克令吊法兰面平面度精度控制及超标处理方法研究

克令吊法兰面平面度精度控制及超标处理方法研究

范振才

扬州中远海运重工有限公司 江苏扬州  225200

克令吊又称船用甲板吊车，是船上的一种大型甲板机械设备，具有起重能力大、操纵方便、耐冲击、制动性能好、安全可靠、装卸货效率高等特点，可用于船只之间货物运输、海上补给、水下设备搬运和回收。它由吊车、支架和绞车等系统组成，吊车的塔身需筒体固定在甲板上，筒体上部与塔身下部的回转支承面是法兰连接，为节省整体采购克令吊成本，我们把高度13.2米的克令吊筒体划分1个高度10.5米圆筒体和1个高度2.7米过渡段带法兰。10.5米圆柱筒体由我们公司自己加工制作，2.7米过渡段上部是直径2.4米的大型法兰由专业克令吊厂家制作，我们公司负责组。过渡段上部直径2.4米的大型法兰面平面度要求精度小于等于0.35mm，是高精度部件。在我们公司内业车间组装10.5米筒体和2.7米的过渡段时，计测发现法兰面平面度精度超标，针对法兰面平面度精度超差问题开展精度控制和超差处理方法研究。

克令吊法兰面平面度精度超差问题研究，科学分析引起数据突变主要因子，制定科学有效的精度控制方法。首先对克令吊筒体和过渡段法兰面整个施工流程跟踪观察工艺执行情况，其次是研讨制定关键环节数据科学收集方法，确定影响克令吊法兰面平面度变化的主要因子，制定科学合理阶段精控目标和各工序精度控制作业基准。

克令吊过渡段法兰面整个施工流程跟踪。外购厂家过渡段与法兰施工流程，过渡段锥形筒体经过滚圆加工，焊接施工后回滚床校圆，然后和法兰毛坯件组装焊接，上精加工铣床加工法兰面，然后测量法兰面平面度及相关尺寸，在过渡段锥形筒体下端架设保型米字支撑。转运到我们公司入库，出库到内业专用组装胎架，将过渡段和筒体吊运到内业专用胎架上调整好垂直度和高度，对称点焊固定。采用对称装配在对接焊缝的圆周上均匀的打上马板，点焊长约 70mm,间隔约 300mm。将整个圆周焊缝分成均匀6 份，焊接时采用双人对称间断焊接，采用小电流，格遵守 WPS 焊接的要求施工，焊接完工后测量法兰面平面度及相关尺寸。吊运到涂装车间涂装，然后吊装上船搭载定位，测量法兰面平面度及相关定位尺寸，完成筒体与甲板焊接工作，交验克令吊法兰面平面度及相关尺寸。

通过跟踪克令吊过渡段法兰面整个施工流程，设定数据收集关键环节。厂家铣床加工法兰后计测可以判定厂家加工后克令吊法兰面平面度精度数据情况。克令吊法兰入库计测可以判定吊装转运后克令吊法兰面平面度精度数据情况。内业专用胎架上调整好垂直度和高度对称点焊固定后计测可以判定内业定位后克令吊法兰面平面度精度数据情况。内业专用胎架上过渡段和筒体装配结束后（或焊前）计测可以判定内业装配后克令吊法兰面平面度精度数据情况。内业专用胎架上过渡段和筒体焊接结束后计测可以判定内业焊接后克令吊法兰面平面度精度数据情况。克令吊船上搭载定位后计测可以判定船上定位后令吊法兰面平面度精度数据情况。船上克令吊装配后计测可以判定船上装配后令吊法兰面平面度精度数据情况。船上克令吊焊接后计测可以判定船上焊接后令吊法兰面平面度精度数据情况。设置数据收集环节后，制定关键环节数据科学收集方法，制定统一规范的计测方法，设置统一计测位置，标注编号，方便后续数据对比。规范计测工况条件，避免阳光直射，法兰面上计测点位置无锈斑，尽量减少外界因素对计测的干扰。

分析各阶段收集的数据确定影响克令吊法兰面平面度的主要因子。通过跟踪计测，发现厂家计测数据在0.1mm以内，入库计测数据在0.15mm以内，偏差0.05mm左右，其中1个克令吊法兰面平面度厂家数据0.1mm,入库计测数据0.44mm,偏差较大。反馈厂家调查，0.05mm左右偏差是厂家在法兰铣面加工后，焊接过渡段下端保型米字支撑时焊接应力引起的克令吊法兰面平面度偏差。较大偏差是厂家法兰铣面以后发现过渡段下端直径数据超差，通过保型米字支撑强行调整5mm引起，法兰面平面度突变0.34mm导致数据超差。所以确定过渡段下端的米字支撑是引起克令吊法兰面平面度变化主要因子。内业专用胎架上过渡段和筒体定位后计测数据与入库数据计测对比在0.01mm左右是计测偏差，判定过渡段和筒体入库到定位工序数据变化较小，非主要因子。内业专用胎架上过渡段和筒体对称装配结束后计测数据与内业定位数据对比数据偏差较大，数据计测点由较大突变，最大数据偏差2.83mm，数据合格率仅有12.5%。内业现场调查发现筒体与过渡段装配时，我们自己制作10.5米筒体局部失圆与过渡段对接处最大错位18mm，现场装配时将米字支撑的1根支撑割断，用外力强行进行错位量调整，导致克令吊法兰面平面度数据突变较大，最大数据偏差2.83mm，所以10.5米筒体局部失圆强行装配是引起变化主要因子。内业专用胎架上过渡段和筒体对称焊接结束后计测数据与内业装配后数据对比发现数据变化在（-0.10~+0.10）以内波动，所以是引起克令吊法兰面平面度变化主要因子。克令吊船上搭载定位后数据计测对比内业焊接后数据没有变化，是非主要因子。船上克令吊装配后计测数据对比船上定位后数据没有变化，是非主要因。船上克令吊焊接后计测数据对比船上焊接前数据没有变化，是非主要因子。

研究收集克令吊数据，查找规范相关规范标准，制定各工序科学合理的精控目标和精度控制作业基准。精度目标分解，按照各工序克令吊法兰面平面度精度控制难易程度，科学分解各阶段精控目标值，厂家法兰面铣床加工后法兰平面度控制在0.10mm以内，内业过渡段和筒体装配后克令吊法兰面平面度控制在0.15mm以内，内业过渡段和筒体焊接后克吊法兰面平面度控制在0.10mm以内，合计克令吊法兰面平面度偏差容许值：0.10mm+0.15mm+0.10mm=0.35mm,满足CSQS标准要求。完成各工序精度控制目标后，针对引起克令吊法兰面平面度变化的主要因子制定各工序精度控制作业要领。调整厂家保型米字支撑架设工位，厂家在过渡段锥形筒体和法兰毛坯件焊接后，计测过渡段高度和下端直径满足设计精度要求，架设保型米字支撑，然后再加工铣床加工法兰。规范内业装配手法，内业渡段和筒体装配时，班组首先对失圆筒体人工校圆，采用对称装配施工，减少外力进行强行装配，严禁借助过渡端强行装配，米字支撑在焊接过程中控制锥筒体变形量，在对接焊缝完成之前应保留，焊完之后再拆除。通过按照精度控制作业要领作业改善后，克令吊法兰面平面度得到有效的控制。

克令吊法兰面平面度精度超差问题超差处理方法。首先我们采用打磨方法局部磨平，把法兰面平面度局部最高点，采用局部磨平匹配后，使克令吊法兰平面度满足规范要求，这种方法成本低，但是只能处理局部高点，处理后法兰面光洁度差，如果大面积采用打磨处理，会影响后续交验工作。后来我们采用铣床镗平，用铣床可以处理任何兰面平面度超标问题，光洁度好，但处理成本比较高，处理1个克令吊法兰面需要成本约1.2万元。最后我们利用收集内业专用胎架上过渡段和筒体焊接后，克令吊法兰平面度数据影响变化在（-0.10~+0.10）以内波动这现象，说明焊接可以使克令吊法兰面数据变好，所以我们研究用火工或打开焊缝调整焊接释放应力法，来调整克令吊法兰面平整度超标问题。通过研究借助局部火工作业处理法兰面平面度局部超标问题处理范围在0.15mm左右。当法兰面平面度局部超标较大时打开焊缝释放约束应力，然后计测法兰平面度，根据法兰平面度数据偏差情况，调整打开焊缝的焊接顺序。来消除法兰面平面度问题。

通过我们对法兰面平面度精度超差问题开展精度控制和超差处理方法研究，确定引起法兰面平面度变化的主要因子，科学制定阶段精控目标，按照编制精控作业要领作业后。后续跟踪计测，克令吊法兰平面度焊后数据得到有效控制，合格率达到98%以上。通过这次研究我们不仅提高克令吊法兰平面度，降低克令吊法兰返修浪费，我们可以把克令吊的精度控制方法和超标处理经验拓展到轴系，舵系的控制上，来提高轴舵系精度控制调节能力，为轴舵系的预镗、预装作数据积累和铺垫。