鄭學(xué)貴

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

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某船舶舵承加工工藝研究與實(shí)踐

鄭學(xué)貴

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

摘要：結(jié)合某船舶舵系維修中舵承加工實(shí)例，在對舵系長時間沿左右方向大幅度振動故障進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，查閱大量資料并分析材料特性，制訂詳細(xì)縝密的舵承加工工藝，確定了先磨削舵桿外圓和不銹鋼套，然后再加工舵承的修理方案。舵承的成功加工，實(shí)現(xiàn)了以修代換，節(jié)約了修理成本，為今后解決其他類似問題提供了一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：舵承加工；工藝研究；修理方案

0　前言

船舶舵承用來支承舵桿和舵的重量及保證船體水密。舵在較長時間使用后，舵承在較復(fù)雜力的作用下，會出現(xiàn)磨損加劇、配合間隙過大，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)舵不準(zhǔn)、舵系振動及轉(zhuǎn)舵時發(fā)生嚴(yán)重撞擊等現(xiàn)象。本文以對某船舶舵系維修中舵承加工為例，對材質(zhì)為酚醛樹脂的舵承加工工藝進(jìn)行研究與實(shí)踐。

1　舵承加工工藝的提出

該船舶采用半懸掛舵，上舵承為平面止推滑動軸承，舵桿支承采用平面推力軸承，舵葉靠上下舵銷支承在船尾支架上，舵承采用非金屬滑動式。該船舶舵機(jī)存在長時間沿左右方向振動幅度大的故障，嚴(yán)重影響舵機(jī)的運(yùn)行，長

2　舵承加工工藝的確定

舵承材質(zhì)為酚醛樹脂，此材料采用中等密度的棉布浸漬醇溶性改性酚醛樹脂浸漬層壓卷制而成。供應(yīng)的舵承已經(jīng)被切開，因材料本身應(yīng)力作用，導(dǎo)致該舵承嚴(yán)重變形。為檢查確定是否采用原來舵承進(jìn)行加工，首先對舵承的內(nèi)外徑尺寸進(jìn)行粗略測量，發(fā)現(xiàn)外徑可以滿足加工要求，而內(nèi)徑已經(jīng)不能滿足需要。為了進(jìn)一步確定是否采用原來的舵承，將舵承放在平臺上，使用鋼絲固定，用外徑千分尺精確測量4個垂直截面處內(nèi)徑和外徑上、中、下三個位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，確定使用裝夾工具可以使得舵承外徑滿足裝夾尺寸，內(nèi)徑可以滿足舵桿磨削后的尺寸需要。在此測量分析基礎(chǔ)上確定了舵承加工的工藝流程為裝夾工具制作、外圓加工、沉頭螺栓孔加工及內(nèi)孔與軸向油槽加工4個部分。

3　舵承加工工藝的流程

3.1裝夾工具制作

依據(jù)所測尺寸制作1套組合夾具，其中包括抱箍3只，內(nèi)徑尺寸為裝夾后上述計(jì)算尺寸的1只（如圖1所示，抱箍一），內(nèi)徑尺寸為外圓加工后外徑尺寸的2只（抱箍二）。使用抱箍一，通過兩端螺栓調(diào)節(jié)松緊度，邊調(diào)節(jié)邊測量直到接近正圓為止，經(jīng)測量得出數(shù)據(jù)，接近理論計(jì)算數(shù)據(jù)，測量內(nèi)徑尺寸發(fā)現(xiàn)橢圓度在0.10以內(nèi)；兩端分別固定，最后松開抱箍一，使用立式車床對舵承外圓進(jìn)行加工。圖2為裝夾示意圖。

圖1　抱箍示意圖

圖2　裝夾示意圖

3.2外圓加工

因該舵承裝夾好后剖切面之間存在間隙，通過塞尺測量總間隙為0.50 mm，認(rèn)定為舵承一端圓弧，根據(jù)該尺寸計(jì)算消除間隙余量D=L/π= 0.50/3.14=0.16 mm，從而確定加工舵承外徑時在規(guī)定尺寸上加0.16 mm或者稍大。測量舵承體內(nèi)徑尺寸，加上規(guī)定要求不銹鋼襯套和舵承體配合尺寸加上0.16 mm間隙余量，得出最終尺寸。上立車加工外圓，按照要求從舵承中間開始分別上下加工直到貼近裝夾工具，外圓加工以后，使用抱箍二夾緊靠下端組合夾具一端，使用頂絲拆除夾具，加工剩余5 mm達(dá)到要求尺寸；另一端把夾具車削掉2 mm，把相應(yīng)舵承2 mm長度加工至要求尺寸，使用抱箍裝夾，拆除夾具，把剩余3 mm用銼刀銼削R3圓角。外圓加工實(shí)際操作如圖3所示。

圖3　外圓加工實(shí)際操作圖

3.3沉頭螺栓孔加工

沉頭螺栓孔的加工是舵承加工的重中之重，能否成功將決定整個修理項(xiàng)目的成功與否。為了防止實(shí)際舵承體圓周螺栓孔和圖紙不一樣，采用分步鉆孔，從小到大，逐步擴(kuò)孔。把舵承裝夾在分度頭上，從接縫開始，按照圖紙所提供的角度，依次鉆Ф12孔；把舵承裝到舵承體，制作專用工具壓緊舵承兩個剖切面，使舵承貼緊舵承體；裝夾后吊上鏜床，使用百分表找正，計(jì)算分析鏜床工作臺每旋轉(zhuǎn)15°、45°、75°后，根據(jù)鏜床工作臺原理得出每旋轉(zhuǎn)一個角度其舵承螺栓孔同鏜桿中心線均相平行，只需左右調(diào)節(jié)工作臺即可對正到舵承15°、45°、75°沉頭螺栓孔加工的位置。舵承體鏜床鉆孔原理如圖4所示。

圖4　舵承體鉆孔原理圖

Ф12加工完后，接著使用Ф17鉆頭擴(kuò)孔，對照舵承體螺絲孔，慢慢校正，最后鉆至Ф22，磨90°鉆頭，擴(kuò)沉孔，逐步擴(kuò)孔，直到擴(kuò)至要求尺寸前螺栓和沉孔全部接觸；使用加長鉆頭從外部鉆牛油孔；所有孔加工完后，用壓縮空氣吹去垃圾，使用螺紋緊固劑把螺栓固定。沉頭螺栓裝復(fù)后，為了消除兩端面間縫隙，用百分表找正端面。在鏜床上銑去高出舵承體端面部分，舵承裝復(fù)。

3.4內(nèi)孔與軸向油槽加工

將舵承殼體安裝起來，固定舵承體螺栓，使用塞尺檢查剖分面之間的間隙，通過修磨舵承平面所留加工余量，直到?jīng)]有間隙。根據(jù)修理后的不銹鋼保護(hù)套尺寸，加工舵承內(nèi)孔，間隙為0.65 mm（0.41+0.24） 材料膨脹量；使用R3圓弧刀車徑向油槽。內(nèi)孔加工如圖5所示。

圖5　內(nèi)孔加工示意圖

圖6　軸向油槽加工示意圖

內(nèi)孔加工后，鏜床使用銑刀加工軸向油槽，其原理同鉆沉頭螺栓孔，只需要鏜刀上下移動。所加工油槽應(yīng)平直、無毛刺，舵承端面及油槽附近不允許有缺口存在。軸向油槽加工如圖6所示。

4　結(jié)論

通過上述工藝對舵承加工后，對舵承進(jìn)行裝復(fù)，各間隙均在要求范圍之內(nèi)，操舵試驗(yàn)，顯示故障全部消失。該舵承的成功加工，實(shí)現(xiàn)了以修代換，節(jié)約了大量的人力和物力。通過修理工藝的改進(jìn)，使得該船舶至少提前10天出廠，為船舶提前營運(yùn)創(chuàng)造了條件，也為企業(yè)緩解了緊張的塢期壓力，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀，同時為以后其他類似工程積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

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［責(zé)任編輯：劉月］

中圖分類號：U672.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-5928（2016）03-28-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.03.009

收稿日期：2016-03-10

作者簡介：鄭學(xué)貴（1977-），男，遼寧凌源人，副教授，碩士，研究方向：輪機(jī)工程技術(shù)。期下去可能導(dǎo)致舵桿出現(xiàn)裂紋等缺陷，嚴(yán)重時導(dǎo)致舵桿斷裂，發(fā)生墜舵事故，為此對該舵系進(jìn)塢進(jìn)行檢查。通過檢查，發(fā)現(xiàn)舵桿左右方向磨損嚴(yán)重，舵承部位不銹鋼套偏磨是導(dǎo)致舵機(jī)長期振動的重要原因。最終根據(jù)舵系修理技術(shù)，確定了對舵桿外圓和不銹鋼套進(jìn)行磨削后，對舵承進(jìn)行加工的修理方案。

Research and Practice on the Processing Technology of Ship Rudder Bearing

ZHENG Xuegui
（Bohai Shipbuilding Vocational College，Xingcheng 125105，China）

Abstract:Combining with the example of ship rudder system maintenance，based on the analysis of rudder system long time vibrating by a large margin along left and right direction，the researcher consults a large amount of data，analyzes material characteristics，develops the detailed rudder bearing processing technology，and determines the maintenance scheme of grinding rudder stock's outer circle and stainless steel sleeve first，then processing the rudder bearing.The successful processing technology of rudder bearing realizes the repair substitution，which saves repair cost，and provides reference for solving the similar problems in future.

Key words:rudder bearing processing；technology research；maintenance scheme