导读

在国外，船舶建造中使用大型号整体舵桨装置作为主推进器已有成功的案例。

然而，在国内，船舶建造中使用大型号整体舵桨装置作为主推进器尚属首例。

本项目舵桨装置成功安装，及时填补了国内船舶使用国产大型号整体舵桨装置作为主推进器在设计安装和建造方面的空白。

成功贯彻了国产装备国产造的宗旨，在高科技进程中不受他国封锁，为国产装备提供了有力有效的保障。

一、主要技术指标、组成及功能

国产大型号整体舵桨装置作为主推进器，主要是由整体舵桨装置、桨叶、导流管、补偿油箱、液压泵组、滑油泵、四台液压马达、四台行星齿轮箱、舵角反馈器、冷却器、上下齿轮箱、中部锥形箱体、中间轴、机械锁轴装置、弹性联轴节、变频交流电动机组成。

▲图1整体舵桨装置

本套装置配有两台驱动主推进器，每台驱动主推进器为3000KW、1000r/min 的变频交流电动机，配有左右两个整体舵桨装置如图1所示，每台整体舵桨装置自重大约 54000Kg，左右桨的旋转方向按技术要求设定，桨叶旋转方向从船舶艉部往前看，右桨叶是顺时针方向旋转、左桨叶是逆时针方向旋转。

推进电动机与舵桨装置输入轴之间设有一根 1.5m 的传动轴与弹性联轴节以及电机输出轴配对法兰联接。

本套设备按总体技术指标要求为全回转吊舱舵桨装置，Z 型传动装置必须满足 DPI 操作和 CCS 冰区级别 B 的要求。

设备的安装采用焊接形式与船体结构进行连接，舵桨装置井箱法兰与船体筒体结构座圈法兰分 4 块 70 厚的 B 级钢板对接焊接，左右舵桨装置分 24 块筋板与延伸筋板对接焊接再与船体筒体结构对接焊接，与船体筒体结构对接时严格按规定的工艺公差要求进行装配控制，对接角度控制在规定角度内，焊接严格按安装焊接工艺要求顺序以及所规定的焊接材料进行焊接控制，焊接参数应全程记录，同时要防止焊缝周围产生过热要求控制好焊接进度，如果出现焊缝产生过热的情况就必须停工，等其自然冷却下再按规定顺序要求施工，舵桨同船体结构焊接也就是通过此连接把推力传递给船体，所产生的推力效率应符合总体设计技术指标要求，所以装焊过程中机装钳工必须全过程监控检测舵桨装置轴系的定位数据并按要求做好记录，施工中舵桨装置定位数据如产生偏差就得及时调整施工方案，确保舵桨装置轴系对中定位数据。

也就是确保主要功能电机发出的动力将通过高弹性传动轴及舵桨上下齿轮箱内的两对螺旋锥齿轮传递到螺旋桨产生推力，同时可以指令电动液控制系统来控制带动螺旋桨的下齿轮箱在水平面内 360°旋转，所以螺旋桨的全部推力可以作用于任何方向，从而使螺旋桨的推进器获得最佳的推进和推力方向组合和符合总体技术指标要求。

二、安装方式

舵桨装置安装阶段船体建造状态应符合中国造船质量标准 CB/T4000-2005 的要求，全船分段已吊装完整，特别是机舱后壁即 73#肋骨往后主船体主要结构的装配焊接工作已基本结束，D31 分段往后全部分段已吊装完整，船上甲板舯后的大型设备基座和甲板的装焊、火工作业已结束，推进电机舱至艉部大于 3T 的大型设备如推进变压器等已进舱就位或采取等效压载代替，艉部区域的空舱、水密舱的密试工作已检验完成，且经船东检查确定认可。

船体建造部门所提交的船纵中线、基线、基准点等相关技术数据和位置须经船体和轮机船东报验合格。

应安排在船上作业振动小、温差较小在夜间或阴天施工时段进行轴线、舵线拉线报验，并做好标记打好洋冲眼，做好实测数据记录后按图纸要求进行舵桨装置的安装。

1、舵桨装置安装流程

舵桨装置安装流程如图2所示。

▲图 2 舵桨安装流程图

2、舵桨装置吊装

舵桨装置吊装前首先对两条工装横吊梁如图3所示进行检测，根据工艺要求，横吊梁的承受负荷需要达到 80T。

▲图 3 工装横吊梁实物图

检测完成后，把工装横吊梁安装在U45 甲板上如图4所示，同时按工艺要求把工装横吊梁的葫芦安装到位。

▲图 4 工装横吊梁安装在 U45 甲板

舵桨装置采用平板车在坞底进行运输安装，即将舵桨装置平放在平板车上运至船艉船体外板开孔侧方，然后利用船坞的龙门吊机和在船体外板上安装的葫芦以及 U45 甲板横吊梁上的葫芦配合协助调整斜拉角度吊起舵桨装置，缓慢进入舵桨筒体内再将舵桨旋转 90°按工艺要求定好角度，最后定位安装。

如图 5、图 6 所示。

▲图5 舵桨装置吊装安装示意图

▲图6 舵桨装置吊装安装示意图（续）

由于船体舰部悬空位置较多，而舵桨装置重量较大，两台舵桨装置总重量大约100多吨，为防止舵桨装置安装过程中船体舰部下沉变形，进坞后首先要在FR-5、FR5左右各增加2个高位支撑，用木尖打紧。

舵桨装置安装到位后，该位置的高位支撑座板应在出坞的三天前拆除，同时进行此部位船体油漆修补工作。

如图7所示。

▲图7 FR-5/FR5高位支撑

3、舵桨装置定位焊接安装

将舵桨装置吊入舱后，在舵桨筒体内前后左右四个方向焊接四个顶撑座，用于安装舵桨装置如图8所示。

▲图8 顶撑座布置

设备5°的调整方法：

调整舵桨装置，过中心线，在舵桨法兰边缘左右两点。

用水平管通过舵桨装置舱壁上的O’点为基准点，测量两点与中心О点高差,理论值要求高差为±Rxsin5°=±(3296/2)xsin5°=± 143.6mm。

实际水平修正后，法兰边缘左右D、G两点与0’点的水平高差分别为H1=-143.6+△D，H2=143.6+△G。

按修正后的高差调整，则舵桨装置左右5°倾角调整完毕(舵桨法兰直径3296mm为理论值，实际值要以来货设备实测为准)。

设备3°的调整方法：

调整舵桨装置，过中心线，在舵桨法兰边缘前后两点。

用水平管，通过舵桨装置舱壁上的O’点为基准点，测量两点与中心О点高差，理论要求高差为±Rxsin3°=±(3296/2)xsin3°= ±86.3mm。

实际水平修正后，法兰边缘前后E、H两点与O’点的水平高值分别为H3=-86.3+△E，H4=86.3+△H。

按修正后的高差调整，则舵桨装置角度调整完毕(舵桨法兰直径3296mm为理论值，实际值要以来货设备实测为准)。

舵桨装置前后位置的调整方法：

调整舵桨装置的前后位置，使舵桨装置输入轴法兰面到光靶B的距离L等于O2'B-1106mm。

舵桨装置左右位置的调整方法：

调整舵桨装置左右位置，使安装法兰边缘距舵桨装置舱舱壁距离L1等于OO’- ( ( 3296/2 ) x cos5° =OO'-1641.7mm。

以上步骤调整完毕后，将各参数做好记录，并报验合格认可后，将舵桨装置移交给船体部门装焊。

船体装焊过程中，轮机钳工工艺人员全程监控舵桨装置的定位数据，并做好记录及时做出焊接顺序的调整。

三、舵桨装置的焊接

根据设备厂家的安装工艺和焊接工艺要求，舵桨装置法兰与船体结构座圈法兰分成4块板拼装焊接在船体结构上，舵桨装置法兰板与船体结构座圈法兰板厚度为70mm的焊接。

整体舵桨焊接顺序需严格按照焊接工艺规程的顺序要求执行如图9所示。

▲图9 焊接工艺规程

第一步是舵桨装置法兰板与船体结构座圈法兰板按工艺规定进行装配和焊接，接头焊缝开坡口尺寸为60mm的全透焊，焊接层温度最大控制在200℃情况下焊接，如焊接过程中焊缝产生过热的情况必须等其自然冷却后再施工，焊接参数(M21 ) :20-25V/200-250A或( C1 ) : 24-30V/180-280A焊接时要求对角焊接同时开工焊接至结束做100%探伤，焊工要求要有资质富有经验焊工承担此焊接工作。

第二步是舵桨筋板和延伸板的焊接，焊接形式可采用搭焊或角焊，焊接层温度最大控制在200℃焊接参数（ M21 ) : 18-21V/130-170A或( C1 ) :19-22V/120-190A。

第三步是船体结构和延伸筋板的焊接，焊接接头为T-接头两边角焊全透焊，焊接层温度最大控制在200℃焊接参数( M21 ) :18-21V/130-170A或( C1 ) : 19-22V/120-190A。

以上的焊接参数按要求应做好全程记录，舵桨装置的定位数据同时做好监控并记录在案。

前三步焊接工作结束后再将舵桨底部的加强筋与底部附板按要求焊接好。

四、结束语

本文从整体舵桨装置系统设备的主要技术指标、设备的组成及安装重点着手，简述了舵桨系统安装的控制要点和安装重点，并从中找出整体舵桨系统设计和安装上存在的不足和必须改进的措施，后续将会在实船系泊调试及航行试验中进行验证，希望能给后续同类型船舶的设计、安装建造作为参考。

参考文献

[1] GJB909A-2005.关键件和重要件的质量控制

[2] CB/T4000-2005.中国造船质量标准

原创作者系：

广船国际质量管理部    钟文标 徐海龙

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