一种船舶舵叶安装方法及施工系统与流程

1.本技术属于船舶技术领域，特别是涉及一种船舶舵叶安装方法及施工系统。


背景技术：

2.舵叶安装是船舶下水前必要完成的工作项目，在安装舵叶前，挂舵臂已经安装完成，难以继续使用吊车直接将舵叶吊装到安装位置，必须使用专用工装或者是使用手拉葫芦将舵叶运送到安装位置进行安装，在安装舵叶的过程中首先要将舵叶的内孔与挂舵臂内孔对中，由于舵叶外形尺寸和重量较大，要把四个内孔对准到统一中心十分困难，否则舵杆吊装时无法顺利插装。
3.传统的舵叶安装方式采用多个葫芦将舵叶悬吊在挂舵臂上，通过控制每个葫芦来调节舵叶的位置进行内孔对中，并且需要一名身材瘦小的工人在内孔里检查对中状态，最后塞装舵杆，这种方式耗时耗力，安全系数低，已逐渐被淘汰。
4.现有技术中提供了一套轨道式舵叶安装工装：先将安装平台的轨道定位好铺在船舶艉部，将艉部安装平台吊装在轨道上，然后将舵叶吊装至艉部平台上，开动艉部安装平台将舵叶运送到安装位置；调节舵叶的位置，对中完成之后进行舵杆塞装工作。此方法弊端为艉部安装平台行进方向单一、换向时需要人工对轨道进行换装，需消耗极大的人力成本和时间成本；受到现场施工环境的约束，自身结构庞大的艉部安装平台的适用性也较低，难以大范围推广应用。
5.因此，需要提供一种针对上述现有技术中的不足的改进技术方案。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种船舶舵叶安装方法及施工系统，用于解决现有技术中存在的舵叶安装轨道铺设困难、安装过程内孔难以对准和人力成本过高等问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种船舶舵叶安装方法，所述船舶舵叶安装方法包括以下步骤：
8.s1：将辅助工装吊装并固定至模块车上；
9.s2：将舵叶起吊并悬停，所述模块车行驶至舵叶下方，调整所述辅助工装的装载角度，直至所述辅助工装的中心线与起吊的舵叶中心面位于同一垂面上，舵叶下放至所述辅助工装上；
10.s3：调整所述辅助工装两侧的夹持机构使其朝向舵叶移动并相对夹持舵叶，对舵叶后端两侧进行横向限位；
11.s4：调整舵叶至所需安装高度，调整所述模块车中心线与舵系中心线位于同一垂直面上；
12.s5：所述模块车行驶至挂舵臂处，以使舵叶内孔与挂舵臂内孔相对；
13.s6：启动所述辅助工装两侧的导向机构，对舵叶前端进行角度调整，使舵叶内孔与
挂舵臂内孔同轴对齐，舵叶安装到位。
14.在一个实施方式中，步骤s1还包括根据舵叶的型号选择与舵叶尺寸对应的辅助工装的步骤。
15.在一个实施方式中，步骤s1还包括：
16.根据舵叶结构，在辅助工装上标记舵叶放置的中心位置和纵向尺寸边界位置。
17.在一个实施方式中，步骤s3还包括：
18.驱动所述导向机构旋转直至导向机构与舵叶的接触面呈垂直状态。
19.在一个实施方式中，步骤s3还包括：
20.驱动一侧所述夹持机构推动舵叶横向位移，对侧所述夹持机构辅助夹持舵叶，两个所述夹持机构同步后撤，使舵叶中心面与所述模块车中心线对齐。
21.在一个实施方式中，步骤s6中舵叶前端角度调整方法为：所述导向机构抬升至预设接触高度范围内，随后，两侧所述导向机构相对运动直至均与舵叶相抵，一个所述导向机构推动舵叶调整角度，另一个所述导向机构辅助夹持舵叶，两个所述导向机构同步驱动完成舵叶角度调整过程。
22.在一个实施方式中，所述安装方法还包括：
23.s7：吊装舵杆，将舵杆插入同轴对齐的舵叶内孔与挂舵臂内孔内。
24.本技术还提供一种舵叶安装的施工系统，包括辅助工装、模块车、吊具及控制系统，其中：
25.所述辅助工装用于用于搭载舵叶，并装配于所述模块车上；
26.所述吊具用于将舵叶起吊并架设于所述辅助工装上；
27.所述控制系统与所述辅助工装和所述模块车连接，通过外部操控执行所述辅助工装和所述模块车的动作指令。
28.在一个实施方式中，所述辅助工装还包括：
29.基础支座；
30.导向机构，相对设置于所述基础支座的上方，所述导向机构与舵叶两侧的前端舵板相抵，用于控制舵叶的安装角度；
31.支撑机构，相对设置于所述基础支座的上方，所述支撑机构之间形成一空隙，用于放置舵叶；
32.夹持机构，设置于所述支撑机构上，所述夹持机构与舵叶两侧的后端舵板相抵，用于控制舵叶的架设位置。
33.与现有技术相比，本技术提供的技术方案具有以下有益效果：
34.1、本技术的船舶舵叶安装方法摒弃了传统轨道式安装方式，通过将辅助工装与模块车的结合，减小了工装占地面积，实现多角度多方向运输，减少了轨道铺设施工，安装时也无需人力拉动换向，舵叶安装更加省时高效。
35.2、本技术提供的舵叶安装方法包括对舵叶多角度的调整和定位，安装精度更高，通过夹持机构对舵叶的横向限位，使舵叶中心面与轴系初步校准，通过导向机构对舵叶前端的角度调整，微调舵叶内孔的位置，使舵叶内孔与挂舵臂内孔对齐，便于舵杆顺利插入，安装完成后，模块车带动辅助工装后撤退出安装区域即可，无需拆卸轨道或吊点，保护了施工现场和船舶结构的完整性。
附图说明
36.图1为本技术船舶舵叶安装方法流程图；
37.图2为模块车行驶至船艉处的状态示意图；
38.图3为舵叶安装到位的状态示意图；
39.图4为本技术方法采用的辅助工装结构示意图；
40.图5为导向机构的结构示意图；
41.图6为夹持机构的结构示意图。
42.附图标记说明：
43.1、基础支座；
44.2、导向机构；201、第一导向部；202、第二导向部；203、第一滚轮；204、旋转支座；
45.3、支撑机构；
46.4、夹持机构；401、旋转夹板；402、滚轮组；
47.5、模块车。
具体实施方式
48.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与原理。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。
49.需要说明的是，请参阅图1至图6，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
50.实施例1
51.本技术实施例公开了一种船舶舵叶安装方法，参见图1～3，舵叶安装方法包括以下步骤：
52.s1：将辅助工装吊装并固定至模块车5上；
53.具体过程为：首先根据舵叶的型号，特别是舵叶的高度和纵向尺寸选择与舵叶匹配的辅助工装和模块车5，能够极大的减少后期安装过程中需要调整的角度和位移量，也更利于舵叶在辅助工装上的平稳输送，辅助工装的基础支座1上间隔配置螺栓和吊耳，分别用于将辅助工装与模块车5固定连接和辅助工装的整体吊装，同时将辅助工装的电伺服控制系统与辅助工装各个执行机构之间的液压管路和电信号线等设备接通。
54.选择出对应型号的辅助工装后，根据舵叶结构，在辅助工装的基础支座1上标记舵叶放置的中心位置和纵向尺寸边界位置，当舵叶吊设至基础支座1上时能够置于误差允许范围内，进一步减少后期的导向和位移操作频率。
55.s2：将舵叶起吊并悬停，模块车5行驶至舵叶下方，调整辅助工装的装载角度，直至辅助工装的中心线与起吊的舵叶中心面位于同一垂面上，舵叶下放至辅助工装上；
56.具体过程为：在舵叶下放前，辅助工装上的导向机构2和夹持机构4均未启动，为舵叶吊的下放提供足够的宽度，防止舵叶与相关机构发生碰撞，当舵叶进入支撑机构3的支撑
区域内时，启动导向机构2和夹持机构4，减小其与舵叶两侧舵板的相对距离，给舵叶提供一个横向的预支撑作用，当舵叶底部接触基础支座1之前，调整模块车5的前后位置，使舵叶底部边界与基础支座1上的位置标记对齐，将舵叶平稳缓慢的置于基础支座1上，舵叶后端位于支撑机构3的限位区域内，舵叶前端位于导向机构2的夹持区域内，随后吊具卸除，起吊海底螺母，悬挂于支撑机构3的吊码后，吊具离开安装区域。
57.s3：辅助工装两侧的夹持机构4朝向舵叶移动并相对夹持舵叶，对舵叶后端两侧进行横向限位；
58.具体过程为：辅助工装两侧的夹持机构5均朝向舵叶移动并与舵叶接触，由于舵叶吊设至基础支座1上时，无法通过吊具精确吊装定位，舵叶中心面与基础支座1的中心线存在一定角度偏差，此时驱动一侧夹持机构4推动舵叶横向位移，对侧夹持机构4仅与舵叶舵板接触，辅助夹持舵叶，防止其在横移过程中倾倒，两个夹持机构4同步移动，使舵叶中心面与模块车5的中心线对齐，此时两侧夹持机构4夹紧舵叶对舵叶进行横向的固定和限位。
59.s4：调整舵叶至所需安装高度，调整模块车5的中心线与舵系中心线位于同一垂直面上；
60.具体过程为：模块车5上预装有顶升机构，当舵叶在辅助工装上的横向位置固定后，整体抬升辅助工装来调整舵叶至所需安装高度，当舵叶的内孔底部平面与挂舵臂的内孔顶部平面平齐时，高度定位；此时再次驱动模块车5，调整模块车5的位置使其中心线与轴系中心线位于同一垂直面上，达到模块车5的中心线，舵叶中心面和轴系中心线均位于同一平面
61.s5：模块车5沿朝向挂舵臂行驶，舵叶内孔与挂舵臂内孔位置相对时模块车5停止。
62.s6：启动辅助工装两侧的导向机构2，对舵叶前端进行角度调整，使舵叶内孔与挂舵臂内孔同轴对齐，舵叶安装到位。
63.具体过程为：启动辅助工装两侧的导向机构2，首先调整导向机构2的朝向，导向机构2的前端竖直设置第一滚轮203，直至导向机构2旋转至第一滚轮203垂直于与其相对的舵板。角度调整完成后，导向机构2抬升至预设接触高度范围内，应当理解的是，调整导向机构2的导向高度的目标是为了使第一滚轮203对舵板的夹持更加稳定，若夹持高度过低，则重心不稳容易使舵叶倾翻，若夹持高度过高，则不易驱动舵叶的位移，通常以夹持点在舵叶的中下方位置为宜，以高度为7m的舵叶为例，夹持范围应设为2m～3m之间；随后，两侧导向机构2相向运动直至均与舵叶相抵，此时其中一个导向机构推动舵叶调整角度，对侧另一个导向机构辅助夹持舵叶，两个导向机构同步驱动完成舵叶角度调整过程，直至舵叶内孔与挂舵臂内孔完全轴对齐。
64.s7：吊装舵杆，将舵杆插入同轴对齐的舵叶内孔与挂舵臂内孔内。
65.具体过程为：舵叶精确定位于挂舵臂的安装位置后，需要吊具辅助吊设舵杆，将舵杆插入同轴对齐的舵叶内孔与挂舵臂内孔内，完成舵叶的安装定位，随后将吊码上预设的海底螺母取下装至舵杆底部，完成舵叶在挂舵臂上的锁紧工作。
66.实施例2
67.本实施例提供了一种船舶艉轴的施工系统，为了方便描述，现定义坐标系如图4所示，定义x轴向为第一方向，即横向；定义y轴向为第二方向，即纵向；定义z轴向为第三方向，即垂向。
68.参见图4～6，舵叶安装的施工系统，包括辅助工装、模块车5、吊具及控制系统，其中：
69.吊具用于将舵叶起吊并架设于辅助工装上，吊具还可以完成海底螺母的预吊设工作；
70.控制系统与辅助工装和模块车5连接，通过外部操控执行辅助工装和模块车5的动作指令。
71.辅助工装用于用于搭载舵叶，并装配于模块车5上。辅助工装具体包括基础支座1，基础支座1上相对设置两个导向机构2和两个支撑机构3，其中导向机构2与舵叶两侧的前端舵板相抵，用于控制舵叶的安装角度；支撑机构3之间形成一空隙，用于放置舵叶；支撑机构3上对称设置多个夹持机构4，夹持机构4与舵叶两侧的后端舵板相抵，用于控制舵叶的架设位置。
72.其中夹持机构4包括与舵叶后端舵板接触的滚轮组402，滚轮组402至少包括两个水平并列设置的滚轮，滚轮组402可旋转的设置于旋转夹板401上，旋转夹板401由油缸驱动横移，由于舵叶具有不规则流线型的舵板表面，故滚轮组402的滚轮将先后接触舵板，在夹持机构4驱动横向限位过程中，当其中一个滚轮接触舵板后，减缓夹持机构4的夹持速度，使另一个滚轮平缓的接触舵板，给舵板后端提供线性压力，比单一滚轮相对夹持限位更加稳定可靠。
73.其中导向机构2包括相对于基础支座1可旋转的旋转支座204，旋转支座204顶部设置第一导向部201，第一导向部201顶部设置第二导向部202，第二导向部202前端设置第一滚轮203，其中第一导向部201为四连杆导向结构，能够在垂直平面内改变第一滚轮203的位置和角度，主要起调节高度的作用，辅助以调节角度；第二导向部202为伸缩钢驱动三角连接板带动第一滚轮203在垂直平面内位移，主要起调节与舵叶间距的作用，辅助以调节角度。首先控制第一导向部201调节导向高度，达到预设高度范围内后，控制第二导向部202向前推动第一滚轮203直至其与舵叶接触，给舵叶的舵板施加向下的压力和向前的推动力，为舵叶提供更稳定的夹持作用。
74.综上所述，本技术提供一种船舶舵叶安装方法和施工系统，舵叶安装方法包括对舵叶多角度的调整和定位，安装精度更高，通过夹持机构对舵叶的横向限位，使舵叶中心面与轴系初步校准，通过导向机构对舵叶前端的角度调整，微调舵叶内孔的位置，使舵叶内孔与挂舵臂内孔对齐，便于舵杆顺利插入，安装完成后，模块车带动辅助工装后撤退出安装区域即可，无需拆卸轨道或吊点，保护了施工现场和船舶结构的完整性强；施工系统通过将辅助工装与模块车的结合，减小了工装占地面积，实现多角度多方向运输，减少了轨道铺设施工，安装时也无需人力拉动换向，舵叶安装更加省时高效。所以，本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
75.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种船舶舵叶安装方法，其特征在于，所述船舶舵叶安装方法包括以下步骤：s1：将辅助工装吊装并固定至模块车上；s2：将舵叶起吊并悬停，调整所述辅助工装的装载角度，直至所述辅助工装的中心线与起吊的舵叶中心面位于同一垂面上，舵叶下放至所述辅助工装上；s3：调整所述辅助工装两侧的夹持机构使其朝向舵叶移动并相对夹持舵叶，对舵叶后端两侧进行横向限位；s4：调整舵叶至所需安装高度，调整所述模块车中心线与舵系中心线位于同一垂直面上；s5：所述模块车行驶至挂舵臂处，以使舵叶内孔与挂舵臂内孔相对；s6：启动所述辅助工装两侧的导向机构，对舵叶前端进行角度调整，使舵叶内孔与挂舵臂内孔同轴对齐，舵叶安装到位。2.根据权利要求1所述的船舶舵叶安装方法，其特征在于，步骤s1还包括根据舵叶的型号选择与舵叶尺寸对应的辅助工装的步骤。3.根据权利要求1所述的船舶舵叶安装方法，其特征在于，步骤s1还包括：根据舵叶结构，在辅助工装上标记舵叶放置的中心位置和纵向尺寸边界位置。4.根据权利要求1所述的船舶舵叶安装方法，其特征在于，步骤s3还包括：驱动一侧所述夹持机构推动舵叶横向位移，对侧所述夹持机构辅助夹持舵叶，两个所述夹持机构同步移动，使舵叶中心面与所述模块车中心线对齐。5.根据权利要求1所述的船舶舵叶安装方法，其特征在于，步骤s6还包括：驱动所述导向机构旋转直至导向机构与舵叶的接触面呈垂直状态。6.根据权利要求1所述的船舶舵叶安装方法，其特征在于，步骤s6中舵叶前端角度调整方法为：所述导向机构抬升至预设接触高度范围内，随后，两侧所述导向机构相对运动直至均与舵叶相抵，一个所述导向机构推动舵叶调整角度，另一个所述导向机构辅助夹持舵叶，两个所述导向机构同步驱动完成舵叶角度调整过程。7.根据权利要求1所述的船舶舵叶安装方法，其特征在于，所述安装方法还包括：s7：吊装舵杆，将舵杆插入同轴对齐的舵叶内孔与挂舵臂内孔内。8.一种舵叶安装的施工系统，其特征在于，包括辅助工装、模块车、吊具及控制系统，其中：所述辅助工装用于用于搭载舵叶，并装配于所述模块车上；所述吊具用于将舵叶起吊并架设于所述辅助工装上；所述控制系统与所述辅助工装和所述模块车连接，通过外部操控执行所述辅助工装和所述模块车的动作指令。9.根据权利要求8所述的施工系统，其特征在于，所述辅助工装还包括：基础支座；导向机构，相对设置于所述基础支座的上方，所述导向机构与舵叶两侧的前端舵板相抵，用于控制舵叶的安装角度；支撑机构，相对设置于所述基础支座的上方，所述支撑机构之间形成一空隙，用于放置舵叶；夹持机构，设置于所述支撑机构上，所述夹持机构与舵叶两侧的后端舵板相抵，用于控
制舵叶的架设位置。

技术总结
本申请提供一种船舶舵叶安装方法及施工系统，方法包括以下步骤：S1：将辅助工装固定至模块车上；S2：调整辅助工装的角度直至辅助工装的中心线与起吊的舵叶中心面位于同一垂面，下放舵叶；S3：舵叶后端两侧横向限位；S4：调整舵叶至所需安装高度，调整模块车中心线与舵系中心线位于同一垂直面；S5：模块车行驶至挂舵臂处，舵叶内孔与挂舵臂内孔相对；S6：舵叶前端角度调整，使舵叶内孔与挂舵臂内孔同轴对齐。本申请的舵叶安装方法包括对舵叶多角度的调整和定位，安装精度更高，安装完成后，模块车带动辅助工装后撤退出安装区域即可，无需拆卸轨道或吊点，保护了施工现场和船舶结构的完整性。性。性。


技术研发人员：刘炜 曹曙光 陈炜 缪逢吉 翟清霖 严健国 王庭虎
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/4/28