張晰見

0 引言

由于造船艉軸系統(tǒng)大多采用訂貨-外加工承包供貨形式，產(chǎn)品及圖紙透明度很差并脫離了船東現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控程序，因此設(shè)計(jì)圖紙的合理性、可靠性、完整性、以及工藝的嚴(yán)肅性顯得尤為重要。也由于在軸系部件制作、安裝階段中船級(jí)社驗(yàn)船師受檢項(xiàng)目并不多，因此很多工序節(jié)點(diǎn)也要靠船東監(jiān)造職能的把控。筆者根據(jù)某船監(jiān)造經(jīng)驗(yàn)，將DN300以上油潤(rùn)滑軸系設(shè)計(jì)缺陷以及訂貨、安裝誤區(qū)和船東監(jiān)控要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，以供探討。

1 詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙

軸系詳細(xì)設(shè)計(jì)零部件圖紙繪圖要求完整、系統(tǒng)、規(guī)范，屬于本系統(tǒng)零件圖的尺寸不能空白或標(biāo)注到其他系統(tǒng)圖中查找。不能用組裝圖替代零件圖，也不能用總裝圖替代組裝圖。設(shè)計(jì)同時(shí)應(yīng)考慮組裝件的工藝性以及組件維護(hù)工況。

1.1 軸-舵系鑄鍛件訂貨技術(shù)條件

目前較多船舶只編制《軸系鑄鍛件訂貨技術(shù)條件》文件，無(wú)艉柱-舵系鑄鍛件訂貨技術(shù)條件，這在設(shè)計(jì)上是缺項(xiàng)的，導(dǎo)致艉柱-舵系鑄鍛件訂貨都要提供施工圖紙，因此也給訂貨雙方帶來(lái)不便，這是不滿足船舶設(shè)計(jì)整體性標(biāo)準(zhǔn)要求的。

艉柱前后軸轂應(yīng)按精加工狀態(tài)交貨，內(nèi)孔等要進(jìn)行磁粉探傷檢驗(yàn)；艉管艏艉鑄鋼體所有表面均應(yīng)按粗加工狀態(tài)交貨。所有表面均應(yīng)進(jìn)行不低于磁粉探傷的檢驗(yàn)方法。

1.2 推進(jìn)器拆裝工藝說(shuō)明書

目前較多船舶編制了推進(jìn)器拆裝工藝原理說(shuō)明書，但還沒有實(shí)際操作工藝程序和壓入量計(jì)算數(shù)值，等同虛設(shè)。該說(shuō)明書應(yīng)包括舵桿上下、舵銷三處液壓螺母在內(nèi)的全船液壓螺母拆裝說(shuō)明書。該書應(yīng)詳述一般的液壓安裝錐度壓入計(jì)算方法和因錐面斜度或外部尺寸結(jié)構(gòu)不同應(yīng)修正的差異值。具體應(yīng)表述為對(duì)不同部位而實(shí)施不同的徑向、軸向壓力值和所應(yīng)達(dá)到的壓入量標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 艉柱前后鑄鋼軸轂

前后軸轂件零件圖除標(biāo)注定位調(diào)整螺栓孔外，還必須標(biāo)注環(huán)氧澆注口及透氣口位置。注入孔必須設(shè)在軸轂下部便于施工位置；透氣口各兩個(gè)應(yīng)設(shè)在軸轂上部的無(wú)礙處。注入、透氣孔要加工呈凹陷式管螺紋接口，通徑要大于DN25（管螺紋G1″）及以上，并配以旋塞封堵。此舉將避免事前焊接短管對(duì)它工位施焊造成的不便和事后必須用切割機(jī)割除的贅事。

1.4 艉管

艉管圖紙須由三個(gè)獨(dú)立零件圖紙構(gòu)成:1）艏部鑄鋼體；2）艉部鑄鋼體；3）厚壁無(wú)縫鋼管。艏艉鑄鋼體圖紙必須標(biāo)注完整的加工內(nèi)容（含艉密封油管4通道，溫度探頭護(hù)管1通道）、尺寸及與五金軸承套的配合級(jí)別；艉管進(jìn)油口須設(shè)在后部的下面，進(jìn)/出孔均需在上部繪制并標(biāo)注施焊坡口；在圖紙技術(shù)要求中應(yīng)注明艉管加工工藝步驟:鋼件粗加工/內(nèi)孔探傷→鋼管焊接/焊道探傷→試壓/熱處理→精加工/內(nèi)孔探傷的二次加工工藝順序具體要求。

由于艉管油溫采用艉管外部冷卻艙水冷卻原理，且艉管中間采用的是厚壁無(wú)縫鋼管并經(jīng)過(guò)試壓程序，艉管外端前后澆注的環(huán)氧填料也完全滿足密壓性能。因此，有的船舶設(shè)計(jì)將艉柱前后軸轂中間再用鋼管焊接，并密閉形成“外套艉管”，這是非常錯(cuò)誤的，此舉將艉管的冷卻功效等同作廢，同時(shí)也使艉管上的進(jìn)出油管在工藝上無(wú)法連接。

1.5 前后合金軸承（五金套）

艉管及前后軸承組件必須有獨(dú)立的零件圖紙，且必須由詳細(xì)設(shè)計(jì)部門繪制并列入送審圖紙范圍。將上述部件劃歸配套廠或外協(xié)廠設(shè)計(jì)制作是有違規(guī)范要求的[1]。上述部件涉及船東營(yíng)運(yùn)使用效能及拆裝維護(hù)效能，因此船東對(duì)軸承尺寸及安裝結(jié)構(gòu)形式、過(guò)盈量及結(jié)合面加工精度、軸承襯套材質(zhì)、軸承合金牌號(hào)、各部間隙以及安裝工藝等具有第一時(shí)間的知情權(quán)和對(duì)其修正的選擇權(quán)。

在軸承套零件圖的技術(shù)要求中，要對(duì)軸承外徑過(guò)盈尺寸、長(zhǎng)度按《艉管軸承壓入計(jì)算和質(zhì)量要求》CB/Z 233-87[2]要求列出設(shè)計(jì)、計(jì)算依據(jù)或出具單獨(dú)計(jì)算書。

1.6 溫度探頭

艉軸管后軸承測(cè)溫用兩只固定式探頭的模式已被淘汰，應(yīng)改為可拆式短型探頭（E型，探頭部分約 10mm），導(dǎo)線用工藝鋼絲襯托，從前端經(jīng) 90°套管將向后直接插入軸承套外徑后部，滿足了營(yíng)運(yùn)中關(guān)于可更換探頭的工藝。該探頭通道的不銹鋼保護(hù)套管通徑應(yīng)加大為DN12或14mm，壁厚不小于1.5mm；套管位置應(yīng)避開中心底部，改在密封裝置下端油管的上方一側(cè)；前端伸出艉管壁的90°管段（約500mm）應(yīng)用整根管自然彎曲制作，保證彎曲內(nèi)壁光滑無(wú)阻；與艉管內(nèi)的直管部分用卡套連接，與艉管體固定套管外螺紋等接頭都應(yīng)采用管螺紋；套管整體安裝后應(yīng)做試壓檢驗(yàn)。

1.7 艉軸和液壓螺母

艉軸錐面小端需設(shè)防泄漏O型圈槽。液壓螺母注入接頭結(jié)構(gòu)為平肩凹孔φ25×15；絲孔G3/8″，兩注入螺孔應(yīng)左右對(duì)稱分布；封閉螺塞形狀要采用船用放泄旋塞CB/T 23-1999[2]（或內(nèi)六角）標(biāo)準(zhǔn)，材質(zhì)為不銹鋼；活塞零件的拆裝工藝螺孔應(yīng)不小于M12。

1.8 推進(jìn)器和導(dǎo)流罩

推進(jìn)器圖紙對(duì)鑄造-機(jī)械加工技術(shù)要求原則上要依照《船用金屬螺旋槳技術(shù)條件》GB/T 12916-91[2]標(biāo)準(zhǔn)提出具體的鑄造質(zhì)量檢驗(yàn)和機(jī)加工精度要求，若按ISO 4841級(jí)標(biāo)準(zhǔn)高于前述標(biāo)準(zhǔn)的，要提出具體鑄造-加工精度參數(shù)對(duì)照值供制作單位參照。有條件的要提出用推進(jìn)器專用數(shù)控機(jī)床對(duì)推進(jìn)器進(jìn)行全方位機(jī)加工。船東應(yīng)在推進(jìn)器鑄造后、缺陷修補(bǔ)前后、靜平衡、螺距校驗(yàn)工序節(jié)點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控或驗(yàn)收。

推進(jìn)器圖紙錐孔大端需設(shè)防泄漏O型圈槽；錐孔內(nèi)液壓油道布置徑向至外端間距不應(yīng)小于100mm，兩油道間距應(yīng)不大于130mm，軸向4條應(yīng)呈十字線分布；油道形狀R5、寬度5mm、深度1.5mm（軸向深度/寬度略大于徑向）；液壓注入接頭結(jié)構(gòu)與液壓螺母相同；后端與保護(hù)罩搭接的凹臺(tái)長(zhǎng)度不能小于30mm。

艉軸軸頸大于400mm及以上的推進(jìn)器與導(dǎo)流帽連接螺栓數(shù)量應(yīng)為12只及以上，螺栓直徑為M20及以上；上下泄放旋塞口螺紋應(yīng)為M20×1.5及以上（此螺紋口兼有導(dǎo)流帽吊環(huán)座功能）。

2 配套產(chǎn)品

通常詳細(xì)設(shè)計(jì)對(duì)艉軸前后密封裝置、中間軸承的設(shè)計(jì)要求是乏力的，根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求，許多重要的技術(shù)要素沒有進(jìn)行跟蹤展現(xiàn)，使生產(chǎn)廠家產(chǎn)品一直拘泥于產(chǎn)品的初始形態(tài)沒有修正。下述要求應(yīng)在訂貨明細(xì)表或相關(guān)的圖紙、技術(shù)文件中補(bǔ)充、標(biāo)注或表述。

2.1 前后密封裝置

前后密封裝置交貨文件中應(yīng)提供完整的產(chǎn)品生產(chǎn)裝配總圖。圖中對(duì)各部件結(jié)構(gòu)、尺寸及材質(zhì)均應(yīng)標(biāo)注清楚；后密封裝置潤(rùn)滑油通道2-3、3-3S（圖1和圖 2）進(jìn)油口應(yīng)按艉軸旋轉(zhuǎn)下行方向（右旋推進(jìn)器為右側(cè)）中心線上下接近60°處設(shè)置。上為2-3、下為3-3S；出口設(shè)在對(duì)應(yīng)方向；進(jìn)/出口要用鋼字碼在外體上打印標(biāo)志；前密封裝置兩進(jìn)油口應(yīng)按上述原理在右側(cè)軸中心線上下各近60°處設(shè)置，出口應(yīng)在左側(cè)軸中心線以上近60°處設(shè)置。前后密封裝置均需設(shè)置永久、可靠、有效地軸下沉量測(cè)量裝置。

軸系布置圖技術(shù)要求中應(yīng)對(duì)前后密封裝置安裝要求及與之使用的潤(rùn)滑油系統(tǒng)圖原理予以提示，并標(biāo)注艉管潤(rùn)滑系統(tǒng)圖銜接圖號(hào)；艉管潤(rùn)滑系統(tǒng)圖應(yīng)在技術(shù)要求中對(duì)連接密封裝置潤(rùn)滑通道的進(jìn)出口位置予以警示說(shuō)明。

圖1 艉軸密封圈之間潤(rùn)滑油路側(cè)向視圖

圖2 艉密封圈之間潤(rùn)滑油路圖A向平面圖

2.2 中間軸承GB/T 14364-93[2]

中間軸承技術(shù)文件要求同2.1中的要求。軸承需在冷卻水出口處配置機(jī)械遙測(cè)式壓力表一只；油池后部需配置機(jī)械遙測(cè)溫度表一只、遠(yuǎn)程測(cè)溫探頭旋塞口一個(gè)；中間軸承在前部也需按上述設(shè)置軸系下沉測(cè)量裝置；軸承上部檢測(cè)口翻蓋應(yīng)設(shè)計(jì)為防濺扣罩式結(jié)構(gòu)；底座兩側(cè)面前后要留出與側(cè)止推裝置研合的機(jī)械加工面；軸承在出廠前要做模擬低轉(zhuǎn)速甩-刮油試驗(yàn)，艉軸轉(zhuǎn)速小于130r/min的在50r/min時(shí)（高于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速10%）就必須達(dá)到足量的甩-刮油效能。

詳細(xì)設(shè)計(jì)對(duì)中間軸承要繪制安裝布置圖，圖中應(yīng)對(duì)鋼墊塊、兩側(cè)止推裝置標(biāo)注具體的制作-安裝尺寸。

中間軸承基座在設(shè)計(jì)時(shí)，其地腳寬度應(yīng)不小于兩倍軸承外體寬度，中間及兩側(cè)需留有管遂通道，中間寬度應(yīng)不小于250mm，兩側(cè)應(yīng)不小于150mm。上平面兩側(cè)寬度應(yīng)滿足側(cè)止推裝置寬度要求。

3 制作與安裝工藝

3.1 組件制作和安裝

船東在艉柱前后軸轂定位時(shí)要驗(yàn)證澆注環(huán)氧進(jìn)出口位置；艉段合攏時(shí)要親自進(jìn)行軸線撓度計(jì)算并確定前后軸轂中心高度值；對(duì)外加工制作方的以下工序節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控并驗(yàn)收:

1）艉管材質(zhì)單、探傷-試壓檢驗(yàn)報(bào)告；

2）五金軸承材質(zhì)單、澆注質(zhì)量驗(yàn)收單；

3）艉軸及液壓螺母、中間軸、連接螺栓材質(zhì)單及探傷檢驗(yàn)報(bào)告；

4）艉管前后軸承套處內(nèi)徑的最后精加工過(guò)程及與五金套的過(guò)盈精度檢測(cè)；

5）前后五金套安裝；

6）中間軸承在出廠前應(yīng)進(jìn)行模擬甩-刮油效能試驗(yàn)。

3.2 澆注環(huán)氧樹脂

澆注環(huán)氧樹脂工藝是將管螺紋短管旋入接口，并連接軟管，之后必須是從下部入口連接手搖泵、用自下而上的壓入-排氣工藝進(jìn)行澆注。施工環(huán)境、溫度及澆注時(shí)間應(yīng)尊重供貨商意見，不滿足產(chǎn)品施工工藝的船東應(yīng)行使否決權(quán)。

3.3 排軸找線

艉軸安裝前就應(yīng)對(duì)后密封裝置的旋轉(zhuǎn)套在本體前后位置做出標(biāo)記，在推進(jìn)器安裝完以及與密封套連接后，艉軸在機(jī)艙內(nèi)的圖紙長(zhǎng)度尺寸應(yīng)與上述刻定標(biāo)記校核，有差異的應(yīng)以此刻度位置為準(zhǔn)。詳細(xì)設(shè)計(jì)應(yīng)出具詳細(xì)的排軸找線工藝，該工藝應(yīng)以《船舶推進(jìn)軸系校中》CB*/Z 338-84[2]標(biāo)準(zhǔn)為編制依據(jù)。該工序所有節(jié)點(diǎn)都應(yīng)向船東報(bào)驗(yàn)。

3.4 系統(tǒng)安裝

艉軸與中間軸法蘭鉸孔方向應(yīng)與螺栓穿入方向相一致，以保證錐孔誤差用螺栓相同錐度尺寸予以消除。軸系安裝后用頂升法進(jìn)行軸承負(fù)荷檢測(cè)的應(yīng)不少于四處（推進(jìn)器、艉管前端、中間軸承、主機(jī)飛輪處）。

4 總結(jié)

上述內(nèi)容主要以一條船為例，不同船舶、設(shè)計(jì)部門所出現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)不盡相同。但船舶從設(shè)計(jì)到制作的過(guò)程中，尋依據(jù)、出數(shù)據(jù)、重檢驗(yàn)、講實(shí)踐的思維理念應(yīng)潛化為一種規(guī)則，被設(shè)計(jì)部門和施工單位在造船全部工程中所恪守，這是船東們所亟盼的。

[1]CCS. 鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范[S]. 2009.

[2]CSSC. 船舶標(biāo)準(zhǔn)全文系統(tǒng)[S]. 2004.