民用船舶舵系轴系修理工艺分析

2019-01-23陈国峰

中国设备工程 2019年1期

陈国峰

（广东中远海运重工有限公司，广东东莞 523146）

船舶舵系轴系是现代船舶下水前一道重要工序，也是现代船舶技术创新的代表领域。随着现代船舶行业逐步发展，船舶舵系轴系技术生产、维修工艺也在逐步进步。为了进一步发挥船舶舵系轴系在船舶应用中的优势，就必须准确把握舶舵系轴系的维修工艺要点。

1 舶舵系轴系维修前准备要素

船舶舵系轴系是船舶维修的主要部分，它与船舶各个部分应用协调性，使用寿命之间均有一定联系。为确保维修质量，工作人员应在维修前，按照船舶设计图纸，准确调配船舶舵系轴系螺钉，确保后期各个部分维修效果。同时，为避免船舶舵系轴系维修期间，出现局域零部件损坏问题，可通过涂刷牛油白漆方式，加强外部船舶舵系轴系零件保护。

2 民用舶舵系轴系维修工艺要点

2.1 民用船舶舵系维修工艺

民用船舶舵系损坏主要是指舵系中2～3个支点磨损严重，导致轴承内径磨较大，舵系推理厚度变薄，而舵杆和舵销上的保护套外径会磨小，轴承工作期间的有效功比率，严重低于无用功。此时，船舶应用时，就会出现舵系轴承受损严重，舵系做功结构松弛等情况。可通过减小舵系做功磨损，或者直接更换舵销轴承的方法解决问题，可者将其归纳为以下几点。

（1）切割处理法。即直接将舵系结构，从舵销母版板处卸载下来，并松开舵销螺母，运用千斤顶直接对舵销进行挤压，其操作顺序，应按照从舵叶向着锥孔中心的平移的方法进行。这种外力挤压法，可在一定程度上，解决舵系结构变形问题，是较可靠的舵系后期修理工艺。同时，舵系修理工艺实施时，也应考虑到超差轴承问题，此时为了确保舵系能够取得良好的冲压处理效果，可先检查船舶舵系轴承孔、孔表面的磨损情况，并按照上、中、下三个位置，测量舵系的内径数值，确保传播舵系处理时，船舶结构的初步维修内径数值合理调节。

（2）舵杆和舵销护套维修工艺。常见的舵系主要采用低碳锻钢制造，而舵销套材料则多是不锈钢制造，实际应用期间，很容易出现护套与舵系磨损问题。若两者磨损始终处于不均衡状态，可通过直接更换护套的方法解决问题。但为了节约舵系维修材料，若传播舵系护套的车薄是设计厚度的90%，可直接更换外部护套结构。若其厚度超出了90%，则应重新选择舵系护套结构。一般来说，该结构所应用的不锈钢板是扎制的，该类材质密实，一般无缺陷，能够满足舵系焊接无缝隙的需求。焊接时开热开量计算公式可表示为：Δ=F×α×（To-T1）。其中“F”表示护套内径，“α”表示材料膨胀系数值，“To”表示加热温度，“T1”表示工作室温。维修人员按照这一标准计算后，就能够得到舵系处理的最佳施工标准，表1为民用船舶舵系修理工艺参数表。

表1 民用船舶舵系修理工艺参数表

（3）严重性腐蚀处理工艺。舵系维修过程中，也存在舵系应用期间，固定螺栓松动，造成舵系受到海水侵蚀类问题。该种舵系损坏问题，就不能采取局部零件更换，或者局域性处理方法解决问题。此时，可通过舵叶与舵杆预装后，应用望光法，首先调整舵杆平面位置，再准确规划出舵平面加工校调线的方式，重新确定舵系两平面下，螺栓孔封装应用效果，进而达到舵系结构有效调节与预装的效果。同时，舵系结构更换后，也可通过环氧修补、舵杆堆焊、舵叶镗孔法，进一步固定舵系锥孔与锥度之间的尺度，避免重新调整后的舵系结构之间存有调整缝隙。如某次民用舵系维修过程中，施工人员就采取舵杆堆焊、舵叶镗孔法进行后期弥补。施工人员先进行舵系周边环境清理，并尤其注重舵系边缘、缝隙中铁锈处理；其次，按照舵杆焊接处理要求，调节温度、焊接高度、焊接区域，持续性、稳定性进行舵杆焊接，待焊接工艺完成后，继续调节焊接区域，做好焊接要素调整，后期维护工作即可。此外，若舵系严重修理工艺中，需同时对舵销和舵叶进行修复，可采取缩入量调节法进行焊接。即按照舵系设计需求，在舵销与舵叶之间，建立焊接处理工艺等价公式，然后按照公式计算结果，开展舵系修复。

2.2 民用船舶轴系修理工艺

船舶中轴系结构，是船舶动力装置的重要组成部分，也是船舶推进的主要装置，它包括主机、传动机构、螺旋桨三大传输设施。其传输做功方法，是以≥1根的主轴连接结构，带动辅助结构中的螺旋桨做功，进而实现螺旋桨动力和水的反作用力，推进船舶行驶过程。该部分出现船桨做功速率缓慢，是由于发动机螺旋桨的传动轴做功期间，所受到的负荷缓冲作用增加，轴系做功空间受到了较严重的限制。现将民用船舶中轴系的做功结构修理工艺整合为以下几点。

（1）表层维修。船舶轴系表层维修能够最直接的解决解决轴系做功缓慢问题。一般来说，若民用船舶轴系的整体做功情况较稳定，则进行表层维修时，主要采取清洁初步船舶轴系进坞后，直接在轴系处增加润滑油，并将其螺旋桨局部零件拆除，确保全面进行轴系螺旋桨润滑，即可解决轴系应用灵活度不够的问题。

（2）轴承修理工艺。民用船舶轴系损坏是较常见的问题，结合民用船舶轴系来看，重新浇筑类修理方法应用较广。即修理人员在确定船舶轴系的基础上，运用镗床直接进行轴系加工，并在加工中心孔与外部圆心高度0．6倍的间隙内，重新进行轴系轴承结构调节。若该种轴系修理方法，依旧无法解决当前船舶轴系中存在的问题，可考虑重新更换轴系零件方法解决问题。一般来说，其内径与外径的半径宽度均在3～5mm之间为最佳。

（3）轴系负荷测试维修工艺。船舶维修期间，为了确保船舶维修，与船舶设计需求相互符合，也可采取轴系修理负荷测试法，对轴系的实际维修情况作出判断。其计算公式为：K=k1（Po+P1）S/2000计算，其中“k1”表示顶举系数，“Po”表示上升段压力，“P1”表示下降段压力，“S”表示油泵面积，表2为船舶轴系维修的计算参数表。

表2 船舶轴系维修的计算参数表

（4）轴承较中修理。轴承较中修理，是为了应对轴承应用期间，出现的轴系损坏或断油的情况出现。该类问题出现时，轴承结构会出现严重的损坏，轴承结构中心位置发生断裂，其轴承周边结构磨损较严重，实行轴承处理时，应按照先用绳索进行位置固定，后进行油管封锁、拆除的方法，处理轴承结构体系，进而达到螺栓周边小规模调整的效果。若初期结构调节时，无法达到解决校中问题时，可采取艉轴、中心轴、艉轴管调节等方法，实现船舶轴系结构调节，达到对船舶轴系结构调节的目的。