辛黎明，郭 瑞，王 帥

(上海華潤(rùn)大東船務(wù)工程有限公司， 上海 202155)

1 問(wèn)題的提出

某集裝箱自卸船龍門(mén)式裝卸橋是由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過(guò)減速箱減速后由驅(qū)動(dòng)齒輪在齒條上嚙合運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)驅(qū)動(dòng)架由聯(lián)接銷(xiāo)軸帶動(dòng)龍門(mén)吊底座，從而使龍門(mén)吊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，如圖1。當(dāng)檢查中發(fā)現(xiàn)有一側(cè)的龍門(mén)吊行走驅(qū)動(dòng)裝置的聯(lián)接銷(xiāo)軸在運(yùn)行過(guò)程中竄動(dòng)很大。經(jīng)拆卸后發(fā)現(xiàn)銷(xiāo)軸和滑動(dòng)軸承磨損均很大，其間隙達(dá)3 mm，為此，決定更換銷(xiāo)軸和滑動(dòng)軸承，在進(jìn)一步檢查和測(cè)量軸承座孔后，發(fā)現(xiàn)上軸承座孔腐蝕嚴(yán)重，且存在偏磨現(xiàn)象，下軸承座孔狀態(tài)良好。

圖1 龍門(mén)吊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

2 修理方案的提出與選擇

根據(jù)檢查結(jié)果，該聯(lián)接銷(xiāo)軸竄動(dòng)問(wèn)題主要是由于撞擊、磨損和長(zhǎng)期海水的腐蝕所致。若要解決此問(wèn)題，需對(duì)該部件進(jìn)行重新修配。在考慮了船舶的修理周期、修理費(fèi)用后，提出以下幾種修理方案。

2.1 堆焊后機(jī)械加工［1］

采用電弧焊堆焊，再用鏜孔機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鏜孔是一種較理想的修理方案，它能使該聯(lián)接銷(xiāo)軸承座孔的尺寸恢復(fù)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，以后修理時(shí)可選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的配件，為采購(gòu)加工和日常管理帶來(lái)極大便利，同時(shí)該方案存在如下不足之處:對(duì)該部位的堆焊只能采用手工電弧焊，堆焊質(zhì)量完全取決于操作人員的技術(shù)水平，質(zhì)量得不到保證;由于存在不均勻腐蝕磨損，且腐蝕較嚴(yán)重，所以堆焊工作量大，焊接變形的可能性較大;堆焊后必須采用專(zhuān)用的鏜孔設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鏜孔加工，同時(shí)需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況制造專(zhuān)用支架、夾具等設(shè)備和工裝，需要較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間和加工周期，且修理費(fèi)用大。

2.2 采用專(zhuān)用的鏜孔設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鏜孔

根據(jù)現(xiàn)有軸承座孔的情況，采用鏜孔機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鏜孔的修理工藝，該方案能保證上下軸承座孔的同心度要求，且加工頂部軸承座孔時(shí)能控制加工尺寸及表面粗糙度，加工質(zhì)量好。但此方案需專(zhuān)用的鏜孔設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鏜孔加工，制作專(zhuān)用工裝，加工時(shí)間較長(zhǎng)，修理費(fèi)用也較大，而且需根據(jù)鏜孔后的尺寸來(lái)修配相應(yīng)的滑動(dòng)軸承，增加了備件的采購(gòu)和管理難度，同時(shí)修理費(fèi)用也比較大。

2.3 假軸檢查及拂磨修正

利用下軸承座孔完好的孔徑 (未磨損、腐蝕)制作假軸，再用假軸檢查、測(cè)量出上軸承座孔的腐蝕磨損量，然后用假軸對(duì)上軸承座孔進(jìn)行拂磨修正，最后根據(jù)中心的偏差來(lái)重新配制加工滑動(dòng)軸承。該方案具有準(zhǔn)備周期短，加工方式靈活，維修成本低，不需專(zhuān)用設(shè)備，修理時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)操作人員的技術(shù)要求高，后期維修所需備件有一定的特殊性，相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)修磨難度大，機(jī)械加工的難度也增大，且必須有狀態(tài)良好的軸承座孔以便作為測(cè)量和檢查的基準(zhǔn)。

3 工藝方案的實(shí)施

鑒于該船為集裝箱班輪，修理周期控制得極其嚴(yán)格，為此，決定采用第三種方案 (2.3節(jié)所述)進(jìn)行修理，其工藝方法如下。

1)檢查測(cè)量上、下軸承座孔的原始數(shù)據(jù)。首先檢查發(fā)現(xiàn)上軸承座孔的局部腐蝕嚴(yán)重，腐蝕麻點(diǎn)多且較深，然后測(cè)量出上、下軸承座孔的直徑。由于上、下軸承座孔所處的位置不同，其所受到的海水影響的程度也不一樣，原始狀態(tài)有很大的差異，原始數(shù)據(jù)的檢查可以為后續(xù)工序的制定提供依據(jù)。經(jīng)利用內(nèi)徑千分尺檢查、測(cè)量，數(shù)據(jù)如圖2所示，下軸承座孔的狀態(tài)良好，圓度、圓柱度均小于0.03 mm。而上軸承座孔內(nèi)表面腐蝕嚴(yán)重，其內(nèi)徑圓度偏差很大，達(dá)0.70 mm，而且測(cè)得的直徑數(shù)據(jù)為腐蝕處的凹坑處 (部分測(cè)量數(shù)據(jù)值的取點(diǎn)位置為有較深腐蝕處，如D157.60 mm)。

2)初步測(cè)量上、下軸承座孔的中心偏移量。因下軸承座孔的原始狀態(tài)較好，這就為后續(xù)修理工序提供了測(cè)量和加工基準(zhǔn)。根據(jù)下軸承座孔的內(nèi)徑制作1根長(zhǎng)假軸 (見(jiàn)圖3)，為保證長(zhǎng)假軸能放入孔中，其加工直徑為154.92 mm，其長(zhǎng)度大于上、下軸承座孔的總高度。將長(zhǎng)假軸放入上、下軸承座孔中，用塞尺測(cè)量出長(zhǎng)假軸與上軸承座孔之間的間隙值 (見(jiàn)圖4)。利用該基準(zhǔn)還可以檢查出上軸承座孔的腐蝕狀態(tài)及腐蝕量的大小。

圖2 軸承座孔原始數(shù)據(jù)圖

圖3 長(zhǎng)假軸示意圖

圖4 假軸與軸承座的間隙圖

3)測(cè)量數(shù)據(jù)分析。從利用長(zhǎng)假軸和塞尺檢查測(cè)量的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，該上軸承座孔在后偏左20°～后偏右60°之間 (80°范圍)的腐蝕量很少，而其余部分 (約280°范圍)的腐蝕量很大，尤其是在左側(cè)的方向上以及左偏前30°的方向上為最多，分別為1.90 mm和2.00 mm，如圖4。而從圖2的直徑測(cè)量數(shù)據(jù)也證實(shí)了在左偏前30°的方向上有最大直徑157.19 mm，因此可根據(jù)此最大直徑制作拂磨假軸。

4)制作假軸。通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析可知，該軸承座孔的圓度偏差較大，所以制作2根短假軸(長(zhǎng)度與上軸承座相等)，1根直徑為156.90 mm，另1根直徑為157.15 mm，利用假軸對(duì)上軸承座孔進(jìn)行藍(lán)油著色檢查，根據(jù)接觸點(diǎn)的分布狀況重點(diǎn)對(duì)左-后和右-前的90°范圍2個(gè)方向進(jìn)行拂磨。先用直徑為156.90 mm的進(jìn)行初步的著色檢查、拂磨，使得座孔的圓度和圓柱度得到修正，然后用直徑157.15 mm的假軸進(jìn)行進(jìn)一步的著色檢查、修磨，從而保證孔的圓度和圓柱度偏差小于0.05 mm(對(duì)于局部的過(guò)度腐蝕點(diǎn)則予以忽略不計(jì))。

5)拂磨及測(cè)量檢查。在拂磨的過(guò)程中，首先以長(zhǎng)假軸為基準(zhǔn)用塞尺檢查測(cè)量某一方向上下2個(gè)截面的間隙，要求測(cè)量4個(gè)方向的間隙值，然后用拂磨假軸進(jìn)行藍(lán)油著色檢查和修刮，從而保證上座孔的圓柱度和上下軸承座孔軸線的平行度，拂磨后的座孔要求接觸率為每25 mm×25 mm的平面內(nèi)著色點(diǎn)不少于2～3個(gè)［2］，且不得有大面積的脫空現(xiàn)象。

6)測(cè)量上軸承座孔的直徑，再利用長(zhǎng)假軸測(cè)量拂磨后軸承座孔與假軸之間的間隙，然后確定上軸承座孔的中心偏移量，并在軸承座孔上標(biāo)記出中心偏移的方位。

7)滑動(dòng)軸承的加工。在得到了拂磨后軸承座孔的直徑和中心偏移量，加工1個(gè)具有內(nèi)孔和外徑的中心有偏移的滑動(dòng)軸承，同時(shí)在偏移的方向上做好永久性標(biāo)記。

8)滑動(dòng)軸承的安裝。將軸承的偏移方向與軸承座孔上標(biāo)記出中心偏移的方位對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)軸承的外圓與上座孔的內(nèi)徑采用過(guò)盈配合，保證滑動(dòng)軸承安裝的可靠性。

9)將銷(xiāo)軸裝入，根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)內(nèi)孔可作適當(dāng)?shù)姆髂バ薰危⑦M(jìn)行接觸面的著色檢查，使其接觸率不少于70%，且在25 mm×25 mm的平面內(nèi)著色點(diǎn)不少于2～3個(gè)，且不得有大面積的脫空現(xiàn)象。

4 安裝檢查及試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)將偏心的滑動(dòng)軸承裝入座孔后，并將配合間隙為0.05 mm的銷(xiāo)軸順利裝入軸承中，說(shuō)明了上下2個(gè)滑動(dòng)軸承的同軸度和平行度均在控制范圍內(nèi)，用藍(lán)油檢查其接觸率，達(dá)到了70%。最后經(jīng)總裝試車(chē)檢驗(yàn)該軸狀況，解決吊車(chē)行走的竄動(dòng)及振動(dòng)，沒(méi)有異常的響聲，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，完全符合設(shè)備制造商的要求，同時(shí)也證明了該修理工藝的可行性和實(shí)用性。

［1］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)備維修專(zhuān)業(yè)學(xué)會(huì).機(jī)修手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

［2］任曉善.化工機(jī)械維修手冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.