专利名称：一种分段倒装挂舵臂的安装方法
技术领域：
本发明涉及船舶生产制造领域，特别涉及一种在船舶结构分段阶段安装挂舵臂的方法。
背景技术：
船舶挂舵臂的安装，以往的安装方法是在船台上进行分段搭载、搭载后再单独进行挂舵臂的安装，通常在等待船台分段合拢后焊接好才能进行挂舵臂的安装作业，挂舵臂未安装好则后续的轴系舵系都无法安装，这样明显地增加了船台周期。由于正装时挂舵臂吊装困难，需要在船体底下焊装工装吊码，采用吊车吊到船尾位置后需要采用手拉葫芦过码的方式吊拉到安装位的下方，然后还需在舵舱里面焊接工装吊码，采用手拉葫芦往上拉， 不仅起重工人的工作量很大，就手拉葫芦的拉吊就需要一天时间，需要8名起重工来吊拉移，吊装到位后装配定位也需要起重工配合且正装挂舵臂后的焊接工作大都是仰焊，焊接效率低、工人劳动强度大且焊接质量较难保证，且船台上各工种人员都在施工，工作条件较差，也影响了施工效率。在分段上船台合拢后，即主船体成型后，采取正装的方法，这样做的目的主要是为了保证安装精度，防止变形。但船台是船厂的紧缺资源，现在大多数船厂为了提高造船速度，推进造船转模，以分段完整性为目标，提高搭载速度、缩短船台周期。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是经过优化工艺，在分段阶段安装挂舵臂，缩短船台周期。本发明的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，包括如下步骤一、卧式装配挂舵臂将挂舵臂的各组件单独卧式装配焊接；二、分段倒装挂舵臂将分段倒置装配挂舵臂；三、挂舵臂分段上船台合拢将第二步装配好的挂舵臂分段上船台合拢。本发明还可做以下改进步骤一、卧式装配挂舵臂包括以下步骤a)铺设可放置挂舵臂的独立胎架；
b)检查铸钢件是否符合要求；c)定位安装舵杆下舵承铸钢件、舵销轴承铸钢件；d)将各铸钢件与钢板进行焊接；e)挂舵臂脱胎前，将舵轴孔的十字中心线、水平线等有关的基准线划出并打上洋冲眼；f)挂舵臂脱胎翻身后，进行另一外表面的焊接及批补磨工作；步骤二、分段倒装挂舵臂包括以下步骤g)先将分段的船体中心线、水平线、挂舵臂的中心线等基准线划出，并打上洋冲眼；
h)采用放样样板及数据切割挂舵臂与底板开口 ；i)定位挂舵臂，使挂舵臂的舵轴孔中心线与分段船体中心线垂直、舵轴孔中心线与定位肋位线对齐；j)根椐图纸上挂舵臂的安装高度，从分段的平台理论水平线到挂舵臂舵杆下舵承铸钢件下口面的距离值来进行定位安装；k)定位装配后，先焊分段的结构件、板材，施焊采用从中向头尾及左右进行、且要双数焊工对称施焊，先焊结构对接的立角焊，再焊结构与平台板及外板、底板的平角焊和仰角焊，外板与底板的对接缝最后才焊；1)分段的结构件与板材施焊完成后，要复测挂舵臂中心线的垂直度和水平度偏差，且其偏差值不得大于3mm;m)挂舵臂本体与分段结构的焊接，也要采用双数焊工对称施焊，先焊立焊，后焊平台板、底板的仰角焊，接着底板外清根后进行平角焊；η)分段预装、焊接挂舵臂完成后，测量挂舵臂中心线垂直度、定位水平线面至挂舵臂下舵承铸钢件下口面的距离，并提交报验；步骤三、挂舵臂分段上船台合拢包括以下步骤ο)挂舵臂分段在上船台总装合拢时，纵向预放反变形量；以挂舵臂中心线的相对应肋位至主机齿轮箱定位肋位处的理论距离纵向定位，且在合拢口加放3mm焊接收缩量；ρ)用钢丝拉出挂舵臂中心线；q)高度方向以挂舵臂中心线对应肋位基线至挂舵臂舵杆下舵承铸钢件的下口水平线为基准定位；r)大合拢口焊缝时，先焊接结构对接的立角焊，后焊外板、平台板的对接缝，要求采用双数焊工从下至上对称施焊、也可以分成几个焊缝段来对称施焊。步骤一、卧式装配挂舵臂中a)部分，所述独立胎架模板间安装纵向拉条加强、胎架四角用角钢作斜撑连接加强，以保证胎架的强度。步骤一、卧式装配挂舵臂中b)部分，检查铸钢件的具体要求为，铸钢件表面应平整清洁，无气孔、裂缝和结疤缺陷，与外板接触的搭接面部分应保证搭接面深度并打磨平整，以确保线型光顺。步骤一、卧式装配挂舵臂中C)部分，所述定位安装舵杆下舵承铸钢件、舵销轴承铸钢件的定位方法采用拉钢丝或打激光。步骤一、卧式装配挂舵臂中C)部分，定位要求为，舵杆下舵承铸钢件与舵销轴承同轴度误差不超过士 1mm、舵杆下舵承铸钢件的下口面与舵销轴承铸钢件的上口面距离误差不超过士 2mm;步骤二、分段倒装挂舵臂中j)部分，所述定位安装的定位误差不得大于2mm，挂舵臂(5)舵轴孔中心线与分段水平线面的垂直度误差不得大于1. 5mm，挂舵臂(5)上下舵轴孔的同轴度不得大于1.5mm;步骤三、挂舵臂分段上船台合拢中ρ)部分，对所述中心线要求为，其与水平线的垂直度偏差不得大于2mm，其应与轴系理论中心线相交、且偏差值不得大于士3mm ；步骤三、挂舵臂分段上船台合拢中q)部分，所述基准定位误差仅允许_2mm Omm ；
挂舵臂分段上船台合拢焊接完成后，测量挂舵臂的中心线垂直度、挂舵臂下舵承铸钢件下口水平线至基线的距离、挂舵臂中心线对应肋位至主机齿轮箱定位肋位处的距离，要求中心线偏差不得大于3mm，高度偏差为-5mm +1mm，前后位置偏差为士3mm ；涉及钢件与钢板的焊接时，需要预热；焊后要对焊缝进行低温回火，然后再用石棉布包裹；所述预热温度优选100°c 120°C ；所述焊接过程选用低氢焊条施焊；所述低温回火温度优选200°C 250°C ；所述低温回火时间为40分钟至2小时；所述包裹保温时间优选保温4小时至6小时。步骤一、卧式装配挂舵臂中f)部分，所述补磨工作还包括对局部的鼓起或变形等，采用火工较正及冷压较正。步骤二、分段倒装挂舵臂中i)部分，定位挂舵臂，使挂舵臂的舵轴孔中心线与分段船体中心线垂直、舵轴孔中心线与定位肋位线对齐的方法为拉钢丝。步骤三、挂舵臂分段上船台合拢中ο)部分，所述纵向预放反变形量值为1200mm加放 0. 5mmο与现有技术相比，本发明的有益效果是1、将挂舵臂的安装阶段从船台阶段提前到分段阶段，提高了分段完整性，缩短了船台周期，提高的效率，符合现代造船模式的要求。2、通过安装定位中的精度控制方法及装配中的焊接方法提高了装配的精确度，满足技术要求。3、现通过挂舵臂组件的单独卧式装配焊接，挂舵臂分段倒装，不仅解决了挂舵臂的安装精度，且减少了船台上再安装挂舵臂的时间；通过分段倒装挂舵臂，吊装挂舵臂时采用吊车吊装及2名起重工配合即可，仅需要2小时就可完成吊装到位；装配焊接都是平焊为主，焊接效率高且焊接质量较好；分段装配焊接都是在内场或室内车间即可完成，且与分段结构一起安装焊接，不需缓装分段构件，解决了分段不完整的问题，提高了分段的完好性， 特别是分段倒装挂舵臂时仅有装焊工作业、工作条件单一且条件较好，效率较高；分段倒装挂舵臂不需占用船台周期，通过分段倒装挂舵臂即可缩短船台周期16天，对提高船台年造船艘数起到了至关重要的作用，效益明显。
图1是卧式装配挂舵臂示意图；图2是分段倒装挂舵臂示意图；图3是分段倒装挂舵臂A-A示意图；图4是挂舵臂分段船台合拢示意图；图中1.扁铁拉条、2.角钢、3.平台、4.平面胎架、5.挂舵臂、6.分段。
具体实施例方式实施例1挂舵臂卧式装配焊接如图1所示，按挂舵臂5线型制作一个专用胎架。上胎架拼装前要检查铸钢件是否符合要求。在胎架上安装挂舵臂铺板、构件装配定位，保证舵杆下舵承铸钢件的下口面及舵销轴承铸钢件的上口面的垂直、及两者之间的数据。将各铸钢件与钢板焊接。挂舵臂5 脱胎前，要将舵轴孔的十字中心线、水平线等有关的基准线划出并打上洋冲眼。挂舵臂5脱胎反身后，进行另一外表面的焊接及批补磨工作。与分段底部外K行板(龙骨底板)连接的一些附件、构件由于不便于在此阶段安装，可以先点焊，等待挂舵臂5安装于分段6上后， 再进行定位装配、及焊接。分段倒装挂舵臂如图2、图3所示，挂舵臂5在分段6装配前，先要将分段6的船体中心线、水平线、 挂舵臂5的中心线等基准线，划出并打上洋冲眼。分段6结构中与挂舵臂连接的嵌补板、加强板等附件，要等待挂舵臂5定好位、装配好后，再进行装配及焊接。采用放样来准确提供安装挂舵臂5与底板开口的样板和数据，来开挂舵臂底板的开口、以便安装挂舵臂5。挂舵臂5在分段6的装配定位，要确保挂舵臂5的舵轴孔中心线与分段6船体中心线的垂直、舵轴孔中心线与定位肋位线的对齐。定位装配时，要根椐图纸的挂舵臂安装要求的高度，要求从分段的平台理论水平线到挂舵臂舵杆下舵承铸钢件下口面的距离值(如图3中的AL) 来进行定位安装。装配后，先焊分段的结构件、板材的连接，施焊要采用分中向头尾及左右进行、且要双数焊工，对称施焊。先焊结构对接的立角焊，再焊结构与平台板及外板、底板的平角焊和仰角焊，外板与底板的对接缝最后才焊。分段的结构件与板材施焊完成后，要复测挂舵臂中心线的垂直度和水平度偏差，且其偏差值不得大于3mm。挂舵臂5本体与分段6结构的焊接，也要采用双数焊工对称施焊，先焊立焊，后焊平台板、底板的仰角焊，接着底板外清根后进行平角焊。分段预装、焊接挂舵臂完成后，测量挂舵臂中心线垂直度、定位水平线面至挂舵臂下舵承铸钢件下口面的距离，并提交报验。挂舵臂分段上船台合拢如图4所示，挂舵臂分段在上船台总装合拢时，纵向预放反变形量。挂舵臂分段上船台大合拢定位时，要保证以挂舵臂中心线的相对应肋位至主机齿轮箱定位肋位处的理论距离，且要在合拢口加放3mm焊接收缩量。分段大合拢定位时，基于挂舵臂作为基准，还要用钢丝拉出挂舵臂中心线。高度方向以挂舵臂中心线相对应的肋位基线至挂舵臂舵杆下舵承铸钢件的下口水平线为基准定位。在焊接大合拢口焊缝时，先焊接结构对接的立角焊，后焊外板、平台板的对接缝，要采用双数焊工施焊，从下至上对称施焊、也可以分成几个焊缝段来对称施焊。实施例2挂舵臂卧式装配焊接如图1所示，按挂舵臂5线型制作一个专用胎架，采用具有足够强度和刚度的材料，胎架模板间安装纵向扁铁拉条1加强、胎架四角用角钢2作斜撑连接加强，以尽量减少挂舵臂5的焊接变形。上胎架拼装前要检查铸钢件，铸钢件表面平整清洁，无气孔、裂缝和结疤等缺陷，与外板接触的搭接面部分应保证搭接面深度并打磨平整，以确保线型光顺。在胎架上安装挂舵臂铺板、构件装配定位时，采用拉钢丝或打激光的方法来定位舵杆下舵承铸钢件、舵销轴承铸钢件的定位，保证舵杆下舵承铸钢件的下口面及舵销轴承铸钢件的上口面的垂直、及两者之间的数据，且这两个铸钢件同轴度误差不得大于1mm、距离误差不得大于士2mm。铸钢件与钢板的焊接，需要预热、预热温度为100°C 120°C，且要采用低氢焊条施焊。焊后要对焊逢进行40分钟至2小时的200°C 250°C的低温回火，然后再用石棉布包裹保温4至6小时。挂舵臂脱胎前，要将舵轴孔的十字中心线、水平线等有关的基准线划出并打上洋冲眼。挂舵臂脱5胎反身后，进行另一外表面的焊接及批补磨工作。对局部的鼓起或变形等，要采用火工较正及冷压较正的办法来解决。与分段底部外K行板(龙骨底板)连接的一些附件、构件由于不便于在此阶段安装，可以先点焊，等待挂舵臂5安装于分段6上后，再进行定位装配、及焊接。分段倒装挂舵臂如图2、图3所示，挂舵臂5在分段6装配前，先要将分段6的船体中心线、水平线、 挂舵臂5的中心线等基准线，划出并打上洋冲眼。分段6结构中与挂舵臂连接的嵌补板、加强板等附件，要等待挂舵臂5定好位、装配好后，再进行装配及焊接。采用放样来准确提供安装挂舵臂与底板开口的样板和数据，来开挂舵臂底板的开口、以便安装挂舵臂5。挂舵臂 5在分段6的装配定位，要采用拉钢丝的方法来确保挂舵臂5的舵轴孔中心线与分段6船体中心线的垂直、舵轴孔中心线与定位肋位线的对齐。定位装配时，要根椐图纸的挂舵臂安装要求的高度，要求从分段6的平台理论水平线到挂舵臂舵杆下舵承铸钢件下口面的距离值 (如图3中的AL)来进行定位安装，且定位距离的定位误差不得大于2mm，挂舵臂舵轴孔中心线与分段水平线面的垂直度误差不得大于1. 5mm，还要测量挂舵臂舵轴孔A、B位置的数值，A、B测量值的同轴度误差不得大于1.5mm。装配后，先焊分段的结构件、板材的连接，施焊要采用分中向头尾及左右进行、且要双数焊工，对称施焊。先焊结构对接的立角焊，再焊结构与平台板及外板、底板的平角焊和仰角焊，外板与底板的对接缝最后才焊。分段的结构件与板材施焊完成后，要复测挂舵臂中心线的垂直度和水平度偏差，且其偏差值不得大于 3mm。挂舵臂本体与分段结构的焊接，也要采用双数焊工对称施焊，先焊立焊，后焊平台板、 底板的仰角焊，接着底板外清根后进行平角焊。焊接到挂舵臂本体的铸钢件时，铸钢件与钢板的焊接，需要预热、预热温度为100°C 120°C，且要采用低氢焊条施焊。焊后要对焊逢进行不少于40分钟的200°C 250°C的低温回火，然后再用石棉布包裹保温4小时以上。分段预装、焊接挂舵臂5完成后，测量挂舵臂中心线垂直度、定位水平线面至挂舵臂下舵承铸钢件下口面的距离，并提交报验。挂舵臂分段上船台合拢如图4所示，挂舵臂分段在上船台总装合拢时，纵向预放反变形量，其预放的反变形值为1200mm加放0. 5mm(即计算出的值作为-Δ h，如图4所示)。挂舵臂分段上船台大合拢定位时，要保证以挂舵臂中心线的相对应肋位至主机齿轮箱定位肋位处的理论距离，且要在合拢口加放3mm焊接收缩量。分段大合拢定位时，基于挂舵臂5作为基准，还要用钢丝拉出挂舵臂5中心线，挂舵臂5中心线应与水平线垂直、且其垂直度偏差不得大于2mm。挂舵臂5中心线应与轴系理论中心线相交、且其偏差值不得大于士3mm。高度方向以挂舵臂中心线相对应的肋位基线至挂舵臂舵杆下舵承铸钢件的下口水平线为基准定位，定位误差仅允许-2mm 0mm。在焊接大合拢口焊缝时，先焊接结构对接的立角焊，后焊外板、平台板的对接缝，要采用双数焊工施焊，从下至上对称施焊、也可以分成几个焊缝段来对称施焊。挂舵臂分段上船台合拢焊接完成后，测量挂舵臂的中心线垂直度、挂舵臂下舵承铸钢件下口水平线至基线的距离、挂舵臂中心线对应肋位至主机齿轮箱定位肋位处的距离，要求中心线偏差不得大于3mm，高度偏差为-5mm +1mm，前后位置偏差为士 3mm。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于包括如下步骤一、卧式装配挂舵臂将挂舵臂的各组件单独卧式装配焊接；二、分段倒装挂舵臂将分段倒置，在分段上装配挂舵臂；三、挂舵臂分段上船台合拢将第二步装配了挂舵臂的分段上船台合拢。
2.根据权利要求1所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤一、卧式装配挂舵臂包括以下步骤a)铺设可放置挂舵臂(5)的独立胎架；b)检查铸钢件是否符合要求；c)定位安装舵杆下舵承铸钢件、舵销轴承铸钢件；d)将各铸钢件与钢板进行焊接；e)挂舵臂(5)脱胎前，将舵轴孔的十字中心线、水平线等有关的基准线划出并打上洋冲眼；f)挂舵臂(5)脱胎翻身后，进行另一外表面的焊接及批补磨工作。
3.根据权利要求1所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤二、分段倒装挂舵臂包括以下步骤g)先将分段(6)的船体中心线、水平线、挂舵臂(5)的中心线等基准线划出，并打上洋冲眼；h)采用放样样板及数据切割挂舵臂与底板开口；i)定位挂舵臂(5)，使挂舵臂(5)的舵轴孔中心线与分段船体中心线垂直、舵轴孔中心线与定位肋位线对齐；j)根椐图纸上挂舵臂(5)的安装高度，从分段的平台理论水平线到挂舵臂舵杆下舵承铸钢件下口面的距离值来进行定位安装；k)定位装配后，先焊分段的结构件、板材，施焊采用从中向头尾及左右进行、且要双数焊工对称施焊，先焊结构对接的立角焊，再焊结构与平台板及外板、底板的平角焊和仰角焊，外板与底板的对接缝最后才焊；1)分段(6)的结构件与板材施焊完成后，要复测挂舵臂(5)中心线的垂直度和水平度偏差，且其偏差值不得大于3mm ；m)挂舵臂(5)本体与分段结构的焊接，也要采用双数焊工对称施焊，先焊立焊，后焊平台板、底板的仰角焊，接着底板外清根后进行平角焊；η)分段预装、焊接挂舵臂(5)完成后，测量挂舵臂(5)中心线垂直度、定位水平线面至挂舵臂(5)下舵承铸钢件下口面的距离，并提交报验。
4.根据权利要求1所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤三、挂舵臂分段上船台合拢包括以下步骤ο)挂舵臂分段在上船台总装合拢时，纵向预放反变形量；以挂舵臂(5)中心线的相对应肋位至主机齿轮箱定位肋位处的理论距离纵向定位，且在合拢口加放3mm焊接收缩量； P)用钢丝拉出挂舵臂(5)中心线；q)高度方向以挂舵臂(5)中心线对应肋位基线至挂舵臂(5)舵杆下舵承铸钢件的下口水平线为基准定位；r)大合拢口焊缝时，先焊接结构对接的立角焊，后焊外板、平台板的对接缝，要求采用双数焊工从下至上对称施焊、也可以分成几个焊缝段来对称施焊。
5.根据权利要求2所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤一、卧式装配挂舵臂中a)部分，所述独立胎架模板间安装纵向扁铁拉条(1)加强、胎架四角用角钢 (2)作斜撑连接加强。
6.根据权利要求2所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤一、卧式装配挂舵臂中b)部分，检查铸钢件的具体要求为，铸钢件表面应平整清洁，无气孔、裂缝和结疤缺陷，与外板接触的搭接面部分应保证搭接面深度并打磨平整。
7.根据权利要求2所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤一、卧式装配挂舵臂中c)部分，所述定位安装舵杆下舵承铸钢件、舵销轴承铸钢件的定位方法采用拉钢丝或打激光。
8.根据权利要求2-4所述任一项的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤一、卧式装配挂舵臂中c)部分，定位要求为，舵杆下舵承铸钢件与舵销轴承同轴度误差不超过士 1mm、舵杆下舵承铸钢件的下口面与舵销轴承铸钢件的上口面距离误差不超过士 2mm ；步骤二、分段倒装挂舵臂中j)部分，所述定位安装的定位误差不得大于2mm，挂舵臂 (5)舵轴孔中心线与分段水平线面的垂直度误差不得大于1. 5mm，挂舵臂(5)上下舵轴孔的同轴度不得大于1. 5mm ；步骤三、挂舵臂分段上船台合拢中P)部分，对所述中心线要求为，其与水平线的垂直度偏差不得大于2mm，其应与轴系理论中心线相交、且偏差值不得大于士3mm ；步骤三、挂舵臂分段上船台合拢中q)部分，所述基准定位误差仅允许_2mm Omm ；挂舵臂分段上船台合拢焊接完成后，测量挂舵臂的中心线垂直度、挂舵臂下舵承铸钢件下口水平线至基线的距离、挂舵臂中心线对应肋位至主机齿轮箱定位肋位处的距离，要求中心线偏差不得大于3mm，高度偏差为-5mm +1mm，前后位置偏差为士3mm ；
9.根据权利要求1所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于涉及钢件与钢板的焊接时，需要预热；焊后要对焊缝进行低温回火，然后再用石棉布包裹；所述预热温度优选100°C 120°C ；所述焊接过程选用低氢焊条施焊；所述低温回火温度优选200°C 2500C ；所述低温回火时间为40分钟至2小时；所述包裹保温时间优选保温4小时至6小时。
10.根据权利要求2所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤一、卧式装配挂舵臂中f)部分，所述补磨工作还包括对局部的鼓起或变形等，采用火工较正及冷压较正。
11.根据权利要求3所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤二、分段倒装挂舵臂中i)部分，定位挂舵臂(5)，使挂舵臂(5)的舵轴孔中心线与分段船体中心线垂直、舵轴孔中心线与定位肋位线对齐的方法为拉钢丝。
12.根据权利要求4所述的一种分段倒装挂舵臂的安装方法，其特征在于步骤三、挂舵臂分段上船台合拢中ο)部分，所述纵向预放反变形量值为1200mm加放0. 5mm。
全文摘要
本发明提供一种在分段倒装挂舵臂的安装方法和精度控制方法，属于船舶生产制造领域，主要分三大步骤卧式装配挂舵臂、分段倒装挂舵臂、挂舵臂分段上船台合拢，将挂舵臂的安装阶段从船台阶段提前到分段阶段，提高了分段完整性，缩短了船台周期；通过安装定位中的精度控制方法及装配中的焊接方法提高了装配的精确度，满足技术要求，该方法可广泛应用于船舶制造中。
文档编号B63B9/00GK102407921SQ201110256179
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者蔡益 申请人:广州中船黄埔造船有限公司