船用錨絞機(jī)錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)件制造工藝研究

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050)

船用錨絞機(jī)錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)件制造工藝研究

楊金

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050)

為了提高錨絞機(jī)的重要結(jié)構(gòu)件錨鏈輪機(jī)座的尺寸精度，通過(guò)控制錨鏈輪機(jī)座的制造工藝，規(guī)范其焊前、焊接及焊后工藝流程，提高了錨鏈輪機(jī)座的交貨質(zhì)量。同時(shí)，這種規(guī)范的焊接工藝對(duì)承載較大的機(jī)構(gòu)的底座和支撐架設(shè)計(jì)具有普適性。

錨鏈輪；機(jī)座；結(jié)構(gòu)件；制造工藝

錨絞機(jī)是船舶配套的主要設(shè)備之一，它主要用于船舶的起錨、拋錨、停泊以及離靠碼頭、系帶浮筒等，它的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)船舶的安全營(yíng)運(yùn)有著十分重要的作用[1]。錨絞機(jī)一般為低速重載傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)期處于低速、重載、大沖擊力的工況中，結(jié)構(gòu)件制造不精會(huì)縮短錨絞機(jī)的使用壽命，降低其承載能力，還增大振動(dòng)噪聲[2]。隨著新型多功能船舶和工程船的升級(jí)，對(duì)錨絞機(jī)結(jié)構(gòu)件精度要求也更為提高[3]。本文針對(duì)錨絞機(jī)的重要結(jié)構(gòu)件錨鏈輪機(jī)座，圍繞提高其結(jié)構(gòu)件尺寸精度，對(duì)其制造工藝展開(kāi)研究。

1 錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

船用錨絞機(jī)的結(jié)構(gòu)件一般包括錨鏈輪機(jī)座、單支架、滾筒、剎車帶、止鏈器、齒輪箱等，其中錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)形式主要分為4種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1所示。

圖1 錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

錨絞機(jī)機(jī)座結(jié)構(gòu)主要由底板、底板連接板、立板、軸承座、L/U型橫梁、包板、筋板和分鏈器連接板組成。其中軸承座為加工件，分鏈器連接板為焊前加工件，底板為焊后加工，L/U型橫梁及包板下料后需進(jìn)行壓制，其余零件為鋼板下料。

錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)件工藝流程為：1)冷作-2)焊接-3)校正-4)修磨-5)振動(dòng)-6)探傷-7)噴丸-8)油漆；工藝流程圖見(jiàn)圖2。

圖2 錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)件工藝流程圖

2 錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)件焊前制造要求

為保證錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)件尺寸精度和后續(xù)裝配要求，在焊前需要對(duì)下料、冷加工、校平、冷作工藝作出嚴(yán)格的質(zhì)量要求。

鋼板下料前應(yīng)檢查直線度，直線度≤1/1000可下料，否則采用油壓機(jī)校正。鋼板材質(zhì)及板厚需與工藝線路相符合，材料代用需有代用單。機(jī)座底板厚度預(yù)留10 mm加工余量，要加工的側(cè)面預(yù)留5 mm加工余量，剎車定位板內(nèi)孔直徑預(yù)留10 mm加工余量。在面筋板、L/U型橫梁板等折彎件上打上鋼沖標(biāo)記并劃好軋制線，鋼沖標(biāo)記中心與軋制線位置偏移量≤1 mm。

鋼板冷加工時(shí)根據(jù)壓制R的大小合理選擇上下壓模。根據(jù)零件上注明的軋制角度及軋制R，對(duì)照剛沖標(biāo)記及軋制線進(jìn)行壓制。用樣板進(jìn)行檢查，要求樣板和零件之間的間隙≤2 mm，角度偏差≤1°。

下料后抽查鋼板平面度，要求平面度≤2/1000(長(zhǎng)度小于1 m的鋼板平面度≤2 mm)；否則采用油壓機(jī)或火焰烘校的方式進(jìn)行校平。

在冷作平臺(tái)上按圖紙尺寸1:1繪制底板地樣，如圖3所示。將底板對(duì)照地樣線置于平臺(tái)上，長(zhǎng)、寬方向余量應(yīng)分布于標(biāo)注有加工符號(hào)的一側(cè)，定位固定底板。復(fù)查地樣尺寸L1-L6(如圖3所示)，保證偏差≤1 mm。把合格的軸承座用槽鋼定位固定，形成軸承座組件，并保證其開(kāi)檔尺寸偏差L3≤1 mm，對(duì)角線A,B之差|A-B|≤1 mm(見(jiàn)圖3)。

圖3 錨鏈輪機(jī)座裝配地樣示意圖

以固定的底板為基準(zhǔn)，裝配支撐軸承座的立板，并用角尺保證立板垂直于平臺(tái)，垂直度應(yīng)≤1 mm。裝配已經(jīng)用槽鋼固定好的軸承座，并如圖4(a)、(b)、(c)、(d)所示用大角尺保證軸承座的定位尺寸(縱向/橫向/高度)。依次裝配立板連接板、所有縱向筋板、所有橫向筋板及橫梁等，裝配橫梁時(shí)需保證裝配間隙≤3 mm[4]。在冷作平臺(tái)上根據(jù)由下而上的裝配順序依次裝配其他零件。

圖4 軸承座與立板裝配示意圖

3 錨鏈輪機(jī)座結(jié)構(gòu)件焊接工藝

3.1 定位焊

錨鏈輪機(jī)座的定位焊應(yīng)由持證合格的焊工施焊，定位焊長(zhǎng)度為20 mm-30 mm，間距為200 mm-300 mm。定位焊須無(wú)開(kāi)裂、裂紋等缺陷，如發(fā)現(xiàn)以上缺陷應(yīng)及時(shí)清除后重新進(jìn)行定位焊。定位焊不應(yīng)在棱角和端部等容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位進(jìn)行，交叉部位的定位焊應(yīng)錯(cuò)開(kāi)50 mm以上。角接接頭的定位焊應(yīng)在兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱施焊。定位焊焊材及規(guī)范見(jiàn)表1所示。

表1 定位焊焊接材料及規(guī)范

3.2 焊接

承擔(dān)焊接工作的焊工需持相關(guān)船級(jí)社認(rèn)可資格證，且應(yīng)達(dá)到焊接方法、焊接位置及材質(zhì)等對(duì)焊工資格的最低要求。焊前需將焊縫及其周圍20 mm范圍內(nèi)的水分、油污、銹蝕、氧化皮等污染和雜質(zhì)徹底去除干凈。焊前需按焊材說(shuō)明書對(duì)焊材進(jìn)行烘干備用，焊條需入保溫筒，隨用隨取，當(dāng)天未使用完的焊材，應(yīng)及時(shí)入庫(kù)。軸承座焊接時(shí)當(dāng)環(huán)境溫度低于5 ℃時(shí)須預(yù)熱至70 ℃，焊后緩冷。焊接材料及相應(yīng)規(guī)范，見(jiàn)表2所示。

焊接應(yīng)盡量保持平位(船形焊)施焊，不宜在空氣對(duì)流的場(chǎng)所進(jìn)行焊接，若受條件限制，在空氣對(duì)流的場(chǎng)所進(jìn)行焊接時(shí)，須做相應(yīng)的防護(hù)措施，避免空氣對(duì)流影響焊接效果。焊接過(guò)程中需保證各道焊縫無(wú)氣孔、夾雜、裂紋等缺陷。

為控制焊接變形，保證焊接質(zhì)量，錨鏈輪機(jī)座焊接原則順序分為三個(gè)步驟：正置(軸承座向上)、倒置、側(cè)置。

正置：按以下順序焊完第一道焊縫后，再按此順序焊第二道焊縫，依此類推，直至最后一道焊縫，盡量采取雙人對(duì)稱施焊。軸承座、底板的橫縫焊接順序見(jiàn)圖5。左右立板部分的連接焊縫順序見(jiàn)圖6。

圖5 軸承座、底板的橫縫焊接順序

圖6 左右立板部分的連接焊縫順序

倒置：按以下順序焊完第一道焊縫后，再按此順序焊第二道焊縫，依此類推，直至最后一道焊縫，盡量采取雙人對(duì)稱施焊。軸承座、底板的焊縫見(jiàn)圖7，左右立板的連接焊縫見(jiàn)圖8。

圖7 軸承座、底板的焊接順序

圖8 左右立板的連接焊縫

側(cè)置:按以下順序焊完第一道焊縫后，再按此順序焊第二道焊縫，依此類推，直至最后一道焊縫。下面立板上的焊縫見(jiàn)圖9，上面立板上的焊縫見(jiàn)圖10。待所有焊縫完畢后，最后對(duì)前后橫梁進(jìn)行焊接。

3.3 校正

機(jī)座焊接完成后轉(zhuǎn)劃線平臺(tái)進(jìn)行焊后尺寸復(fù)查，注意應(yīng)將焊接支撐拆開(kāi)后檢查，若合格則轉(zhuǎn)綜合保障部進(jìn)行噴丸油漆；若不合格，可采取油壓機(jī)壓制或采用火焰烘校的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)件尺寸校正，合格后將機(jī)加工支撐進(jìn)行裝配，見(jiàn)圖11所示。

圖11 機(jī)加工支撐裝配示意圖

3.4 檢驗(yàn)

焊后需要修磨焊縫包角、毛刺、焊瘤及飛濺物等，使焊縫平滑美觀。采用振動(dòng)的方式消除焊接殘余應(yīng)力，注意振動(dòng)時(shí)應(yīng)拆開(kāi)型鋼支撐[5]。焊后需要做外觀檢驗(yàn)和無(wú)損探傷，探傷要求及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)以圖紙為準(zhǔn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)規(guī)范錨鏈輪結(jié)構(gòu)件制造工藝，采取相應(yīng)工藝手段控制錨鏈輪的尺寸精度，大大提高了錨絞機(jī)的交貨質(zhì)量。由于錨絞機(jī)通常都是批量生產(chǎn)[6]，優(yōu)化后的錨鏈輪結(jié)構(gòu)件制造工藝帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)更為明顯。同樣，這種制造工藝也可以用在其它產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，如承載較大的機(jī)構(gòu)的底座和支撐架設(shè)計(jì)等。

1 趙宇欣.海洋工程裝備配套體系探究[J]．船舶物質(zhì)與市場(chǎng),2016(3):10-15．

2 李欽奉,吳彰松,趙玲芳等.錨絞機(jī)齒輪嚙合性能有限元分析[J].船舶工程,2011(3)：45-48．

3 劉曉陽(yáng).淺議船舶綠色技術(shù)[J].廣船科技,2014(1)：20-25．

4 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第一卷)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

5 JB/T 10375,焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求[S].北京,2002.

6 任志剛.錨絞機(jī)箱型機(jī)架優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].船舶標(biāo)準(zhǔn)化工程師,2016(2)：56-58.

(責(zé)任編輯：譚銀元)

StudyonManufacturingProcessofAnchorChainWheelStructureonAnchorWinch

YANGJin

(Wuhan Institute of Shipbuilding Technology, Wuhan 430050, China)

In order to improve the dimensional accuracy of the anchor and mooring winch cable wheel frame parts, is is suggested to control the manufacturing process of the anchor chain wheel base, and standardize the welding process, so as to improve the quality of chain turbine seat. This kind of standard welding technology can also be used in frame design of the larger bearing mechanism.

cable wheel frame; base; structure ; technology

2016-12-28

楊 金，主要從事船舶制造與維修方面的教學(xué)和科研工作。

U664.4

A

1671-8100(2017)02-0020-04