3500,m3绞吸挖泥船绞刀传动轴系对中工艺研究

摘要：本文主要阐述绞刀传动轴系的安装工艺过程和方法，以保证对中和安装能够顺利进行，并建立此类船舶建造的工艺新标准。

关键词：绞刀轴；装配；密封；校中；预紧力

1 概述

我公司已有十余年的建造挖泥船历史，但没有一套完整的绞刀传动轴系安装及对中工艺，所以易产生安装顺序错误，影响绞刀轴使用寿命。为了打造国内挖泥船生产基地，经过与船东、厂家、生产部门各方多次协商后，对原有工艺进行了改进和完善，并建立起本行业内的建造标准。

2 装配校中前的准备

绞刀轴安装前，需要准备以下图纸和资料：

（1）绞刀轴系安装使用说明书

（2）齿轮箱使用说明书

（3）JDZX绞刀轴安装图S6-JDCD-001

（4）JDCD绞刀传动轴系安装图

（5）绞刀轴系试车示意图

（6）JDZX-16轴承座尺寸检测要求表

（7）绞刀架首段布置图S6-282-012-00

（8）绞刀架首段结构图F6-CULD4

（9）轴承座JDZX-16

3 绞刀轴装配

3.1 绞刀轴装配条件

（1）按要求填妥JDZX-16轴承座尺寸检测要求表，并交厂家确认；

（2）绞刀架首段船体结构焊接工作完工，火工矫正工作结束，首段船体结构报验完成；

（3）绞刀轴和绞刀头预配装试妥。

3.2绞刀轴装配

（1）全部零件装配前，必须用柴油清洗干净，并用压缩空气吹干；

（2）将推力调心滚子轴承Ⅰ的外圈从轴承座绞刀端安装到轴承座上，方法如下：将桥架艏段上倾一定角度，推力轴承外圈滑进轴承座，并安装到位；

（3）将调心滚子轴承热套到绞刀轴上；

（4）分别配磨好推力环Ⅰ和推力环Ⅱ，按顺序安装好推力环Ⅱ、护环Ⅱ、护环Ⅰ、推力环Ⅰ及两只弹性挡圈；

（5）将推力调心滚子轴承Ⅰ的内圈及滚子热套到绞刀轴上，绞刀轴从轴承座绞刀端递进轴承座；

（6）安装16只预紧弹簧；

（7）将推力调心滚子轴承Ⅱ的外圈从轴承座近齿轮箱端装进轴承座；

（8）测量轴承座、推力调心滚子轴承Ⅱ的相关尺寸，根据轴承座凸肩尺寸配好隔套长度，保证推力轴承装配两侧总间隙0.35～0.43mm，安装好隔套；

（9）将推力调心滚子轴承Ⅱ内圈及滚子热套安装到位，同时迅速用工装将其压牢；待完全冷却后撤掉工装，安装垫片及锁紧螺母；

（10）安装好轴系输入端端盖和圆柱滚子轴承；

（11）安装轴承座输出端密封组件（2）等，将浮封环Ⅱ间隙控制在17±0.5 mm；

（12）安装轴承座输入端的密封组件等，将浮封环Ⅰ间隙控制在13±0.5 mm；

（13）绞刀轴组装完成后，复测推力轴承装配两侧总间隙（0.25～0.36mm）。

绞车轴装？图（？）。

3.3 绞刀轴系气密封试验

（1）绞刀轴系安装完成后，需做气密试验；

（2）盘动绞刀轴系，各转动件应转动灵活，注意绞刀轴系各部件是否有异常声音，注意观察各密封部件，不允许有泄漏现象；

（3）在输入轴端加上压板（试验用），轴承座充0.35 MPa的压缩空气，保压一小时，压降不得大于0.035 MPa；

（4）绞刀传动系统（包括电动机、前密封罩、安全联轴器、绞刀齿轮箱、绞刀轴系等）全部安装好后，齿轮箱前、后密封罩应做气密试验，充0.35MPa的压缩空气，保压一小时，压降不得大于0.035MPa。

3.4 空载跑合试验

绞车轴系空载跑合试验示意图，见图1。

（1）空载跑合试验前，须完成如下事项：

① 轴承座注油口加满符合要求的机油；

② 拧开绞刀端密封盖上的螺塞，向内注入500 ml左右的机油，拧紧螺塞；

③ 加注油脂，直到端面有油脂溢出为止。

（2）按要求连接好电机、减速箱、联轴器；

（3）检查完毕后，低速启动试验电机，将绞刀轴系转速调整至2 r/min，检查绞刀轴系是否运转正常，注意绞刀轴系各部位是否有异常声音、异常发热现象，注意观察各密封部位，不允许有泄漏油现象。

（4）将绞刀轴系转速逐步升高至5 r/min、10r/min、15 r/min、20 r/min各运行10 min，检查绞刀轴系是否运转正常，注意绞刀轴系各部位是否有异常声音、异常发热现象，注意观察各密封部位，不允许有泄漏油现象；

（5）将绞刀轴系转速升高至30 r/min时，连续运转2小时。检查绞刀轴系是否运转正常，是否有异常声音以及各部位的温升是否正常。注意观察各密封部位，不允许有泄漏油现象；

（6）将绞刀轴系转速升高至40 r/min时，连续运转1小时。检查绞刀轴系是否运转正常，是否有异常声音以及各部位的温升是否正常。注意观察各密封部位，不允许有泄漏油现象；

（7）确认试验结果符合绞刀轴系技术要求后，拆除试验用电机、减速箱、联轴器。

4 绞刀轴系中心线确定

绞刀传动轴系中心线定位条件和要求：

（1）绞刀架船体结构主要焊接工作完工，火工矫正工作结束；

（2）绞刀架辅助设备已进舱，且无重大设备的迁移；

（3）绞刀轴已按JDZX绞刀轴装配说明书装配妥；

（4）轴系安装工作应考虑和排除阳光照射引起船体变形的影响，尽量考虑在夜间和阴雨天进行；

（5）校中应在船下水后进行，船舶漂浮在静止或风浪较小的水上，以减少风浪的影响；

（6）船舶吃水状态应尽可能接近船舶最常见的压载状态，以减少船体变形造成的误差；

（7）船舶处于正浮状态（左右吃水大致相等，首尾吃水差不大于200 mm）。

绞刀传动轴系安装图，见图2。

5 绞刀轴系设备校中说明

5.1 校中程序

（1）绞刀轴系校中程序：绞刀轴→齿轮箱→水下电机；

（2）校中程序需严格按照校中顺序进行，校中必须是以已校中好的设备去校中被校中的设备；

（3）校中下一个设备前，已完成校中的设备需有效地固定，防止位移。

5.2 校中方法

通过测量已定位设备的法兰与被定位设备的法兰之间曲折值、偏移值、轴向距离，确定被定位设备位置是否符合要求或调整方向及调整量。

（1）曲折用来控制被定位设备轴中线与已定位设备轴线夹角；

（2）偏移值用来控制被定位设备轴中线与已定位设备轴线的相对位置（高度和左右方向），包括垂直偏差、水平偏差；

（3）轴向距离用来控制被定位设备与已定位设备的轴向间距。

校中过程应做好记录，如时间、环境温度、船舶状态及校中后的实测尺寸。

5.3 校中原则

（1）尽量选取加工精度高、偏差小的面作为测量基准；

（2）尽量选取易于读数，方便固定，固定牢靠、旋转过程中无遮挡物的地方作为表具固定点；

（3）尽可能采用仅转单边法兰的方法，以降低工作量。

5.4 螺栓预紧力

合理选择联接螺栓的预紧力，可以保证装配件联接的可靠性和紧密性，防止因冲击或振动产生联接件间出现缝隙、相对滑移、螺栓松脱或脆断等现象而引起设备的损坏。通过使用扭力扳手，可以有效控制螺栓预紧力。

6绞刀轴系校中

（1）绞刀传动轴系首次校中时，先不安装前后密封罩、安全联轴器、鼓形齿联轴器；

（2）复核各齿轮箱、水下电机、前后密封罩、安全联轴器、鼓形齿联轴器的尺寸；

（3）调整绞刀轴系输入轴与齿轮箱输出轴端面距离650mm±0.50 mm，齿轮箱输入轴与电机输出轴端面距离为27mm± 0.10 mm；

（4）以绞刀轴系输入轴端面为基准，校准齿轮箱输出轴端面：

曲折：δ≤0.10mm

偏移：φ≤0.08mm

（5）以齿轮箱输入轴端面为基准，校准电动机输出轴端面：

曲折：δ≤0.07 mm

偏移：φ≤0.08 mm

（6）按要求拂磨垫块及钻、铰孔：

① 固定垫片：固定垫片与机座结合面的接触面积≥70%，每25x25 mm2的接触面上不小于3点，用0.10 mm塞尺插入深度不大于10 mm；

② 活动垫片：活动垫块与下垫块结合面的接触面积≥70%，每25x25mm2的接触面上不小于3点，用0.05 mm塞尺插入深度不大于10 mm；

③ 铰制螺栓孔：圆度 、圆柱度应小于0.01 mm；

④ 紧配螺栓：圆度 、圆柱度应小于0.01 mm， 紧配螺栓单手用锤敲入，螺栓螺母头部应磨平，螺孔的上下平面应锪平，螺栓螺母与接触面用0.05 mm的塞尺检查应插不入。

（7）吊开齿轮箱，按工艺要求安装好各轴头的安全联轴器、鼓形齿联轴器；

（8）齿轮箱重新定位安装，按工艺要求将安全联轴器、鼓形齿联轴器及前后密封罩安放到位，前后密封罩的轴向长度须在水下电机、齿轮箱及绞刀轴承箱的轴向3均处于中位状态且调整好三者轴端面之间的安装间隙情况下复核，密封罩的长度满足要求后，再安装密封罩；

（9）打开前后密封罩盖板，复核齿轮箱输入轴端与电动机输出轴安全联轴器、绞刀轴系输入轴与齿轮箱输出轴端面端鼓形齿联轴器的跳动量，记录数据并交711所确认。

曲折：δ≤0.07 mm

偏移：φ≤0.08 mm

（10） 安装并拉紧各设备的紧/松配地脚螺栓，拉紧力根据螺栓强度及尺寸按厂家提供选取，并安装好防松螺栓；

（11） 按工艺要求装配好安全联轴器、鼓形齿联轴器及前后密封罩；

（12） 拉紧各设备联轴器的连接螺栓，拉紧力根据螺栓强度及尺寸按厂家提供选取；

（13） 安装结束后，电动机底座增加两个Ø16～18 mm的定位销（具体位置及配合尺寸现场定）；

（14） 按图纸要求安装好止推块；

（15） 按图纸要求安装好绞刀传动装置的传感器、电缆、管子等附件；

（16） 按要求加好绞刀轴系各设备的滑油；

（17） 按要求做绞刀轴系的气密试验。

7 小结

（1）根据本工艺，现场可以很好地监控绞刀轴的安装过程，给安装后试车和密性测试提供保证；也可以根据安装过程考虑哪些在车间安装，哪些在船上安装；

（2）提供了绞刀轴跑合试验的注意事项和操作方法，避免了注油不满而引起密封环局部温度过高等；

（3）螺栓预紧力的准确使用，可以有效保证设备使用运转，降低振动，提高效率；

（4）绞刀轴系校中提供校中时机、顺序及需要的相关参数，可以提高绞刀传动轴系安装的曲折和偏移精度。

参考文献

[1] 机械设计手册， 1991-09

[2] 中国造船质量标准（CSQS）， 2006-10-07

[3] 船舶动力装置安装工艺学， 2006-05