船舶建造過程中艉管軸承內(nèi)孔斜度測(cè)量工藝探索
2018-07-30
摘 要:在輪機(jī)施工中,有許多需精密定位安裝的設(shè)備和需精確加工尺寸的結(jié)構(gòu)部件,在以往的施工中,我們都是利用拉鋼絲線、照光儀照光等延續(xù)了多年的老方法來確定船體結(jié)構(gòu)及設(shè)備的位置狀態(tài),這些方法的缺點(diǎn)是測(cè)量精度不夠、過程繁瑣費(fèi)時(shí)。
關(guān)鍵詞:船舶;艉管;軸承;內(nèi)孔
目前整個(gè)經(jīng)濟(jì)形式的衰弱導(dǎo)致航運(yùn)市場(chǎng)處于一個(gè)低谷,造船行業(yè)也隨之處在困難時(shí)期,各國(guó)造船企業(yè)都在努力競(jìng)爭(zhēng)有限的新船合同,保持市場(chǎng)份額。在這一過程中,隨著船東對(duì)船舶質(zhì)量要求的不斷提高,如何提高施工質(zhì)量和縮短施工周期就成了企業(yè)發(fā)展必需考慮的一個(gè)問題。在船舶建造的各個(gè)環(huán)節(jié),我們不斷嘗試新工藝和新方法,特別是船舶輪機(jī)施工過程和電器安裝調(diào)試的過程中,更廣泛地采用新的機(jī)械設(shè)備和新思路。在這一持續(xù)改進(jìn)的過程中,我們收獲了降低建造成本,提高工藝精度的累累碩果。
近年來基于激光校準(zhǔn)儀可以測(cè)量平直度的原理,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際研制出了各種不同的測(cè)量、調(diào)整方法與工裝,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到多項(xiàng)重點(diǎn)施工中,取得了非常好的效果?,F(xiàn)以艏艉軸承壓裝后的尾軸承內(nèi)孔斜度測(cè)量為例簡(jiǎn)要說明新型激光校準(zhǔn)儀及新工藝的采用對(duì)內(nèi)孔斜度測(cè)量的精度和速度有重大的提升作用。由于尾軸承內(nèi)孔本身是帶有固定斜度,而在艏艉軸承壓裝過程中,為克服0.03mm左右的軸承與尾管間的過盈量而施加的壓裝力對(duì)尾軸承內(nèi)徑勢(shì)必造成一定變形,能否準(zhǔn)確測(cè)量出艉管尾軸承安裝后的內(nèi)孔實(shí)際斜度是否依然滿足相關(guān)圖紙尺寸范圍,不僅關(guān)系到后續(xù)穿軸壓漿等工序,更會(huì)為船舶下水后的主機(jī)軸系校中工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
以前大型船舶建造過程中在艉管軸承壓裝完成后,我們是利用照光拉線法測(cè)量、計(jì)算艉軸承內(nèi)孔斜度的,首先需要在艉軸承內(nèi)表面架設(shè)并固定找正工裝,然后通過計(jì)量人員架設(shè)準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡照光定位,依據(jù)照光定出的理論中線調(diào)整找正工裝,再由鉗工拉設(shè)貫穿軸承兩端的鋼絲線,利用內(nèi)徑千分尺于各基點(diǎn)處測(cè)量出對(duì)應(yīng)高度,Z后根據(jù)各點(diǎn)高度與對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度,即可計(jì)算出尾軸承的實(shí)際斜度。此傳統(tǒng)方法存在如下弊端,一是受照光影響需夜晚施工且耗時(shí)較長(zhǎng),操作繁瑣;二是拉線所用0.5mm鋼絲線本身自重所產(chǎn)生的下?lián)蠒?huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不精確,三是由于測(cè)量點(diǎn)接觸面本身存在一定斜度,這樣就給使用頂尺的測(cè)量人員帶來很大難度,實(shí)操中誤差在所難免。
基于上述幾點(diǎn)考慮,我們決定在新造船的艉軸承內(nèi)徑斜度測(cè)量工作中改用激光校準(zhǔn)的方法測(cè)量斜度。這套方案中,激光校準(zhǔn)儀作為核心設(shè)備,還須有合象水平儀、V型鐵、紫銅棒等工裝工具加以配合方可完成測(cè)量工作。下面詳細(xì)敘述一下利用激光校準(zhǔn)艉管尾軸承內(nèi)孔斜度的具體步驟與注意事項(xiàng):①首先將五支V型鐵依次架設(shè)到艏艉軸承內(nèi)孔的Z下端,距離設(shè)定的兩個(gè)艏艉基點(diǎn)(A點(diǎn)及E點(diǎn))以及軸承中部需要測(cè)量斜度的三點(diǎn)(B點(diǎn)C點(diǎn)及D點(diǎn)),在這里要注意保證V型鐵的中心位置符合圖紙距離要求(需預(yù)先在V型鐵上表面中心做好中線標(biāo)記),切勿以V型鐵邊緣為準(zhǔn)。②利用合象水平儀對(duì)B、C、D點(diǎn)V型鐵上表面進(jìn)行水平找正,要保證其處于同一個(gè)直線面上,這里要注意V型鐵的調(diào)整Z好依照先中間后兩邊的順序,以免因人員進(jìn)出觸碰到已找正完畢的V型鐵而造成返工,對(duì)于每個(gè)測(cè)量點(diǎn),我們都要通過紫銅棒輕微敲打V型鐵底座來進(jìn)行細(xì)微調(diào)整,這是影響測(cè)量結(jié)果的關(guān)鍵步驟,需要操作人員的細(xì)心。精細(xì)找正完成后,需要在軸承內(nèi)孔表面做出相應(yīng)的V型鐵定位標(biāo)記,以保證測(cè)量各點(diǎn)高度時(shí),能夠更準(zhǔn)確的還原V型鐵所處位置,建議使用0.5mm的油性記號(hào)筆,嚴(yán)禁使用劃針等硬物做標(biāo)記,以免傷害軸承表面。③把艏艉基點(diǎn)的V型鐵調(diào)整好(具體步驟及注意事項(xiàng)可參考中間三點(diǎn)調(diào)整),必須保證激光發(fā)射端子和接收端子處于同一個(gè)水平面上,調(diào)整完畢后在兩支V型鐵上表面依次架設(shè)激光校準(zhǔn)儀的發(fā)射端子和接收端子(艏部為發(fā)射端子,艉部為接收端子),然后在激光校準(zhǔn)儀電腦控制板上設(shè)置A點(diǎn)E點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)(即確定AE所在直線為理論中線),并按照?qǐng)D紙要求輸入各V型鐵間的距離,調(diào)整艏艉兩個(gè)端子(這里也注意左右方向),保證艏艉端子的紅外線發(fā)射端與接收端在一條直線上。④啟動(dòng)發(fā)射端子激光燈按鈕,令發(fā)射端保持不動(dòng),將接收端子分別放到各測(cè)量點(diǎn)所在V型鐵表面,通過儀器掃描,令所有測(cè)量點(diǎn)處的接收器顯示數(shù)據(jù)達(dá)成一致方可記錄數(shù)據(jù),在全部測(cè)量點(diǎn)記錄結(jié)束后,通過激光校準(zhǔn)儀控制板顯示器上讀出出各測(cè)量點(diǎn)與艏艉基點(diǎn)確定出的直線之間的上下偏差值,近而計(jì)算出艏艉軸承壓裝后的內(nèi)孔斜度。
綜上所述,以往采用照光法和拉線法測(cè)量,需要大約1-2天的時(shí)間(不包括工裝制作、準(zhǔn)備的時(shí)間),還必須在夜間進(jìn)行測(cè)量,不但人力物力上浪費(fèi)較大,且測(cè)量的數(shù)據(jù)也有一定偏差。采用激光校準(zhǔn)儀測(cè)量,需要大約30分鐘到1個(gè)小時(shí)的時(shí)間,省時(shí)省力,且不受時(shí)間限制,數(shù)據(jù)獲得也相對(duì)直觀和精確。該創(chuàng)新項(xiàng)目經(jīng)過兩個(gè)系列大型船舶的艉軸管軸承內(nèi)孔斜度測(cè)量的檢驗(yàn)證明,軸承壓裝后尺寸及形位公差能完全滿足圖紙要求,極大提高了穿軸壓漿的成功率,更為重要的是為船舶下水后的軸系校正工作打下了良好基礎(chǔ)。值得注意的是,在這項(xiàng)工作中,雖然各測(cè)量點(diǎn)V型鐵左右方向變形量極其微小,但理論上對(duì)艉軸承內(nèi)孔斜度的數(shù)據(jù)測(cè)量還是存在一定影響的,我們也在不斷的研究新型工裝,改進(jìn)測(cè)量方法,爭(zhēng)取早日克服這一瑕疵。