陳濤

摘 要：介紹了螺旋槳液壓無鍵聯(lián)接的基本原理，106M客滾船螺旋槳與艉軸聯(lián)接的結(jié)構(gòu)形式以及相關(guān)參數(shù)和計(jì)算方法，通過計(jì)算得出螺旋槳與艉軸無鍵聯(lián)接時(shí)的過盈量、軸向壓入量、徑向表面壓力等數(shù)據(jù)，為螺旋槳與艉軸無鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)及安裝提供了理論依據(jù)和技術(shù)保證。

關(guān)鍵詞：螺旋槳 液壓 無鍵聯(lián)接 計(jì)算 安裝

1.引言

螺旋槳在船舶推進(jìn)中起著非常重要的作用，螺旋槳與艉軸是采用有鍵機(jī)械聯(lián)接或者液壓無鍵套合聯(lián)接來傳遞扭矩，其安裝的可靠性直接會(huì)影響船舶的正常航運(yùn)。隨著現(xiàn)代造船技術(shù)的發(fā)展，由于螺旋槳與軸無鍵安裝聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，避免了螺旋槳軸上加工鍵槽而引起軸的應(yīng)力集中，因此螺旋槳與艉軸無鍵聯(lián)接得到廣泛應(yīng)用。

原106M客滾船的螺旋槳與艉軸是有鍵聯(lián)接安裝，現(xiàn)對(duì)后續(xù)船考慮進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，螺旋槳與艉軸采用無鍵聯(lián)接安裝。該船入級(jí)CCS船級(jí)社。需有效計(jì)算其裝配過盈量、槳轂壓入量、壓入力等數(shù)據(jù)。

2.基本原理及結(jié)構(gòu)形式

螺旋槳與艉軸無鍵聯(lián)接，主要是通過油壓使螺旋槳錐孔在材料彈性變形范圍內(nèi)發(fā)生徑向膨脹，同時(shí)采用液壓螺母的軸向壓力將螺旋槳定量推入，當(dāng)軸向壓入量達(dá)到所需要的壓入量后，軸向保壓不變，卸去徑向油壓，從而使螺旋槳轂收縮固定在軸的椎體部位上，螺旋槳與軸形成過盈配合，槳與軸便可靠地聯(lián)接在一起，從而可傳遞扭矩。

為了確保螺旋槳傳遞扭矩所必須的過盈量，螺旋槳套合到艉軸上就必須有一定的軸向壓入量。因此按CCS規(guī)范進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。該船螺旋槳轂分長(zhǎng)度690mm，大端直徑600mm，小段直徑560mm，艉軸錐度1：20，其他相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

3.計(jì)算參數(shù)

螺旋槳液壓無鍵聯(lián)接計(jì)算所需的主要參數(shù)包括主機(jī)傳遞到螺旋槳的額定功率、轉(zhuǎn)速、螺旋槳軸及螺旋槳的性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)，具體如表1所示。

當(dāng)安裝溫度t在0℃ ～35℃變化時(shí)，可計(jì)算出不同情況下的軸向油壓Pa作為參考。

5.安裝

螺旋槳在上船安排前要進(jìn)行螺旋槳轂孔與螺旋槳軸椎體配合面的拂配，須經(jīng)過著色檢驗(yàn)，滿足接觸面積不小于75%的規(guī)定，沾油點(diǎn)均布，每25X25mm上不少于3點(diǎn)，槳轂前后兩端貼合較好，用0.03mm塞尺插入深度不應(yīng)超過10mm，安裝前須保證螺旋槳與軸結(jié)合面清潔。

安裝時(shí)用半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)實(shí)測(cè)螺旋槳和螺旋槳軸的溫度，按插入法計(jì)算出軸向壓入量。在螺旋槳軸前端面前安裝百分表，以便測(cè)量螺旋槳在槳軸上安裝時(shí)的軸向壓入量。，擴(kuò)孔式液壓安裝螺旋槳的壓進(jìn)量分兩個(gè)階段完成。

第一階段為干裝配壓進(jìn)螺旋槳，采用實(shí)測(cè)法確定螺旋槳安裝的零位線。首先對(duì)螺旋槳軸向起壓，施加一軸向推力F0后，將百分表讀數(shù)調(diào)至零點(diǎn)，然后將軸向力加大到F1，讀出百分表讀數(shù)L1，依次將軸向力加大到F2，F(xiàn)3…，同時(shí)讀出百分表讀數(shù)L2，L3…，一般作4～5點(diǎn)即可，根據(jù)坐標(biāo)作F-L圖（如圖3），點(diǎn)A即為螺旋槳軸向壓入量的零位。

第二階段為濕裝配壓進(jìn)螺旋槳。向槳、軸配合面泵油，使配合孔擴(kuò)大，而后軸向加壓繼續(xù)把螺旋槳壓到需要的軸向壓入量L，該軸向壓入量應(yīng)以零位線開始計(jì)算（如圖3所示），用實(shí)測(cè)求得的零位線顯然是合理的。

6.結(jié)束語

通過上述計(jì)算及安裝描述，為106 米客滾船螺旋槳無鍵聯(lián)接的優(yōu)化設(shè)計(jì)、過盈量配合、安裝實(shí)際溫度下的最小和最大壓入量、表面壓力及軸向油壓、螺旋槳安裝等提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。同時(shí)也為其他同類型船舶的螺旋槳無鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)和安裝提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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