林森
摘 要:在船舶輪機塢修工程或新造船下水前的工程中,螺旋槳壓配拆裝較為重要。如果螺旋槳沒有按照相關對應的工藝步驟安裝而僅憑個人經驗來進行安裝,很有可能導致螺旋槳丟失而使船舶發生海上安全事故。因為不同的船型、螺旋槳及相關的材質不同都會使螺旋槳的壓配工藝變得各不相同,所以一定要根據相關工藝來壓配螺旋槳。
關鍵詞:船舶 螺旋槳 拆裝
中圖分類號:TH49 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)07(a)-0110-02
下面先談一下螺旋槳安裝方面的心得,螺旋槳與尾軸的裝配主要有無鍵連接和有鍵連接兩種方式。有鍵連接是依靠平鍵在尾軸鍵槽和螺旋槳鍵槽定位和傳導旋轉力矩的。無鍵連接是依靠螺旋槳與尾軸錐面的抱緊力而傳遞旋轉力矩的。由于無鍵連接安裝簡便、安全性好,所以現在大多數都使用無鍵連接方式。
螺旋槳無鍵連接安裝常規工藝介紹如下。
(1)軸向壓入,先給軸向加壓,給尾軸液壓螺母推力環加壓,當壓力為P0=5 MPa時將百分表重新調零,即X0,再繼續壓入使X1=0.5 mm且P1,X2=1 mm使P2,X3=1.5 mm且P3,X4=2 mm可得P4。用坐標系紙畫出P=f(X)曲線圖。在畫延長交X軸于Xa則點得值,Xa則為求得的實際壓進量的起點,X4為干壓壓入量的終點;(2)軸徑向同時壓入,根據磁力百分表的示數,推進0.5 mm就記錄一次油壓,直到螺旋槳推進到規定的油壓與推進量時方可停泵;(3)先緩慢泄掉槳轂油壓,保壓15 min左右,讓槳轂慢慢抱緊尾軸錐面,確定百分表沒有變化后再緩慢地泄掉尾軸螺母內的油力,如磁力百分表無變動,則上緊螺母,最后安裝好止退塊;(4)提醒:如推進量已達到所在溫度下的相應數值,但相應的壓力比規定小時,要根據現場情況由技術人員、船東、驗船師共同商量適當增加推進量。如果推進量未到,但壓力已達到工藝規定要求,此時經與船東、船檢商定可以適當增加推進和膨脹壓力;(5)螺旋槳推進量X=a+x,允許偏差+0.3 mm。
以上是常規的壓漿工藝。但有時船型不同或螺旋槳材質差異壓槳工藝也有不同。以下是實船壓裝舉例及注意事項。
例1:大型集裝箱船的螺旋槳比較大(70~100 t)且壓配時的推進量也一般在20 mm以上,此時干壓有兩種方法,具體如下。
第一種是先干壓幾個點來找到真實的零位,然后再濕壓到在當時溫度下需要推進的距離。壓槳工藝要求在干壓找真實零位的同時測繪出摩擦系數,如果摩擦系數超過工藝范圍都要求先退出螺旋槳再重新壓入。其實都是為了避免當軸徑向壓力滿足要求時而推進量達不到要求或推進量達到了而壓力未達到規定的范圍。也是為了壓槳后滿足在各個溫度下軸槳錐面的面壓、應力要求以防止槳在軸錐面上滑脫。第二種是計算出一個預壓的壓力;然后壓到這個壓力后把測量螺旋槳推進量的百分表重新調零;最后再濕壓壓到工藝要求的推進距離。
例2:部分螺旋槳因為材質的性能原因,使其不能承受過大的膨脹壓力。所以在壓配時一定不能超過規定的壓力值。尤其當該船沒有液壓螺母并使用液壓扁頂時,一定要準備兩個液壓泵。一個液壓泵給螺旋槳槳轂提供膨脹壓力,另一個液壓泵給液壓扁頂提供壓力也就是軸向推進的壓力,液壓扁頂與螺旋槳槳榖的接觸面積要盡量接近液壓螺母的推力環的面積,要排列均勻,柱塞的行程要大于螺旋槳的壓入量,否則要中途重新布置千斤頂有可能由于操作失誤而影響數據的測量,這樣船東或船檢會要求重新壓入螺旋槳。
例3:新造船時。在車間里螺旋槳錐面與尾軸的拂配試驗檢查要關注以下幾點。
(1)要檢查螺旋槳槳榖內錐面的油槽的尺寸是否符合圖紙要求,因為此油槽是在螺旋槳錐面加工后進行機械加工的。在進行拂配的過程中會導致油槽變小變淺。所以可以要求再把油槽加工到圖紙的要求的尺寸。(2)當尾軸靠自身重力插入螺旋槳中時,要使用深度尺測量槳轂端面到尾軸端面的距離。此距離要符合圖紙要求,如果此距離過小會影響安裝螺旋槳時的推進量余量。總之要在螺旋槳與尾軸錐面達到要求的同時給之后的螺旋槳的液壓壓配安裝的推進量留出足夠的余量。(3)對螺旋槳與尾軸錐面接觸面積的要求是不小于75%且在任意2.5 cm2中至少有3個接觸點。如果由會熟練使用三角刮刀鉗工來進行精加工所達到的標準會遠遠超過以上要求。此外在用藍油或紅丹油來做接觸試驗的時候,一定要盡量均勻且盡量薄地涂抹在尾軸錐面上再插入螺旋槳。(建議垂直插入)這樣得到的接觸點才更真實直觀。然后根據經驗找出硬點和接觸不足的區域。之后再適當破除硬點(硬點也就是高點)并使接觸不足區域達到規定要求。
例4:在船下水前安裝螺旋槳要注意以下幾點。
(1)在車間里用做好的工裝來測試液壓螺母的油封、液壓泵的工作能力等在模擬實驗中是否存在問題并提前處理。(2)在把螺旋槳穿到尾軸上之前要做好清潔工作并請船東確認。(3)準備壓槳前,螺旋槳必須是自由狀態不受任何外力。也要檢查在推進過程中會阻礙推進的東西。測量溫度時要保證螺旋槳與尾軸的溫度差和左舷與右舷的溫度差最好不要超過2 ℃。(4)螺旋槳壓到規定位置且船東船檢確認后,在尾軸外圓上做“T”標記或在尾軸螺母與尾軸端面處做永久標記。這樣可以在下次拆裝槳時作參考。
例5:修船時。關于螺旋槳拆裝注意以下幾點。
(1)在拆掉將軍帽后要用深度尺測量尾軸端面到螺母端面的距離。測量螺母端面到槳榖端面的距離并且在尾軸端面和螺母端面上畫線或用樣沖做標記以方便回裝。(2)在拆螺旋槳時,要按照拆槳工藝把液壓螺母退到指定位置并在空擋處墊好木板。以防止螺旋槳退出后瞬間的沖擊力把液壓螺母損壞。(3)按照拆槳工藝給螺旋槳徑向打壓,不要超過規定最大壓力,可以反復多次打壓,保壓直到螺旋槳退出并記錄退出時的所用的壓力。(4)螺旋槳準備壓配前后的準備工作與造船相同。如果按照工藝在某溫度下的壓入量一般會和拆槳前的測量數據相差無幾。但如沒有達到拆槳前的測量數據,這種情況要和船東說明并建議繼續壓入并保證軸徑向壓力不要超過工藝規定的壓力。(5)在壓入螺旋槳的過程中要注意有否超過液壓螺母推理環的最大行程,在未到最大行程之前先緩慢泄放螺旋槳內的壓力并保壓至少10 min,檢查百分表以確認螺旋槳已穩定抱緊尾軸后方可緩慢泄放液壓螺母的油壓,然后再旋緊液壓螺母,之后再繼續壓裝螺旋槳。如果沒有及時調整液壓螺母會造成液壓螺母密封漏油甚至損壞,以致耽誤工期造成損失。
總之,壓槳之前要做好所有相關的準備工作并且要根據壓槳工藝結合自己的經驗和現場的條件狀態來壓配螺旋槳,以保證壓配螺旋槳后船舶可以在任何海況下的正常使用。
參考文獻
[1] 董世湯,唐登海,周偉新.CSSRC的螺旋槳定常面元法[J].船舶力學,2005,9(5):46-60.
[2] 任洪瑩,吳桂濤,孫培廷,等.風翼助航改裝船對機槳配合影響的研究[J].可再生能源,2011,29(6):58-61.