徐镇镇， 刘 皓

(江南造船(集团)有限责任公司， 上海 201913)

0 引 言

在船舶建造过程中，轴舵系、主动力系统的安装和调试工作一直属于船厂的核心工作。照光是轴舵系施工开始的标志，轴舵系照光找中又被称为船体照光，是一项要求非常高的技术性工作。作为船舶在船坞或船台建造阶段最重要的一个生产节点，轴舵系照光找中施工具有连续性、不可逆性，以及精度要求高、易发生生产质量事故造成重大损失等特点。因此，轴舵系照光找中施工质量的好坏，不仅关系到轴舵系、主动力系统安装工作能否正常开展及船舶在海上安全航行的情况，还关系到船厂的核心资源 ——船坞或船台的周转率。

目前，国内大多数船厂在轴舵系照光找中方面的工艺还一直沿用先激光、再拉线、最后望光的方法。随着造船技术的不断进步，船舶建造速度不断加快，世界各大船厂均以减少船舶建造周期和提高建造质量为目标，对船舶建造方法进行改革与创新，产生很多先进造船工法，大幅度提高船舶建造质量和生产效率。

经过多年轴舵系照光找中工艺优化和技术革新，开创性地将原来的轴舵系照光找中的拉线环节取消，工艺方法和技术的先进性与优越性日益显现。

1 轴舵系照光找中的条件

为达到良好的施工效果，符合船舶的建造标准，保证船舶轴舵系、主动力系统施工精确无误，轴舵系照光找中应具备如下条件：

(1) 轴舵系照光找中前，船厂需要保证船体状态，尽量减少船体搭载、火工、强度试验等的影响。因此，机舱前壁往后至艉部主甲板以下的全部船体结构焊接及火工矫正和上述区域的双层底密性试验，包括尾轴管冷却水舱及双层底舱的密性试验必须结束。

(2) 楞木布置符合工艺图纸要求，机舱前壁至艉部主甲板区域所有的临时支撑与拉撑全部拆除结束，船体变形趋于稳定，船体呈现自由稳定状态。

(3) 轴舵系照光找中工作一般在晚间或阴雨天船体不受阳光曝晒及温度无急剧变化情况下进行，以避免船体变形影响轴舵系中心线的正确性。

(4) 在轴舵系照光找中的过程中，振动作业与有严重噪声干扰的作业应停止。较大的噪声会影响施工人员在施工过程中正常的信息传递和相互交流，剧烈的振动会引起船体抖动影响测量数据的准确性。

2 轴舵系照光前准备工作

在艉部区域的临时支撑拆除后，搭设轴舵系照光找中和后续轴舵系镗孔施工用的操作平台。为便于施工的顺利进行和确保施工人员的人身安全，在机舱底层、尾轴管前后端、舵机房及操作平台上放置照明设施。

如图1所示，在挂舵臂后端和主机凹坑前端设置轴系中心线艉部基准A和艏部基准G，在尾轴管内部安装照光靶B和C，在挂舵臂和舵承基座内部安装照光靶a、b、c、d、e。在艉部基准A后面设置准直望远镜架设平台和照光人员操作平台。艉部基准A和上述2个平台必须相对独立，与周围平台不连接在一起，避免人员走动引起准直望远镜平台和艉部基准A抖动，影响照光数据的准确性。

图1 照光基准和照光靶布置

如图2所示，在尾轴管前端面、舵销下端面、舵钮上端面及舵承基座上端面定位烧焊校镗排用的工艺调整螺钉。

在工装准备方面，优化后的轴舵系照光施工时需要准备全站仪2套、激光经纬仪1套、准直望远镜 1套及常用卷尺、内径千分尺等工具，比传统的轴舵系照光多出1套全站仪和1套激光经纬仪，省略线锤、19 #琴钢丝、等腰三角板、拉力计等工具和易耗品。

图2 工艺调整螺钉定位示例

3 轴舵系理论中心线勘测

用全站仪测量出船体基线，并根据工艺图纸中船体基线至轴系中心线的理论高度，将船体基线驳至艉部基准A的靶心[1]。图3为轴舵系理论中心线勘测示例。

图3 轴舵系理论中心线勘测示例

在机舱内主机凹坑中心线上架设1套全站仪，操作全站仪使其发出的激光束水平通过艉部基准A的靶心，然后将全站仪翻转180°，使其发出的激光束通过艏部基准G的靶心，此时两者的靶心所连接成的直线即为轴系理论中心线。当轴系理论中心线确定后，在测量尾轴管内壁镗削裕量时，若发现一侧镗削裕量较少或者没有，须整体调整艉部基准A和艏部基准G，左右允许调整范围在7 mm以内，上下允许调整范围在10 mm以内[2]。

用全站仪在船体基线上找到0 #肋位处的位置，并用激光反射贴片标记该点，该点即为舵系基点。在准直望远镜平台上架设望远镜，以艉部基准A和艏部基准G的靶心为基准，校对准直望远镜，使其十字中心与两者的靶心重合，即3点都在轴系理论中心线上。将激光经纬仪架设在0 #肋位处，与船体基线垂直，使其发出的激光束照射到激光反射贴片的十字中心上，然后将激光经纬仪翻转180°，此时激光经纬仪发出的激光束即为舵系理论中心线。

4 数据测量

4.1 轴舵系相交度测量

如图4所示，用激光经纬仪发出的激光束校调安装在挂舵臂和舵承基座中的照光靶，使激光束穿过所有照光靶的靶心。将贴有激光反射贴片的钢直尺微微倾斜一定角度，放置在激光经纬仪的正上方，使其发出的激光束照射在钢直尺上。手电筒照亮钢直尺上的激光反射贴片，移动钢直尺使激光反射贴片的十字中心与准直望远镜的十字中心在一条直线上，读取钢直尺上的距离数值，该数值即为轴舵系的相交度数值。若该数值大于6 mm，则根据轴舵系镗削裕量情况适当调整，以满足工艺规范要求。

4.2 轴系镗削裕量测量

操纵放置在机舱主机凹坑处的全站仪(见图3)，使其水平激光束照射在艏部基准G的靶心，然后将全站仪翻转180°，使其激光束先后照射在放置于尾轴管前后端的钢直尺上，测量并记录尾轴管内孔壁至钢直尺上激光点的距离，并计算尾轴管前后端内孔的镗孔裕量。根据工艺图纸中主机飞轮端显示的位置，再次操作全站仪，以主机飞轮端为坐标点，将激光束分别照射到放置于尾轴管前后端的钢直尺上，测量出尾轴管前后端至主机飞轮端的实际距离，并与工艺图纸理论数据相比较，得出尾轴管前后端的实际镗削裕量。

4.3 舵系镗削裕量测量

将架设在0 #号肋位上的激光经纬仪翻转180°(见图3)，激光束垂直向上照射，分别测量舵钮、舵销上下端面内壁至钢直尺上激光点的距离，并计算舵钮、舵销上下端面的镗削裕量。测量结束后，用计量过的30 m卷尺分别测量舵承基座至舵钮、舵销上下端面的距离，根据测量数据确定舵钮、舵销上下端面和舵承基座上端面的镗削裕量。

图4 轴舵系相交度测量示例

4.4 中间轴承基座位置和高度测量

架设在机舱内主机凹坑处的全站仪水平发出激光束(见图3)，通过艏部基准G的靶心，然后将全站仪翻转180°，使其发出的激光束通过艉部基准A的靶心。先测量中间轴承上端面至水平向艉部发射激光束的距离，再测量主机飞轮端至中间轴承基座的前后距离，最后测量中间轴承基座前后中线与激光束所代表的轴系中心线的左右偏差。上述数据测量结束就可确定中间轴承基座的位置和焊接垫片的厚度。

4.5 主机环氧厚度测量

以艏部基准G的靶心为基准，分别测量主机凹坑左右两侧与艏部、舯部、艉部等3处的实际距离，并将实测距离与理论距离相比较，得出主机环氧厚度。

5 轴舵系望光

5.1 轴系望光

用调整后与轴系中心线在一条直线上的准直望远镜，分别校调安装于尾轴管内孔前后端的照光靶B、C，通过望远镜望光，最终实现望远镜的十字中心与照光靶B、C的靶心都在一条直线上[3]。

5.2 舵系望光

将准直望远镜放置在照光靶e内，以0 #号肋位处激光反射贴片的十字中心为基准，分别精确校调照光靶a、b、c、d的靶心，使其靶心都在一条直线上[3]。

5.3 划刻轴舵系镗削基准

轴舵系望光结束后，撤除照光靶，用带划针的圆规在尾轴管前端面、舵销下端面、舵钮上端面及舵承基座上端面分别划刻镗削校调圆和检查圆，用内径千分尺测量芯棒至工艺调整螺钉的距离。

6 结 语

轴系是船舶动力源的重要组成部分，舵系是操纵船舶改变航向的系统，其性能直接关系到船舶在海上能否正常航行。随着船舶生产技术的不断升级和船舶载重吨位的不断增大，以超长轴舵系为代表的超大型集装箱船、超大型矿砂船、大型客滚船和超大型液化气船在轴舵系照光找中时，传统拉线法已无法满足当前船舶建造精度的需求。在不改变原来工艺基础的前提条件下，对轴舵系照光找中工艺流程进行优化，使用先进的激光设备取代传统的拉线工具，利用先进的数字造船技术提高轴舵系安装质量和安装效率，为轴舵系照光找中提供一种新的工艺方法。