石雷 萬超 付蒙 竇上明 李堃

摘? ? 要：本文敘述一種船舶軸系干塢校中的工藝方法。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，驗(yàn)證了塢內(nèi)進(jìn)行軸系校中與連軸的可操作性，縮短了船舶出塢/下水后在碼頭的主機(jī)軸系施工周期，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：箱貨船；干塢；軸系校中；數(shù)據(jù)測(cè)量分析

中圖分類號(hào)：U664.4? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Alignment Process of Shafting for 2 700 TEU Container Ship at Dry Dock

SHI Lei，? WAN Chao，? FU Meng，? DOU Shangming， LI Kun

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.， Guangzhou 511464 ）

Abstract： This paper describes a method of marine shafting alignment process at dry dock. Based on the analysis of the data collected from the construction site， the operability of shafting calibration and connecting in dock is verified， which shortens the construction period of the main engine shafting at wharf after ship undocking/launching， and brings good economic benefits to the shipyard.

Key words： container ship; dry dock; shafting alignment; data measurement and analysis

1? ? ?前言

近年來各大船廠承接的散貨船及集裝箱船越來越多，軸系施工周期較長(zhǎng)，嚴(yán)重制約了船舶碼頭系泊周期，如何優(yōu)化施工順序、改進(jìn)施工工藝、縮短軸系施工周期顯得非常重要。我們將船舶下水后的部份工作前移至船塢內(nèi)施工，經(jīng)過翻閱資料、整理施工工藝、梳理以往建造產(chǎn)品的軸系校中數(shù)據(jù)，認(rèn)為將軸系校中連軸工序前移至船塢內(nèi)施工是可行的，也是目前縮短碼頭船舶軸系施工周期的最好選擇。

2? ? ?干塢軸系校中方法

船舶干塢軸系校中，即是在船舶下水前完成軸系校中工作，按照軸系校中計(jì)算書，完成螺旋槳0%浸沒狀態(tài)軸系校中，并通過對(duì)比船舶出塢/下水前后軸系數(shù)據(jù)變化，分析干塢軸系校中是否滿足軸系安裝工藝的要求。

本文以某型2 700 TEU集裝箱1#船為例，通過以下幾個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)干塢軸系校中進(jìn)行驗(yàn)證：

（1）按照軸系校中計(jì)算書，進(jìn)行螺旋槳0%浸沒狀態(tài)軸系校中，并提交船東、船檢驗(yàn)收；

（2）塢內(nèi)軸系校中報(bào)驗(yàn)后，用工裝螺栓連軸；

（3）塢內(nèi)安裝軸系測(cè)量標(biāo)桿，并完成數(shù)據(jù)收集；

（4）監(jiān)測(cè)船舶下水后主機(jī)、軸系數(shù)據(jù)變化，并完成數(shù)據(jù)收集；

（5）船舶出塢/下水前后數(shù)據(jù)驗(yàn)證，并獲得船東、船檢認(rèn)可；

（6）正式連軸，同時(shí)完成主機(jī)負(fù)荷調(diào)整及環(huán)氧澆注；

（7）試航驗(yàn)證。

3? ? 干塢軸系校中驗(yàn)證過程及分析

3.1? ?螺旋槳0%浸沒狀態(tài)軸系校中

船塢內(nèi)艉軸安裝工作結(jié)束后，將中間軸吊裝到位，主機(jī)吊裝進(jìn)艙，根據(jù)軸系校中模型中Temp Support位置制作臨時(shí)托軸架基座，將托軸架固定在基座上，然后將中間軸放在托軸架上，通過調(diào)整前后托軸架的高低左右位置，使尾軸法蘭與中間軸后法蘭的Gap和Sag數(shù)據(jù)符合圖紙要求；調(diào)整完成后，用油頂調(diào)整主機(jī)的高低和左右，使中間軸前法蘭與主機(jī)飛輪端法蘭的Gap和Sag符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

測(cè)量結(jié)果：中間軸與螺旋槳軸的連接法蘭處的開口GAP1為-0.302 mm（上開口），偏移（SAG1）為0.181 mm；中間軸與主機(jī)輸出端法蘭的開口（GAP2）為1.109 mm（下開口），偏移（SAG2）為0.180 mm，提交船東、船檢驗(yàn)收。見圖1所示。

3.2? 工裝螺栓連軸安裝

根據(jù)軸系原則工藝和設(shè)計(jì)圖紙，首制船在干塢內(nèi)進(jìn)行軸系校中，同時(shí)采用工裝螺栓將軸系臨時(shí)連接起來；清潔中間軸、螺旋槳軸、主機(jī)飛輪端法蘭面，調(diào)整托軸架使中間軸前法蘭與主機(jī)飛輪端法蘭同心同軸，盤動(dòng)主機(jī)使主機(jī)飛輪端法蘭與中間軸前法蘭螺栓孔編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，用工裝螺栓將中間軸法蘭端面拉貼并打緊工裝螺栓；再次盤車使中間軸后法蘭與尾軸法蘭螺栓孔位置一一對(duì)應(yīng)，清潔螺栓孔和法蘭端面，使用4顆工裝螺栓連接中間軸與螺旋槳軸法蘭，4顆工裝螺栓將中間軸與主機(jī)飛輪端法蘭連接起來，使軸系形成一個(gè)完整整體。

3.3? 測(cè)量桿安裝

（1）制作安裝測(cè)量標(biāo)桿

監(jiān)測(cè)船舶下水后主機(jī)及軸系位置的變化。若變化滿足原始設(shè)計(jì)要求，則進(jìn)行塢內(nèi)軸系校中連軸工作；若變化超過設(shè)計(jì)范圍，則需重新收集相關(guān)資料，分析塢內(nèi)連軸工作的可行性，并對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，如圖2和圖3所示。

（2）安裝中間軸承

按照設(shè)計(jì)圖紙要求安裝中間軸承，通過調(diào)整頂升頂絲、前后左右頂絲，使中間軸承左右間隙為安裝總間隙的 40%～60%，底部不允許有間隙，前后位置在設(shè)計(jì)圖紙要求范圍內(nèi)，外殼前后端面內(nèi)圓與中間軸外圓間隙符合要求；全部數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)圖紙要求后，將中間軸承用頂絲及工裝螺栓臨時(shí)固定好，防止軸系下水過程產(chǎn)生位移，同時(shí)測(cè)量軸承間隙，用于分析下水后船體變形造成中間軸的位移變化。

3.4? ?船舶下水后主機(jī)、軸系數(shù)據(jù)變化

考慮船舶下水后船體應(yīng)力釋放造成的船體結(jié)構(gòu)變形對(duì)軸系校中的影響，需要采取完整的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)措施，監(jiān)控船體結(jié)構(gòu)變形對(duì)主機(jī)、中間軸位置的影響，監(jiān)測(cè)主機(jī)和軸系位置的變化對(duì)校中數(shù)據(jù)的影響。

在軸系校中連軸后，按施工工藝及設(shè)計(jì)圖紙要求，按圖2所示軸系監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置制作測(cè)量標(biāo)桿，在測(cè)量標(biāo)桿和中間軸上做好標(biāo)記點(diǎn)，在船舶下水前測(cè)量?jī)蓚€(gè)測(cè)量標(biāo)桿上標(biāo)記點(diǎn)的距離，便于以后數(shù)據(jù)分析。

測(cè)量主機(jī)前后4個(gè)角主機(jī)底座與船體基座的距離，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)加工尺寸為200x200的鋼制墊塊，將鋼墊塊放入主機(jī)底座下測(cè)量數(shù)據(jù)的位置，并將鋼制墊塊固定牢靠，每個(gè)墊塊位置用主機(jī)廠家配制的地腳螺栓將主機(jī)固定在船體基座上；測(cè)量主機(jī)墊片位置處主機(jī)與船體基座的距離，并將測(cè)量點(diǎn)做好標(biāo)記，同時(shí)測(cè)量主機(jī)左右與船體結(jié)構(gòu)的距離；在主機(jī)側(cè)撐與主機(jī)本體底座之間做好標(biāo)記點(diǎn)，測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)的距離。

船舶出塢/下水后靜置48小時(shí)后，調(diào)整船舶浮態(tài)，使螺旋槳浸沒50%，按上述步驟和標(biāo)記位置測(cè)量中間軸測(cè)量標(biāo)桿上各個(gè)點(diǎn)的距離，同時(shí)測(cè)量主機(jī)4個(gè)角墊塊位置的距離、主機(jī)左右側(cè)撐標(biāo)記點(diǎn)位置的距離，并做好數(shù)據(jù)記錄。

3.5? ?船舶下水后數(shù)據(jù)變化分析

（1）通過測(cè)量船舶下水前后中間軸與測(cè)量標(biāo)桿、主機(jī)與船體之間的距離，得到兩組數(shù)據(jù)，對(duì)比兩組數(shù)據(jù)的變化，能夠直觀的看出主機(jī)、中間軸位置變化，判斷出船舶下水后船體結(jié)構(gòu)應(yīng)力釋放造成的船體變形對(duì)軸系校中結(jié)果的影響，如果數(shù)據(jù)變化誤差在±0.05 mm，則認(rèn)為船舶下水后的船體變形對(duì)軸系校中沒有影響。

（2）如下水前后測(cè)量數(shù)據(jù)變化超過允許的誤差范圍，則不符合要求，需要拆除臨時(shí)連軸工裝螺栓，保持主機(jī)位置不變，脫開中間軸和尾軸，調(diào)整中間軸使中間軸法蘭與主機(jī)飛輪端法蘭的Gap和Sag在工藝要求范圍內(nèi)；同時(shí)測(cè)量尾軸與中間軸法蘭的Gap和Sag。對(duì)這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，看是否同時(shí)滿足船舶在螺旋槳浸沒0%或者50%狀態(tài)下的Gap和Sag的要求。如果滿足軸系校中計(jì)算書的要求，則繼續(xù)調(diào)整好中間軸，使中間軸前后法蘭的Gap和Sag符合計(jì)算書要求，提交船東、船檢認(rèn)可，同時(shí)將主機(jī)位置變化數(shù)據(jù)提供船東、船檢參考，適當(dāng)修改監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的允許誤差，作為下次塢內(nèi)軸系校中試驗(yàn)的參考數(shù)據(jù)。

（3）如果通過調(diào)節(jié)中間軸、中間軸前后法蘭的的Gap和Sag依然無法滿足校中計(jì)算書的要求，說明船舶下水后，船體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力釋放對(duì)主機(jī)結(jié)構(gòu)和軸系位置影響較大，試驗(yàn)失敗。

（4）以尾軸法蘭為基準(zhǔn)調(diào)整中間軸，使中間軸后法蘭的Gap和Sag符合要求；再以中間軸前法蘭為基準(zhǔn)調(diào)整主機(jī)，使主機(jī)飛輪端法蘭的Gap和Sag符合要求，提交船東、船檢，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行軸系連軸工作，同時(shí)測(cè)量主機(jī)前后四個(gè)角墊塊位置距離數(shù)據(jù)、測(cè)量主機(jī)前后左右側(cè)撐與主機(jī)基座的距離、測(cè)量中間軸標(biāo)桿上標(biāo)記點(diǎn)的距離，對(duì)比船舶下水前的測(cè)量數(shù)據(jù)，分析主機(jī)、中間軸位置變化的大小和變化趨勢(shì)，為下次試驗(yàn)做好數(shù)據(jù)支撐。

以某型2 700 TEU集裝箱1#船下水前后中間軸與測(cè)量標(biāo)桿、主機(jī)與船體之間的距離數(shù)據(jù)測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比，下水前后數(shù)據(jù)變化小于0.05 mm，從而可以說明塢內(nèi)軸系對(duì)中方案是完全可行的，見圖4所示。

4? ? 干塢軸系校中驗(yàn)證結(jié)果

某2 700 TEU集裝箱1#船首次進(jìn)行干塢軸系校中，通過對(duì)比下水前后數(shù)據(jù)和船舶航行試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合船舶軸系安裝質(zhì)量要求，主機(jī)軸系負(fù)荷、開檔均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

在2 700 TEU集裝箱1#船試驗(yàn)成功后，后續(xù)船推廣試驗(yàn)成果，在1 900 TEU集裝箱系列船、85 K系列船全面實(shí)施，取得非常好的效果，得到船東、船檢的一致好評(píng)，縮短了船舶建造周期，為實(shí)現(xiàn)快速交船奠定了基礎(chǔ)。

提前在干塢進(jìn)行軸系校中，能大大縮短下水后主機(jī)軸系的施工周期，將原來船舶出塢后主機(jī)軸系安裝周期為20天，縮短至11天，提效成果顯著，同時(shí)還能提高舾裝完整性。

5? ? ?結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品船下水前后測(cè)量的數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：船舶下水后船體變形對(duì)主機(jī)和軸系的位置變化影響不大，船舶下水前后數(shù)據(jù)對(duì)比滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品船在塢內(nèi)軸系校中連軸成功，隨即開始安裝軸系連軸螺栓，同型號(hào)后續(xù)船在塢內(nèi)軸系校中后直接進(jìn)行軸系連軸工作。首制船試驗(yàn)成功后，同型號(hào)的系列船將在船塢內(nèi)直接進(jìn)行軸系校中連軸工作，將研究成果推廣應(yīng)用。

軸系干塢校中與連軸工藝研究及應(yīng)用，具有很高的可操作性、實(shí)用性，有利于縮短船舶軸系施工周期，縮短船舶建造周期，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，具有廣闊的推廣前景。該研究成果可以應(yīng)用在大部分商貨船上，為造船業(yè)的快速發(fā)展提供動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊承參，施潤(rùn)華.船舶動(dòng)力裝置[M].上海交通大學(xué)出版社，1996.

[2] 高鶚，任文江.船舶動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)[M].上海交通大學(xué)出版社，1996.

[3] 許寶森，謝榮.船舶動(dòng)力裝置安裝工藝[M].北京：人民交通出版社，2007.

[4] 周繼良，鄒鴻鈞.船舶軸系校中原理及其應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社，1985.