非水平状态下的伸缩舵桨定位对中技术

孙 怡，胡江超，刘建军

（招商局重工（江苏）有限公司，江苏南通 226116）

0 引言

近年来，新造船舶项目逐步往高端化发展，船东方对船舶性能的可拓展性需求日益提升。伸缩式舵桨作为航速提升、特殊场景作业辅助的重要设备，越来越受船东青睐。在伸缩舵桨预装定位后，需对上部动力单元模块、下部导向杆进行双向定位，使设备上部动力单元模块、中间法兰、下部导向杆同轴，确保设备在使用过程中不会产生振动异响甚至损坏。一旦船舶下水后调试出现因同轴度不达标引起的问题，将对项目建造周期、成本带来重大挑战。因此，在设备预装至船舶伸缩舵桨井后，制定详细周密的、考虑到各种可能出现的突发情况的定位对中工艺步骤，把整个定位对中的风险降到最低。

本文基于随动式伸缩舵桨安装的实际应用场景，出一种基于非水平状态下的伸缩舵桨设备本体对中方案。

1 项目背景及原理

伸缩舵桨的安装精度和难度大，原因是推进器为伸缩式全回转结构，其导杆和船体安装面之间的安装精度要求搞，且设备外形尺寸大，安装舱室空间狭小[1]。由于实船项目处于船体分段结构连续搭载阶段，船体结构受力处于持续变化阶段，较难确保伸缩舵桨机加工的基座面处于绝对水平状态，故需在伸缩舵桨吊装后通过在非水平状态下进行定位对中。

通过经纬仪识别设备安装水平偏离度，选定机加工面作为基准面并随机取点，通过3 点建立平面的原理，通过调价经纬仪可调节底座直至基准面任意3 个点的标尺高度相同，以此建立一个与基准面平行的水平面。与此同时，通过调节上激光柱与下激光柱的角度为0°，确保经纬仪发射出的上下激光柱均垂直于机加工面，进而有效保障设备对中精度，确保设备性能正常。

传统的对中方案：利用在平台丝杆的中心安装激光发射器，并在上齿轮和底座安装丝杆。上下左右调节平台，直到左右2 只丝杆的中心对齐[2]。但利用激光发射器对丝杆精度及发射器定位工装的安装精度要求极高。一旦出现精度误差，将直接导致对中精度失真，即看起来对中，实际并未有效对中。

通过经纬仪基于机加工面建立平面的对中方案可有效规避传统方案中采用激光笔对中潜在的对中误差风险，可有效确保伸缩舵桨定位对中顺利进行。

2 非水平状态下的定位对中技术

基于非水平状态下的随动式伸缩舵桨定位对中技术，包括以下步骤：

1）伸缩舵桨井机加工法兰面完工并报验合格后，吊装伸缩舵桨。因随动式伸缩舵桨本体为三段式结构（顶部动力单元-中间法兰-推进桨），并通过导向杆、液压缸、推进主轴连接。当伸缩舵桨处于未工作状态时，整体重心位于顶部动力单元，吊装阶段需在伸缩舵桨动力单元底部加装工字梁作为临时支撑。

2）伸缩舵桨初步安装定位后，需基于中间法兰分步进行上部对中和下部对中。在设备本体中间法兰面上放置经纬仪，将经纬仪下方激光光束锁定在设备本体中间法兰面定位孔中心位置。

3）如图1 所示，因经纬仪所在中间法兰面并非机加工面，且伸缩舵桨井机加工面并非为水平状态，故需要垂直于机加工面建立对中的垂线，将经纬仪上激光光束调整为与下激光光束垂直，锁定限位，在伸缩舵桨井机加工面放置标尺，沿轴向旋转经纬仪上部激光发射筒，读取机加工面上任意3 个点的标尺高度，基于标尺读数判断设备水平安装的偏离度。

4）调节底座的底角螺栓，并重复上一步操作，直至经纬仪读取任意选取的位于机加工面的3 个点的标尺高度相同。

5）如图2 所示，将经纬仪上部激光发射筒旋转90°，经纬仪显示器的垂直度为0°，成功建立了1条垂直于机加工面的直线。

图2 伸缩舵桨动力单元模块对中

6）激光光束下部光点位于下面定位孔中心，上部激光定位光点与设备本体上方定位基准点中心存在偏差，即为上部动力单元需要调整的距离。

7）通过千斤顶侧向移动位于工字梁顶部的动力单元，直至经纬仪发射的上部激光光束光点与定位基准点中心重合或满足厂商允许的公差范围。

8）完成对中工作并对上部动力单元和下部动力单元进行固定。在上部动力单元轴板焊接的固定阶段，需考虑焊接顺序，避免焊接应力导致二次对中。在船舶下水后，重新复查对中数据，并再次完成全行程伸缩动作，确保伸缩过程中无卡阻现象[3]。

3 结论

为满足船舶建造过程中的设备对中需求，本文介绍了随动式伸缩舵桨的定位对中技术，并提出一种基于非水平状态下的伸缩舵桨设备本体对中方案。该方案尤其适用于船舶建造过程中水平度不达标情况下的设备对中需求。

研究表明：本文提出的对中技术可有效保证对中质量，克服了设备本体平整度不足带来的问题，确保了设备对中及后续安装调试工作的顺利进行。