陳化釗　程坤　蔡益

摘 要：本文設(shè)計(jì)了一種液壓可調(diào)式頂升工裝，主要用于解決直徑小并且較長的尾軸進(jìn)入小直徑尾管時(shí)，尾軸由于重力而產(chǎn)生下垂導(dǎo)致末端無法順利進(jìn)入尾管首部軸承及由此造成的軸承刮花、密封油管撞壞等問題。

關(guān)鍵詞：進(jìn)尾軸；尾管；液壓可調(diào)

中圖分類號(hào)：U664.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： This paper introduces the design of a hydraulic adjustable shaft jack-up tooling mainly used to jack a long stern shaft of small diameter into a small-diameter stern tube. Without the tooling， the terminal of stern shaft will be sagged by gravity and difficult to enter the bow bearing of the stern tube and the bearing would be scratched or the oil seals would be damaged.

Keywords： Shaft jack-up； Stern tube； Hydraulic and adjustable

1 前言

尾軸安裝是機(jī)裝船臺(tái)階段重要的工作，順利完成尾軸安裝關(guān)系到船舶能否按期下水。進(jìn)尾軸是一項(xiàng)重要項(xiàng)目，該項(xiàng)目主要是利用吊車及葫蘆，通過人工緩慢將尾軸放進(jìn)尾軸管。對(duì)于大直徑的短尾軸，用這樣的方法放進(jìn)尾軸管比較容易；對(duì)于小直徑的長尾軸，由于重力而使尾軸末端下垂，在進(jìn)軸時(shí)必須想辦法適當(dāng)抬起尾軸首部，才可以順利將尾軸放到位。

我公司承建的系列公務(wù)船，尾軸長十幾米，尾軸徑不到300 mm，相應(yīng)地尾管內(nèi)徑尺寸也很小。由于船體結(jié)構(gòu)及施工可行性原因尾管前部上面無法布置人孔，考慮到尾管內(nèi)部密封油管及電纜管的布置，因此該系列船人孔都設(shè)置在下方，從而導(dǎo)致尾管前部上方無法裝焊進(jìn)軸吊碼。當(dāng)尾軸吊起時(shí)，由于重力原因整個(gè)尾軸會(huì)產(chǎn)生撓曲變形，在尾軸前端產(chǎn)生一定下沉量。進(jìn)軸的前段時(shí)間可以通過調(diào)節(jié)尾軸尾部的高度，保證尾軸順利通過前面兩道軸承。穿過這兩端軸承后，軸頭伸入尾管內(nèi)距離比較長，由于尾部葫蘆的掛點(diǎn)距首軸承比較遠(yuǎn)，軸承間隙很小，無法通過尾部葫蘆來調(diào)整尾軸前端在尾管內(nèi)的下沉量，而且尾管前面上方無法掛葫蘆，同時(shí)尾軸軸頭在尾管內(nèi)無法放置支撐，所以如果不設(shè)法頂起尾軸前部，就可能造成軸頭碰花、內(nèi)油管撞壞、尾管前軸承刮傷等損傷，或者根本無法將尾軸放到位?；谶@些原因，結(jié)合該系列船的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出一套尾軸頂升工裝，順利解決了這些問題。

2 尾軸下沉量的計(jì)算及尾管基本結(jié)構(gòu)

2.1 尾軸下沉量的計(jì)算

2.2 尾管的基本結(jié)構(gòu)示意圖

從圖3可以看出，在尾軸進(jìn)軸過程中必須在人孔下方A點(diǎn)和B點(diǎn)對(duì)軸進(jìn)行支撐并微調(diào)，才能順利通過前兩道軸承。

從尾管的結(jié)構(gòu)及計(jì)算得出的尾軸下沉量，看出尾軸比較容易穿過尾管后面軸承，當(dāng)接近中間軸承或者最前面的軸承時(shí)，軸與軸承間隙只有0.8 mm，此時(shí)為了讓尾軸順利穿過軸承，必須頂起尾軸前端并且進(jìn)行微調(diào)，否則就可能撞壞軸承及軸頭。

3 滾輪式頂升工裝的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

從上面可以看出頂升工裝必須能夠上下移動(dòng)，同時(shí)不能對(duì)軸的前后運(yùn)動(dòng)造成阻礙，也要考慮人工實(shí)施的方便性和效率，為此，我們設(shè)計(jì)了一套工裝并順利地進(jìn)行了實(shí)船試驗(yàn)。

3.1 滾輪式頂升工裝的設(shè)計(jì)

滾輪式可調(diào)頂升工裝主要工作原理：

（1）用液壓手搖泵連接工裝上壓力注入口（零件13），當(dāng)液壓油通進(jìn)入到液壓缸內(nèi)腔后， 繼續(xù)用液壓手搖泵往內(nèi)腔泵油，隨著液壓 油增多，液壓油產(chǎn)生的壓力推進(jìn)液壓缸 內(nèi)活塞支撐桿（零件10）上移， 滾輪（零件1）對(duì)所托的尾軸產(chǎn)生頂舉力克服軸頭重力；（2）觀察軸頭位置，調(diào)整到所需的高度，克服軸頭向下產(chǎn)生的撓度， 向下旋緊軸向調(diào)節(jié)安全螺母（零件8） ，這樣活塞桿承受的力就會(huì)作用到液壓缸上端，鎖死周向止動(dòng)導(dǎo)向螺絲（零件9） ，需要下降時(shí)，松開周向止動(dòng)導(dǎo)向螺絲（零件9）；（3） 輕輕搖動(dòng)手搖泵活塞支撐桿（零件10）上移， 往上旋轉(zhuǎn)軸向調(diào)節(jié)安全螺母（零件8） ，調(diào)到下降時(shí)所需高度時(shí)，液壓手搖泵慢慢泄壓， 當(dāng)軸向調(diào)節(jié)安全螺母（零件8）回落到液壓缸 上端時(shí)，整個(gè)支撐力又落在液壓缸上。

3.2 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)證

根據(jù)相關(guān)資料，設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng)的活塞及液壓缸，各部件都完工后.進(jìn)行了組裝。為了檢驗(yàn)液壓系統(tǒng)的可靠性，我們進(jìn)行了液壓試驗(yàn)，通過試驗(yàn)確定了液壓系統(tǒng)所能承受的最大壓力為5 MPa，為了保證使用的安全性，要求在3.5 MPa以下進(jìn)行使用。

3.3 頂升工裝的實(shí)船應(yīng)用

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合液壓系統(tǒng)的頂升最大距離140 mm，我們事先在尾孔人孔下A、B點(diǎn)制作好工裝放置平臺(tái)。

（1）尾軸進(jìn)入尾管后托架后端面到尾管中托架前端面這個(gè)過程是用手拉葫蘆進(jìn)軸。當(dāng)軸頭快要進(jìn)入到尾管中托架后端面人孔時(shí)，我們將預(yù)先設(shè)置在尾管中托架人孔處的工裝通過手動(dòng)液壓泵的調(diào)節(jié)滾輪的高度，使?jié)L輪剛好可以頂住軸，這樣滾輪就給軸一個(gè)向上的支撐力托住軸，繼續(xù)調(diào)節(jié)滾輪高度使軸頭對(duì)好軸承位置；（2）通過調(diào)整尾部的葫蘆給軸一個(gè)軸向力，這樣尾軸慢慢進(jìn)入軸承，前進(jìn)的過程中滾輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，給軸起一個(gè)導(dǎo)向作用，進(jìn)入軸承時(shí)注意觀察，防止刮花軸承。軸頭進(jìn)入尾管前面軸承時(shí)操作方法類似。

4 結(jié)語

滾輪式可調(diào)頂升進(jìn)軸工裝成功應(yīng)用于公司系列產(chǎn)品，按以前通過頂絲手動(dòng)調(diào)節(jié)的傳統(tǒng)方法進(jìn)雙尾軸需要2天，使用進(jìn)軸工裝后只需1天就可以完成。本進(jìn)軸方法安全、簡單，能夠很好解決這種小直徑長尾管的進(jìn)軸難的問題，克服了尾軸在尾管中的撓曲變形，消除了通過手拉葫蘆進(jìn)軸過程中觀察軸頭位置的盲區(qū)，調(diào)整過程簡單，避免了軸頭碰花軸承、軸頭碰壞尾管內(nèi)電纜管、尾密封油管的危險(xiǎn)，大大提高了進(jìn)軸的安全系數(shù)，縮短操作的時(shí)間，提高進(jìn)軸的效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，也節(jié)約了勞動(dòng)力成本。深得現(xiàn)場施工人員和船東好評(píng)，非常值得在小內(nèi)徑尾管、長軸系的進(jìn)軸過程中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉鴻文.材料力學(xué)[M].高等教育出版社，2003.endprint