解決船用配套難題 需國產高精設備作保障
http://www.sharifulalam.com 2009-01-14 10:43 來源：互聯網
船舶工業是一個技術密集、資金密集和勞動密集型產業。近10年來，中國船舶工業充分發揮了我國勞動力成本比較優勢，取得快速發展。在全球市場上所占的比重正在明顯上升，中國已經成為全球重要的造船中心之一。
根據中國船舶工業協會統計資料，2008年上半年，全國造船完工量1024萬載重噸，同比增長36%；新承接船舶訂單3664萬載重噸，同比下降14%；手持船舶訂單19217萬載重噸，同比增長82%。按照英國克拉克松研究公司對世界造船總量的統計數據，我國造船完工量、承接新船訂單和手持船舶訂單分別占世界市場份額26%、39%和34%。
大市場帶來新機遇
國際制造業的產業轉移，給中國船舶制造業的發展提供了大好的機遇。但設計能力落后、配套產業發展滯后將是制約行業發展的主要瓶頸。
根據《船舶工業中長期規劃》，我國將重點建設環渤海灣、長江口、珠江口三大造船基地，到2010年，我國自主開發、建造的主力船舶達到國際水平，年造船能力達到2300萬載重噸，年產1700萬載重噸，國產的船用設備平均裝機率達到60%以上。“十一五”末，中國造船產量要占世界市場份額25%以上；到2015年，中國造船產量占世界份額將達到35%以上，成為世界一流造船大國。
我國造船量雖然已位居世界前列，但造船技術與國外先進水平相比，相差10年以上。尤其是船舶配套能力不足，關鍵配套件依賴進口，這已經成為中國造船業發展的瓶頸，船用關鍵設備幾乎80%需要進口，日本、韓國的自給率則在90%以上，因此，解決船用配套設備及關鍵零部件是我國船舶制造業發展的關鍵。
船舶工業的發展，對機床工業的需求明顯增強，為我國機床工業的發展和提高提供難得的商機。發展我國船舶工業，必須克服船用關鍵配套設備依賴進口的瓶頸，提高關鍵配套設備自主開發和制造能力。形成船用關鍵配套設備依賴進口這個瓶頸的一個主要原因在于高檔重型數控加工設備不能滿足船舶關鍵零件的加工要求，因此，解決船用關鍵配套設備制造所急需的高檔數控機床，特別是重型、精密的數控機床就成為當務之急。
多為大重型設備
中低速柴油機的機座、機架、曲軸、連桿、缸蓋以及螺旋槳、舵軸等大件的機械加工是船舶制造企業技改設備投入的重點。機座、機架的加工設備主要是數控龍門鏜銑床、龍門加工中心，要求龍門寬度不小于8m，定位精度≤0.016/1000mm、重復定位精度≤0.01mm。目前中低速柴油機的機座、機架主要加工設備有德國瓦德里希"科堡公司的數控龍門鏜銑床、國產的龍門移動式數控鏜銑床和數控立車。低速柴油機曲軸加工的主要設備有重型曲軸旋風切削加工中心、曲軸磨床和臥式車銑中心等設備。大型船用螺旋槳加工的關鍵設備有五坐標聯動數控龍門銑床、五坐標聯動數控立式銑車床。目前韓國有最大可加工直徑11m螺旋槳的數控龍門銑床；德國和日本生產的設備可以加工最大螺旋槳直徑為10.4m；而我國可加工最大螺旋槳直徑為9m。
柴油機連桿、曲拐、缸蓋等零件的主要加工設備是數控龍門鏜銑床、大型數控立車、重型數控臥車和臥式加工中心。
現代大型船舶的關鍵配套設備幾何尺寸大，精度要求高，因此要求加工設備的規格大、功率大、扭矩大和精度高。如當前我國可加工的最大螺旋槳直徑為9m，隨著大型船舶的發展，需要能夠加工直徑11m螺旋槳的7軸5聯動的數控車銑床，而且對加工精度和表面粗糙度都提出更高要求。
現代大型船舶要求更高的推進效率，更低的噪聲，對螺旋槳推進器等關鍵配套設備的加工精度要求高。因此需要采用車銑復合機床一次成形加工完成。如以車削方式實現輪轂內孔及螺紋的加工；以銑削方式完成螺旋槳葉面和葉背、導邊和隨邊輪廓、輪轂和葉面過渡圓角等表面的加工。
而用于加工大型低速柴油機機座、機架加工的設備，不僅需要主軸功率大，扭矩大，還需要加工精度高，并配備相應的檢測設備。低速柴油機曲軸的加工，多采用數控重型車銑復合加工中心，要求其回轉直徑要大，要有近100噸的承載能力。
根據零件的特點進行切削參數的優化和工藝方式的優化，如根據螺旋槳的幾何特性，葉片加工面分為非重疊區域和重疊區域，并分別采用標準銑頭和特殊銑頭進行加工，以解決葉片根部的加工問題，但對于大型螺旋槳，由于滑枕承受的顛覆力矩過大對機床的壽命影響很大，因此仍是有待攻克的難題。
此外，基于三維數字化模型的大型螺旋槳的在線測量與質量評估功能，需要解決測點的規劃及測量軌跡自動生成技術、基于葉片曲面匹配的加工余量的計算和預估技術、螺旋槳葉片的在線質量評估技術；基于三維數字化模型的大型螺旋槳鑄造毛坯誤差和加工余量快速測算技術等。也是將來國產設備要努力的方向。
總體來說，大型船舶的關鍵加工件集中在大功率柴油機的機座、機架、氣缸體、缸蓋活塞桿、十字頭、連桿、曲軸，以及減速箱傳動軸、舵軸和推進器（螺旋槳）等，關鍵加工件材質為特種合金鋼，一般為小批加工，要求加工成品率100%。關鍵加工件具有重量大，形狀復雜、精度高，加工難度大等特點，需要具有大功率、大扭矩、高可靠性以及多軸的重型、超重型數控機床和專用加工機床，如重型、超重型數控龍門鏜銑床，大型旋風車床，數控重型龍門銑和重型數控落地鏜、數控車、磨床、深孔鉆床，以及大型鋼板壓制、酸洗、熱處理和火焰切割機等。
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