VOITH VSP推进器安装程序及精度控制要点

摘 要：VSP推进器，系德国VOITH公司生产的Voith Schneider Propeller摆线推进器，具有出众的操纵性，结构紧凑，操作方便。但因其造价相比同规格其他形式的推进器高出许多，安装要求也较高，所以在普通船舶上运用较少。文章主要介绍大型VSP推进器的安装程序以及要点，通过理论与实际的结合，为相似工程提供成功的案例。

关键词：VSP推进器；安装程序；精度控制

1 VOITH VSP推进器简介

本文中的VSP推进器将安装于一艘A2SEA新一代风电安装船上，由于该船需长期行驶于码头与近海风车安装区域，同时需长时间定位于安装区域进行作业，因此对操纵性要求较高，故选用此推进器。

推进器型号：36R2 ECR/285-2；形式：全回转可调距；主体重量：72.3T。

马达型号：SIMENS 1RN4.636-4HM90-Z；输出功率：3800kW；转速：1200/min。

推进器组成：舱内主体部分，以及桨叶（每台推进器6只）。

图1所示为VSP推进器安装完工图。

图1 VSP推进器安装完工图

2 VSP推进器安装要求

2.1 推进器围井（底座）的安装精度要求

推进器围井法兰面与船底板要平行，允许的偏差范围为：±5mm；围井法兰面与围井的开孔，两者要保证一定的同心度，以保证推进器安装后壳体与围井的间隙能基本一致，允许的偏差范围为：±3mm；同时，与围井连接的面板和加强筋应尽可能地布置在围井法兰面螺栓孔中心。围井法兰面粗糙度Ra为12.5？滋m至25？滋m的区域，为垫片密封区域，必须进行细致的精加工，以保证密封性。

2.2 推进器围井的加工精度要求

推进器围井装焊完成后，根据厂家图纸尺寸要求，对围井进行机加工。图2所示为围井现场机加工图。

图2 围井机加工

围井法兰面必须用可回转的铣刨机器进行加工，加工精度必须控制在以下公差范围内（如有必要，端面应进行打磨）：在围井法兰面支撑脚区域，端面高度变化应控制在±0.1mm内，这一区域的面积（主要承受部位）沿法兰端面周长方向，应为每一支撑脚宽度的1.5倍；推进器本体底脚间的底面，每一螺栓孔端面高度变化可以容许在±0.3mm内。需要注意的是，在确定转进法兰面的高度时，必须要考虑平面密封垫的2mm的厚度。围井法兰面密封垫被分割成几段，每两段之间用燕尾槽的形式来进行连接。底脚安装螺栓为8.8级，M36的贯穿螺栓，预紧力为2450NM。在推进器安装后的48小时内，需要检查螺栓的扭力，密封垫的压缩会导致螺栓预紧力的缺失。

围井机加工后的主要尺寸及精度要求为：法兰面与外底板的平行度：±5mm；法兰面距外底板的高度：948+5mm；法兰面内孔直径：4515+5mm；法兰面支撑脚区域平面度：±0.1mm，其他区域：±0.3mm；法兰面（支撑脚区域）粗糙度Ra为12.5？滋m至25？滋m。

其中，推进器围井平面度采用德国普卢福激光测平仪LEVALIGN Ultra进行测量，如图3所示为测量示意图，测量后自动生成三维测量报告，如图4所示。

图3 推进器围井平面图测量示意图

图4 推进器围井平面测量报告

2.3 推进器配套设备及连接件的安装要求

推进器重力油柜一般需安b在靠近推进中线的纵壁板的最高位置。尽管如此，安装的高度（离推进器的中心线）最低为0.5m，最高为2.0m，以便在推进器端能清楚地看到液压计。

推进器液压单元（HPU），需要安装在推进器附近，通过软管与推进器液压管路连接。在推进器本体上有一段装有截止止回阀的透气管，用于推进器转体与围井之间的空气流通。透气管应安装在距离水线以上最高的位置，并安装鹅颈弯和止回阀。

3 VSP推进器主要安装程序

3.1 推进器本体安装

3.1.1 本体安装前的准备工作

在推进器围井机加工完成后，开始进行推进器的预装，来确认推进器的最终安装位置，以及法兰面螺栓孔的中心。预装前，在围井法兰的四个对角方向，焊接推进器安装的导向板，以便在安装过程中，调节推进器的位置。

在推进器的4个吊点上，其中2个吊点，选择可调节的吊索具（螺旋扣或者手拉葫芦等），以便来调整推进器的角度。

推进器安装到围井以后，通过以下几点来确定最终的安装位置。（1）推进器本体法兰面上的中心线应与船体结构的中心相对应。（2）推进器转体与围井之间的同轴度偏差范围为±3mm。（3）推进器转体的底部与船体外板的距离偏差范围为±5mm。（4）推进器转体与围井之间的间隙值，在整个圆周范围内应该尽可能一致。

在安装位置最终确认后，将围井法兰面的螺栓孔做好标记，将推进器再吊回场地。然后开始围井法兰面的钻孔。在某些特殊情况下，螺栓孔会正好在结构加强筋的顶部，将无法使用贯穿螺栓。因此在这些位置，应进行攻丝，再选用合适的螺栓安装。

此外，在最终安装之前，还应首先对整个围井区域的油漆进行检查确认，对破损区域进行修补。而后将防油和防水的密封垫安装在围井法兰面上，并用平面密封胶进行胶结。

3.1.2 本体安装

底座螺栓孔钻好之后，即可进行最终推进器本体的安装。推进器本体吊装到位后，安装所有紧固螺栓，并打好扭力。同时，每台推进器都需要安装3根定位销或者紧配螺栓来定位。

一般情况下，推进器在安装完成之后，并且在下水前，需要加注滑油。但是如果在桨叶安装前，推进器下口有闷板闷堵，也可以在桨叶安装完成后再加油。

3.2 推进器桨叶安装

桨叶安装之前，船舶需要提升一个不小于围井高度的高度，即推进器围井的外板距离地面需要有一定的高度，供桨叶安装。同时需要对推进器本体的安装情况进行再一次的检查，各项数据需经厂家服务工程师确认。桨叶安装需制作专用的工装，并借助叉车、高架车等设备来进行安装。

桨叶安装完成之后，应将整个推进器外表面包括桨叶都做上防污漆，避免推进器及桨叶因长时间静止在水下而滋生海生物，海生物不仅会对设备表面造成损坏，也会增加船舶阻力而影响航速。图5所示为推进器及桨叶油漆保护。

图5 推进器及桨叶油漆保护

3.3 推进器马达及中间轴安装

推进器马达根据推进器的中心线来进行定位。需要注意，马达的转向需要与推进器保持一致，即同为顺时针或者同为逆时针。

图6 轴系对中精度要求

根据规范，应在浮态状态下进行轴系对中。可以制作刚性的假轴替代中间轴来进行对中工作。可以用激光对中仪，或者百分表来进行对中检查。对中完成后，根据图纸尺寸要求，进行中间轴的安装，图6所示为轴系对中精度要求。

3.4 推进器配套设备安装

推进器安装过程中，同步进行配套设备的安装，主要包括：重力油柜、推进器本体透气管及阀、液压单元（HPU）、滑油单元、滑油滤器、液压油滤器等。

3.5 滑油及液压油加注

在推进器设备及相连管路安装到位之后，进行滑油及液压油的加注。加油完成后，系统就具备调试及试验的条件了。

4 结束语

VSP推进器对安装的精度要求较高，所以在安装过程中，安装精度的控制尤为重要，必须符合厂家提供的安装说明书及图纸要求。在推进器安装之前，需要仔细研读厂家说明书，并与厂家服务工程师保持沟通。只有充分理解产品的安装要求，同时做好现场的精度控制，才能保证推进器准确、高效地安装，同时也不会影响推进器的使用性能。

参考文献

[1]黄胜.船舶推进节能技术与特种推进器[M].哈尔滨工程大学出版社，2007.

[2]徐茂功.公差配合与技术测量[M].机械工业出版社，2008.

[3]李德堂.海洋平台轮机系统设计[M].海洋出版社，2016.

作者简介：沈丽兰（1986-），女，硕士研究生，讲师，研究方向：轮机工程。

林立营（1984-），男，学士，工程师，研究方向：海洋工程制造。