摘要： 船舶舵系是船舶的主要操作设备，关系到船舶的操纵性能和航行安全。船舶舵系的安装和检验是船舶建造检验过程中一个重要环节。文中通过简要介绍某散货船舵系的安装和检验过程，引出了舵系的拉线找中和液压螺母的装配等一些关键工艺，为同类船舶舵系的安装和检验过程提供了参考。
　　关键词： 船舶舵系；安装；拉线；液压螺母
　　中图分类号：U671.91 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）09-0105-03
　　0 引言
　　俗话说：“大海航行靠舵手。”可见舵手在航海中的作用非常重要，那么船舶舵系自然成为了船上一个重要的控制系统。海船法规规定，操舵装置应具有足够的强度并能在最大营运前进航速时进行操舵，且一定状态下能将舵自一舷35°转至另一舷30°时不超过28s[1]，而船舵系的安装和检验，以及由此涉及的关键工艺都应在满足法规的前提下进行。
　　1 简介
　　本文所述某国内航行散货船为尾机型单轴系直接传动，单桨单舵船。该船舵杆中心线位于0号肋位。舵叶为半悬挂式普通流线型舵，设有挂舵臂。采用这种型式，既方便于船舶尾部形状的设计，不必提供舵叶下的支撑点，又可一定程度上减小舵杆所受的弯矩[2]。该船采用拨叉式阀控电动液压舵机，舵机与舵杆采用键槽连接，并且在舵机平台设置了上舵承。
　　2 安装前的准备
　　舵系安装前需查阅以下图纸和文件：①舵系安装布置图及零件图；②舵系安装施工工艺；③挂舵臂图；④舵叶图及舵叶施工工艺；⑤其他需要的图纸。对施工场地的要求：舵系安装前必须清除船舶艉部安装舵叶处周围场地的杂物垃圾，场地不能有妨碍有关零件设备进场的设施和物品出入。工作场所应有足够的照明，包括一些固定的和可移动的照明设备[2]。对施工人员的要求：施工人员应具备相应的专业知识，并经过专业培训，考核合格后方可上岗。施工人员应预先阅读与舵系有关的图纸，熟练掌握安装工艺，如有疑问，应预先向有关部门提出，求得解决。施工人员和检验人员，应熟悉舵系安装规范要求，并严格遵守工艺纪律和安全操作规程[3]。
　　3 舵系拉线
　　3.1 拉线条件 舵系拉线前，艉分段与船舶主体应合拢并校验合格，且轴系拉线完毕以及挂舵臂也已烧焊完毕，校验合格。舵叶制造报检合格，舵系中各有关零件均加工完毕。舵系拉线应与轴系拉线同时进行[1]。且要在无风或微风又没有太阳暴晒的环境中进行，一般以清晨或傍晚为宜。拉线时应避免一切会造成船舶和周围环境震动的因素存在。拉线前，应在上舵承及下舵销处各预先安装一个照光架，钢丝穿在照光孔内[2]。
　　3.2 舵系的拉线 钢丝线的拉力，一般取钢丝拉断力的70%～80%，例如采用19号钢（直径d=1mm），通常用拉力P=900N。钢丝拉力可用拉线弹簧架或用重锤法达到。
　　首先在船舶舵机舱平台上画出通过船体中心线与0号肋位横剖面处的十字线，然后在该十字线交点A的上方设拉线靶架，由A点垂直向上引出靶心O，即为上基准点。由上靶心O引垂直线延伸到下拉线靶架，据此定出下基准点O’。OO’线分别与舵机舱平台甲板，下舵承铸钢件的上端面、下端面，舵纽上下端面交于A，B，C，D，E五点。详见图1所示。
　　3.3 检查舵线 用钢直尺测量或塞尺测量检查舵线与轴线是否相交，一般偏差在1mm左右，允许极限≤5mm。用简易角尺板检查所拉舵线与基线垂直度≤1/1000。在BCDE点所在平面，垂直舵线设置4个辅助靶，调整辅助靶靶心位置，以保证舵线能垂直通过靶心。所拉线需经船东及验船师认可。如不符合上述要求，需根据初定的轴舵系中心线，检查铸钢件的加工余量及中心偏差情况，进行调整，以保证各铸钢件均有加工余量的前提下，进行轴舵系中心线调整以满足上述要求。
　　3.4 画镗孔圆和检验圆 分别以A、B、C、D、E点为圆心，在舵机舱平台开孔，用专门划线规画镗孔圆，同时以略大于镗孔圆的直径画检验圆，并分别打洋冲标记，作为镗孔和检验镗孔中心的依据。各孔经机械加工成品后，其中心与舵系中心线偏差≤0.3mm，允许极限≤0.5mm。
　　4 装焊舵机座及上舵承座
　　根据所拉舵线及《舵系布置图》定位舵机座和上舵承座，要根据装配图分别测定舵机座上表面和上舵承座到舵机舱平台上平面高度，且保证与舵线垂直。上舵承基座的下端需留有余量，面板也要留有机加工余量。在安装上舵承基座时应先测量舵机平台甲板至下舵销下端面的尺寸，以便掌握该甲板的变形情况。根据此实际情况来决定上舵承基座下端的余量应切割多少。通过点焊定位及复线合格后方可施焊，焊接过程中应不断检查和测量，直至完全焊妥，并保证装焊精度。舵机基座装焊完毕后，再装焊上舵承座。焊装时应使上舵承座的上平面保持水平。测定上舵承座座板上表面距舵机平台上表面的高度，并保证上舵承座中心线与舵线重合，其偏移应≤0.3mm。
　5 镗孔
　　根据图纸和工艺大纲要求复查下舵承铸钢件以及下舵承铸钢件处所画镗孔圆和检查圆，检查合格交验后，方可根据图纸要求镗孔。镗孔前对镗排要进行质量检查，镗孔所使用的镗排圆度应≤0.03mm，圆柱度≤0.03mm，饶度≤0.04mm，并检查支点固定情况。精镗前须经检验部门确认镗排无偏移后，再进行精镗。一般采用V型划针工具环绕镗排轴线一周进行检查。要求镗排中心与检验圆同心，中心偏差应在规定范围之内。
　　镗孔结束，检查各孔中心相对舵系中心线的位置，其偏移量≤0.3mm。检查各轴承孔，其孔径、圆度、圆柱度及表面粗糙度应符合图纸要求。将下舵承内圆及长度，舵钮内圆及长度在镗孔后的精确尺寸由加工车间测量并记录下来，经质检部门认可后通知机加工，根据衬套厂家提供的加工工艺精加工衬套。
　　6 舵杆与舵叶拂配及装配
　　6.1 拂配要求 本船舵杆和舵销均为锥体孔，舵杆与舵叶的配合面锥度为1：15。安装时采用专用液压螺母压紧，其压紧要求按技术部门提供的压入量与压入力。压入力可按专用液压螺母的有效液压面积乘以油压力计算得出。舵杆与舵叶上舵杆承座的接触表面应均匀，一般用兰油检查，接触面积不小于70%，大小端要求用0.05mm塞尺插不进。在拂配接触面用兰油检查接触情况时，必须将舵杆垂直吊入舵叶上舵杆承座内。当接触面检查结束时，将舵杆承座在舵杆上的位置作好记号。
　　6.2 工具准备 安装液压螺母需准备的工具主要有：高压油泵（压力不小于150MPa）2台，用于轴向推进及径向扩展；液压螺母1只；压力表（0～150MPa）2只；千分表2只及磁铁表架2套；油管、高压软管（带快速接头）2套；螺塞2只。
　　6.3 装配过程 装配前将配合面用汽油或丙酮清洗，后用液压油涂抹。确认舵杆，舵叶上舵杆承座温度大致相同，再将舵杆插入舵杆承座中。安装液压螺母，使环型活塞尽量向内收缩，活塞伸出不超过2mm，进油口应位于螺母最低位置。按照图2所示接好所有油管和附件，并将管路中的空气排净。利用磁铁表架，装好千分表并调整到零位置。
　　见图3坐标系，加压10MPa，20MPa两点即可。仅向液压螺母轴向加压使油压达到10MPa，然后将千分表刻度调至“零”点。继续加压至20MPa，分别得到千分表读数X0，X1。用坐标纸作图X轴为推入量，Y轴为油压，X0，X1两点相连交X轴-a处O点，则O（-a，0）点即为零点。注意该阶段不得施加径向力。
　　将千分表刻度调至“零”点。在轴向压力为20MPa起始，继续向配合面泵油（径向加压）直到舵叶端头出现气泡为止，然后两只泵压力交替上升，不断推动舵叶前移，使之总推入量达到技术部门提供的压入量（该船压入量为s，0.625　　装压完毕后，应在舵杆及舵杆承座作标记。然后先卸掉承座内径向压力，轴向油泵应持续保持原位20～30分钟，待稳定一段时间后将螺母内油压放掉，再除去液压管线，并将螺母从旋紧方向敲紧。
　　7 舵叶的安装
　　舵叶安装前，应以压盖螺栓孔为基准，对下舵承上下端面，舵钮上端面配钻。将加工好的舵销衬套冷压入舵钮内孔，舵杆衬套冷压入下舵承内孔，安装到位后用环氧树脂封闭，并将各自端面的压盖安装到位。
　　吊运舵叶就位，调整舵杆承座、舵销承座的中心线使得与舵系中心线基本重合。同时要确保做好舵杆、舵销、舵叶铸钢件以及挂舵臂铸钢件的清洁保护工作。将橡胶密封圈分别放入舵杆承座、舵销承座的上端面位置。吊运舵销临时插入舵销承座与挂舵臂的舵钮内，放置可靠但先不压装到位。然后吊运舵杆至工作位置，先将舵杆液压装入舵杆承座内，紧固液压螺母直至满足压入量要求，然后卸下液压螺母，顺序套入O型橡胶密封圈、钢质垫圈，安装液压螺母并锁紧。在安装过程中，会发现径向油压会自动升高，但要确保径向油压低于工艺要求中的最大油压值，如果在舵叶到位前轴向压力达到最大值，而径向油压还未到最大值，可缓慢向径向泵油加压。当径向压力过高时，径向液压泵需轻微卸载，直到油压在许可范围内。再将舵销液压装入舵钮及舵叶上舵销承座内，紧固液压螺母直至满足压入量要求。各压入量均按要求施工。
　　8 安装上舵承
　　本船上舵承形式为平面摩擦水密上舵承。上舵承由承受舵系重量的平面轴承（舵承架、摩擦片）、承受侧向力的径向轴承（衬套、舵承本体）和舵杆密封组成。且其舵承本体、舵承架、摩擦片、衬套、压盖等均为两半合成式。

　首先，将上舵承本体与上舵承座固定后铰孔，测量孔径，确保与加工好的饺制螺栓误差满足要求。为了确保上舵承本体在铰孔时无偏移，应先拧紧固定螺栓，再铰孔。铰好所有的孔后，安装饺制螺栓，直到所有的螺栓安装完。饺制螺栓的紧固力矩以2.7kNm为宜。普通螺栓安装扭矩为3.3kNm。
　　然后，起吊舵承架到安装位置，注意过程中不能损坏工作面。接着安装舵承架和键，用连接螺栓锁紧舵承架的两个半体，最后用密封胶密封上舵承本体与上舵承座之间的缝隙。将密封件、压紧板、填料函、填料等顺序套入舵杆，并紧固，安装止动条，压紧，焊妥。定舵叶零位置，用垂线校中，核其与舵线的重合度，合格后，在舵杆和上舵承本体作出零位核对标记，报请验收。
　　最后，装焊舵叶止跳块及舵叶散装板，并封舵叶上检修门板。
　　9 舵机安装
　　根据《舵系安装图》，将检验合格并已经临时组装好的舵机吊到舵机平台落位，并根据舵机座的高度，核算舵机与舵杆有键安装后舵机与机座之间活垫块的高度。测量舵机下缘与舵机座的间距，以确定机座活垫块的高度，并根据测量的结果加工机座活垫块。将加工好的活垫块与机座上死垫块及舵机下缘拂配合格，用0.05mm塞尺应插不进，局部插入深度≤10mm。垫块固定后铰孔，测量孔径，使之与加工好的饺制螺栓误差满足要求。
　　确保舵机零位时舵柄中心线距舵机座平台上平面达到要求高度，且与舵线垂直，舵柄孔中心线与舵线重合，然后将键装入舵杆后，再将舵柄套入舵杆，去掉加工垫片，用螺栓紧固。舵机安装定位采用样棒检查，舵处于零度状态时，舵机的液压油缸应处于中间位置。舵机定位安装后，应用色油检验舵机与基座垫片接触，每25×25（mm）面积上应有2～3点。舵机基座处四个侧面应安装侧向塞铁，此塞铁应有一定的斜度，其检验要求同基座垫片，检验合格后，在侧向塞铁处用电焊焊牢。
　　10 小结
　　从以上船舶舵系的安装过程可以看出，船舶舵系的制造和安装应严格按照船舶舵系的安装工艺和相关技术规范进行操作。其安装过程环环相扣，每一个安装阶段都是下一个阶段的安装前提，因此，每一个安装过程都要检验合格后，方可进行下一步骤。每一步都不能提前，也不可滞后。
　　本文所述某散货船舵系的安装和检验过程与国内一些船厂在建船舶舵系的安装过程有许多相似，由于船舶种类和舵系结构选用的不同，其安装过程也会有所不同。本文对舵系的安装和检验过程只做了简要介绍，难免会有疏漏，仅供参考。