船用螺旋槳拂配工藝技術研究

歐海真　陳俊發　吳瑤

摘 要：本文簡單的介紹了船用螺旋槳的常規修理工藝，并以某輪螺旋槳拂配工程為例，對船用螺旋槳與尾軸的拂配技術進行了詳細的探討。

關鍵詞：螺旋槳；拂配；修理工藝；技術

中圖分類號：U671.91 文獻標識碼：A

1 引言

螺旋槳修理是船舶修理中經常遇到的工程，大中型船舶的螺旋槳大多為銅合金材料。因海損觸礁、機械事故、海水腐蝕、空泡腐蝕、鑄造及熱處理缺陷等原因，使螺旋槳經常發生不同程度的損壞，其中海損觸礁造成的后果最為嚴重。螺旋槳由于海損觸礁會發生斷裂， 造成尾軸振動大、能量消耗大等問題。

2 船用螺旋槳常規修理工藝

2.1 螺旋槳的檢驗

（1）外觀檢驗：包括導流帽是否有損傷、裂紋；葉片是否有腐蝕、磨損、裂紋、崩裂、彎曲或折斷；槳轂內錐面是否有銹蝕、裂紋，以及鍵槽與鍵配合是否良好；

（2）測量螺距：包括螺旋槳的螺距及其他參數。

2.2 拋光、著色檢查

拋光旨在提高推進效益及消除應力集中現象，可根據船東意見采用粗拋或精拋，精拋在粗拋結束后進行；

著色檢查在拋光結束后進行，一般著色部位在葉梢和葉根部位，以便在葉梢及葉根部分發現鑄造缺陷及可能產生的裂紋。

2.3 螺旋槳彎曲變形的修理

（1）螺旋槳矯正

螺旋槳矯正分冷態矯正和熱態矯正兩種，冷態或熱態矯正都應進行目視和著色滲透檢查，并對缺陷進行修整。變形較大的螺旋槳經校正以后，應重新檢驗螺距是否符合規范。

（2）螺旋槳焊補

葉梢焊縫及丟失處的補焊需在打磨消除裂紋后進行，嚴禁在風大和潮濕的環境中進行，原則上材料需要與螺旋槳相同。螺旋槳槳葉割換后需做螺距測量及靜平衡試驗，以便進行批鏟磨削或矯正。對氣飾深度超過葉片厚度1/3的焊補要慎重考慮，并征得驗船師同意。

2.4 靜平衡試驗

將螺旋槳置于平衡臺上，分別在葉梢掛重物P1、P2……調整使其平衡，即此刻螺旋槳可平穩轉動，慢慢停留在任意位置上，而沒有顯著的回轉。然后，稱得最大掛重Pmax 之重量不超過公式1所計算的數值即為合格。但校靜平衡裝置精度偏差值，不得大于允許不平衡重量P的1/3。當精度偏差大于P/3時，應采用掛重法。各掛重葉片由水平位置放手后，能自然向下轉至接近最低點相同位置上，然后根據各葉尖掛重（P1 、P2、P3……）的數值，若Pmax-Pmin≤P時即為合格。

允許最大不平衡重量標準如下：

（1）國際標準（ISO484/1-1981）

對靜平衡超差時，應在較重的槳葉倒車面離邊緣不少于葉寬10%進行磨削除重，但磨削后葉片的截面厚度應在允許最小厚度之內。

如果條件允許，靜平衡試驗另一種方法就是電子秤重，主要是利用球面靜壓軸承配合電子檢測儀調整螺旋槳葉尖的附加質量，即可計算出螺旋槳的不平衡質量，電子秤靜平衡的檢查精度可達0.1 kg。

3 螺旋槳換新拂配技術

螺旋槳換新，要求必須與原來尾軸進行拂配。螺旋槳與尾軸的拂配工程不屬于螺旋槳

常規修理工程，而是螺旋槳的特殊修理工程，也是一項難點工程。下文以我廠某輪螺旋槳拂配工程為例，重點對螺旋槳與尾軸的拂配技術進行詳細探討。

3.1 某輪基本參數

某輪是一艘屬于美國籍的集裝箱輪，總長247.9 m、型寬27.43 m、型深16.15 m。由于第一次進塢發現螺旋槳有裂紋，所以船東要求在第二次塢期換新螺旋槳，計劃12天塢期（其中螺旋槳拂配時間為6天）。

該輪螺旋槳Φ7 025 mm×6片×37.2 t ；中間軸Φ582 mm×8.3 m×18.5 t出艙；

尾軸Φ760 mm×12.4 m×42.5 t。

3.2 施工方法

（1）拆卸舊件

按照作業指導書及工藝流程拆卸舊螺旋槳，拆前盤車使A葉朝上測量尾軸下沉量，做好測量記錄數據，為換新拂配做參考依據；測量螺旋槳與尾軸配合的尺寸以及將軍帽、油封襯套的相關尺寸。同時將尾軸運會車間。

（2）確定拂配方案

拂配方案通常有三種：第一種是固定尾軸、移動螺旋槳拂配法。此法適用于中小型船舶螺旋槳的拂配，特別是小型、細而長的尾軸；第二種是固定螺旋槳、移動尾軸拂配法（平拂法）。適用于大型尾軸、螺旋槳的拂配；第三種是固定螺旋槳、垂直吊移尾軸拂配法（立拂法）。適用于大型螺旋槳的拂配。此種方法勞動強度比平拂法稍有減輕，但其缺點是拂刮錐孔小端和鍵槽位置的操作困難，拂配亦難于進行。

綜合考慮某輪的參數、圖紙，決定采用第二種拂配方法比較合適。

（3）拂配施工

①螺旋槳的固定： 將新螺旋槳吊放在拂配現場的沙池內。采用臥式研配法，一片槳葉（鍵槽位）朝下，兩邊固定好，螺旋槳垂直水平面，槳轂中心線用拉線法調整大端；尾軸放在平板小車上，采用拉線法確定軸的理論中心線與槳轂中心線重合；然后在砂箱中堆滿細砂，再用角鐵、大槽鋼將螺旋槳固定。

②尾軸的固定： 以預先固定穩妥的螺旋槳為基準，將拆出的尾軸吊回拂配工場，放置在有導向的電動車上，用水平儀校正尾軸軸心線到水平位置，并使它與螺旋槳錐孔中心線重合， 重合后再用塞尺測量錐孔的大小端，做好調正后的測量記錄，交由船東現場認可；用夾碼與螺栓固定尾軸，推動電動車將尾軸錐體插入螺旋槳錐孔內，并同時做好軸與漿的有關標記，以便在拂配過程中檢查軸與螺旋槳是否變動，確保拂配質量及進度要求。

③拂配：尾軸的鍵槽位對正螺旋槳鍵孔的鍵槽。利用配制的工具鍵進行拂磨鍵槽，其鍵面與螺旋槳鍵槽底留的1 mm左右的間隙拂正，鍵槽拂配完成后才正式拂配螺旋槳錐孔；在尾軸軸錐體上涂色油，開動電動平板車進入螺旋槳錐孔，然后使尾軸退出螺旋槳錐孔，在每次尾軸插入和退出錐孔后，要用水平儀檢驗螺旋槳與尾軸的垂直度和水平情況；檢查色油接觸情況，進行拂磨，直到符合要求。拂磨一般采用砂輪機拋光，使之均勻分布接觸點。但砂輪機的震動大，精度要求高，也很耗費時間，且打磨不均勻，造成錐孔部分接觸印點輕重不一樣，拂配報驗時現場對螺旋槳的壓入及退出試驗，發現原來有個別案例錐孔出現滲油的現象，不能滿足船東報驗要求。

為此，我們大膽創新采用雙人砂布打磨，它是在砂輪機拋光達到一定程度后，為了進一步消除硬點，提高色油斑均勻分布比例而增加的一道精磨工序。雙人砂布打磨采用一根直圓木，上面繞有一層砂布，圓木橫穿車葉錐孔，兩人在大小端使力拂磨。圓木橫穿錐孔，保證整個接觸面用力均勻，不會出現局部用力大的情況，能有效消除硬點，大大提高所得精度，提高報驗合格率。由于外加了一道精磨的工序，效果顯著，此舉既提高了工作效率，產品質量又滿足了船東船檢的要求，一次性報驗合格率100% ，一級品100%。

3.3 拂配技術要求及報驗

（1）拂配的技術要求錐孔在每25 mm×25 mm 面積上不少于2～4個接觸點，理論接觸面積應在75%以上；

（2）螺旋槳錐孔拂配好后須裝上螺母檢查平面接觸情況，修拂螺旋槳平面達到平面間隙不大于0.05 mm；

（3）用0.03 mm塞尺檢查錐體兩端連接處，插入深度應不超過10 mm，寬度應不超過15 mm，達到上述工藝要求后，應報船檢及船東檢驗認可；

（4）真鍵與尾軸鍵槽配合，兩側面應均勻接觸，在80%周長上插不進0.05 mm塞尺。鍵底部與鍵槽底面應用色油檢驗，接觸面積為鍵長的30%以上；

（5）真鍵與螺旋槳鍵槽配合，要求兩側面接觸均勻，用0.08 mm塞尺檢查，所插進的部分不超過接觸長度的40%。安裝后鍵頂與槳葉鍵槽頂部的間隙為0.50～0.90 mm。

3.4 試驗

拂配報驗合格后，應在現場做螺旋槳的壓入及退出試驗。試驗參照原設計的技術要求或船檢要求進行，采用單個油泵連接三通高壓閥。由于外加了一道精磨的工序，效果顯著，一次性報驗合格率100﹪ ，一級品100﹪。壓入至技術規范要求的位置后，應測量尾軸后端及螺旋槳小端平面的軸向尺寸做好標記，安裝時按此標記進行安裝。

由于船東對該螺旋槳提供了靜平衡及螺距數據記錄，ABS認可合格，所以靜平衡試驗及螺距測量項目取消。

3.5 螺旋槳的安裝

（1）清潔螺旋槳錐孔，尾軸錐體表面以及油頂螺母；

（2）螺旋槳（銅墊圈、O型膠圈等配件）裝入尾軸，清潔螺母螺紋及尾軸螺紋，裝上油頂及螺母，螺紋涂上MoS2或白油潤滑劑，使其緊貼螺紋端面，要求在安裝過程中要特別注意螺紋，防止碰傷或燒傷螺紋現象的發生；

（3）螺旋槳壓緊前，裝上百分表（要求檢查百分表讀數的準確精度，磁力表在尾軸上不得有任何震動），觀察螺旋槳的位移，用點溫計測量尾軸及螺旋槳的溫度，計算螺旋槳壓入量和軸向允許推進壓力；

（4）壓裝螺旋槳時，按圖紙設計方法或船東、船檢要求壓緊螺旋槳，壓緊過程中，油泵5MPa開始記錄，每隔5MPa記錄一次螺旋槳的壓入量，達到螺旋槳指定壓入位置，卸掉徑向油壓，等待10分鐘后，再卸掉軸向油壓，檢查百分表是否變化或滑移，再測量軸頭數，并做好相關的記錄（整個壓裝過程由船東、船檢確認）；

4 結束語

螺旋槳是把主機的旋轉力矩轉換成推力的裝置，它是目前使用的最廣泛的推進裝置。螺旋槳在使用過程中會因各種原因遭受損壞、腐蝕、槳葉卷邊、彎曲、裂縫、折斷、缺口以及槳毅裂縫等常見問題，當問題嚴重時，則可能會遇到換新拂配等特殊修理工藝。目前，國內修理水平差距很大，由于設備條件的限制以及傳統習慣的關系，因此采取的工藝也有所不同。這次某輪螺旋槳換新拂配工程，在保證質量的前提下提前兩天完工，贏得了船東的贊賞。這再次驗證了工藝技術的重要性，只有用可行的創新工藝技術指導施工，才能在施工時既保證產品質量，又提高工作效率。

參考文獻

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