工后外径尺寸的2只（抱箍二）。使用抱箍一，通过两端螺栓调节松紧度，边调节边测量直到接近正圆为止，经测量得出数据，接近理论计算数据，测量内径尺寸发现椭圆度在0.10以内；两端分别固定，最后松开抱箍一，使用立式车床对舵承外圆进行加工。图2为装夹示意图。

图1　抱箍示意图

图2　装夹示意图

3.2外圆加工

因该舵承装夹好后剖切面之间存在间隙，通过塞尺测量总间隙为0.50 mm，认定为舵承一端圆弧，根据该尺寸计算消除间隙余量D=L/π= 0.50/3.14=0.16 mm，从而确定加工舵承外径时在规定尺寸上加0.16 mm或者稍大。测量舵承体内径尺寸，加上规定要求不锈钢衬套和舵承体配合尺寸加上0.16 mm间隙余量，得出最终尺寸。上立车加工外圆，按照要求从舵承中间开始分别上下加工直到贴近装夹工具，外圆加工以后，使用抱箍二夹紧靠下端组合夹具一端，使用顶丝拆除夹具，加工剩余5 mm达到要求尺寸；另一端把夹具车削掉2 mm，把相应舵承2 mm长度加工至要求尺寸，使用抱箍装夹，拆除夹具，把剩余3 mm用锉刀锉削R3圆角。外圆加工实际操作如图3所示。

图3　外圆加工实际操作图

3.3沉头螺栓孔加工

沉头螺栓孔的加工是舵承加工的重中之重，能否成功将决定整个修理项目的成功与否。为了防止实际舵承体圆周螺栓孔和图纸不一样，采用分步钻孔，从小到大，逐步扩孔。把舵承装夹在分度头上，从接缝开始，按照图纸所提供的角度，依次钻Ф12孔；把舵承装到舵承体，制作专用工具压紧舵承两个剖切面，使舵承贴紧舵承体；装夹后吊上镗床，使用百分表找正，计算分析镗床工作台每旋转15°、45°、75°后，根据镗床工作台原理得出每旋转一个角度其舵承螺栓孔同镗杆中心线均相平行，只需左右调节工作台即可对正到舵承15°、45°、75°沉头螺栓孔加工的位置。舵承体镗床钻孔原理如图4所示。

图4　舵承体钻孔原理图

Ф12加工完后，接着使用Ф17钻头扩孔，对照舵承体螺丝孔，慢慢校正，最后钻至Ф22，磨90°钻头，扩沉孔，逐步扩孔，直到扩至要求尺寸前螺栓和沉孔全部接触；使用加长钻头从外部钻牛油孔；所有孔加工完后，用压缩空气吹去垃圾，使用螺纹紧固剂把螺栓固定。沉头螺栓装复后，为了消除两端面间缝隙，用百分表找正端面。在镗床上铣去高出舵承体端面部分，舵承装复。

3.4内孔与轴向油槽加工

将舵承壳体安装起来，固定舵承体螺栓，使用塞尺检查剖分面之间的间隙，通过修磨舵承平面所留加工余量，直到没有间隙。根据修理后的不锈钢保护套尺寸，加工舵承内孔，间隙为0.65 mm（0.41+0.24） 材料膨胀量；使用R3圆弧刀车径向油槽。内孔加工如图5所示。

图5　内孔加工示意图

图6　轴向油槽加工示意图

内孔加工后，镗床使用铣刀加工轴向油槽，其原理同钻沉头螺栓孔，只需要镗刀上下移动。所加工油槽应平直、无毛刺，舵承端面及油槽附近不允许有缺口存在。轴向油槽加工如图6所示。

4　结论

通过上述工艺对舵承加工后，对舵承进行装复，各间隙均在要求范围之内，操舵试验，显示故障全部消失。该舵承的成功加工，实现了以修代换，节约了大量的人力和物力。通过修理工艺的改进，使得该船舶至少提前10天出厂，为船舶提前营运创造了条件，也为企业缓解了紧张的坞期压力，其经济效益相当可观，同时为以后其他类似工程积累了丰富经验。

参考文献：

［1］管世珍，胡文凭.浅谈船舶舵系非常规修理技术工艺［Z］.连云港:连云港中远船务工程有限公司，2010.

［2］张伟平.某货船舵系修理实践创新与研究［J］.中国修船，2012（4）:25-29.

［3］邢木清.船舶舵承修理工艺创新的实践与思考［J］.江苏船舶，2008（4）:42-44.

［4］林长明，钟建林.浅析船舶舵系故障非常规修理［J］.中国修船，2005（6）:18-19.

［责任编辑：刘月］

中图分类号：U672.2

文献标识码：A

文章编号：2095-5928（2016）03-28-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.03.009

收稿日期：2016-03-10

作者简介：郑学贵（1977-），男，辽宁凌源人，副教授，硕士，研究方向：轮机工程技术。期下去可能导致舵杆出现裂纹等缺陷，严重时导致舵杆断裂，发生坠舵事故，为此对该舵系进坞进行检查。通过检查，发现舵杆左右方向磨损严重，舵承部位不锈钢套偏磨是导致舵机长期振动的重要原因。最终根据舵系修理技术，确定了对舵杆外圆和不锈钢套进行磨削后，对舵承进行加工的修理方案。

Research and Practice on the Processing Technology of Ship Rudder Bearing

ZHENG Xuegui
（Bohai Shipbuilding Vocational College，Xingcheng 125105，China）

Abstract:Combining with the example of ship rudder system maintenance，based on the analysis of rudder system long time vibrating by a large margin along left and right direction，the researcher consults a large amount of data，analyzes material characteristics，develops the detailed rudder bearing processing technology，and determines the maintenance scheme of grinding rudder stock's outer circle and stainless steel sleeve first，then processing the rudder bearing.The successful processing technology of rudder bearing realizes the repair substitution，which saves repair cost，and provides reference for solving the similar problems in future.

Key words:rudder bearing processing；technology research；maintenance scheme