淺談106M客滾船螺旋槳液壓無鍵聯接的計算及安裝

陳濤

摘 要：介紹了螺旋槳液壓無鍵聯接的基本原理，106M客滾船螺旋槳與艉軸聯接的結構形式以及相關參數和計算方法，通過計算得出螺旋槳與艉軸無鍵聯接時的過盈量、軸向壓入量、徑向表面壓力等數據，為螺旋槳與艉軸無鍵聯接設計及安裝提供了理論依據和技術保證。

關鍵詞：螺旋槳 液壓 無鍵聯接 計算 安裝

1.引言

螺旋槳在船舶推進中起著非常重要的作用，螺旋槳與艉軸是采用有鍵機械聯接或者液壓無鍵套合聯接來傳遞扭矩，其安裝的可靠性直接會影響船舶的正常航運。隨著現代造船技術的發展，由于螺旋槳與軸無鍵安裝聯接的結構，避免了螺旋槳軸上加工鍵槽而引起軸的應力集中，因此螺旋槳與艉軸無鍵聯接得到廣泛應用。

原106M客滾船的螺旋槳與艉軸是有鍵聯接安裝，現對后續船考慮進行優化設計，螺旋槳與艉軸采用無鍵聯接安裝。該船入級CCS船級社。需有效計算其裝配過盈量、槳轂壓入量、壓入力等數據。

2.基本原理及結構形式

螺旋槳與艉軸無鍵聯接，主要是通過油壓使螺旋槳錐孔在材料彈性變形范圍內發生徑向膨脹，同時采用液壓螺母的軸向壓力將螺旋槳定量推入，當軸向壓入量達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規范進行相關計算。該船螺旋槳轂分長度690mm，大端直徑600mm，小段直徑560mm，艉軸錐度1：20，其他相關參數及結構形式如圖1所示。

3.計算參數

螺旋槳液壓無鍵聯接計算所需的主要參數包括主機傳遞到螺旋槳的額定功率、轉速、螺旋槳軸及螺旋槳的性能、結構參數，具體如表1所示。

當安裝溫度t在0℃ ～35℃變化時，可計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行螺旋槳轂孔與螺旋槳軸椎體配合面的拂配，須經過著色檢驗，滿足接觸面積不小于75%的規定，沾油點均布，每25X25mm上不少于3點，槳轂前后兩端貼合較好，用0.03mm塞尺插入深度不應超過10mm，安裝前須保證螺旋槳與軸結合面清潔。

安裝時用半導體點溫計實測螺旋槳和螺旋槳軸的溫度，按插入法計算出軸向壓入量。在螺旋槳軸前端面前安裝百分表，以便測量螺旋槳在槳軸上安裝時的軸向壓入量。，擴孔式液壓安裝螺旋槳的壓進量分兩個階段完成。

第一階段為干裝配壓進螺旋槳，采用實測法確定螺旋槳安裝的零位線。首先對螺旋槳軸向起壓，施加一軸向推力F0后，將百分表讀數調至零點，然后將軸向力加大到F1，讀出百分表讀數L1，依次將軸向力加大到F2，F3…，同時讀出百分表讀數L2，L3…，一般作4～5點即可，根據坐標作F-L圖（如圖3），點A即為螺旋槳軸向壓入量的零位。

第二階段為濕裝配壓進螺旋槳。向槳、軸配合面泵油，使配合孔擴大，而后軸向加壓繼續把螺旋槳壓到需要的軸向壓入量L，該軸向壓入量應以零位線開始計算（如圖3所示），用實測求得的零位線顯然是合理的。

6.結束語

通過上述計算及安裝描述，為106 米客滾船螺旋槳無鍵聯接的優化設計、過盈量配合、安裝實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和數據支持。同時也為其他同類型船舶的螺旋槳無鍵聯接設計和安裝提供了寶貴的經驗。

參考文獻：

[1]蔣祖星.螺旋槳液壓套合過盈量的可靠性設計[J].武漢交通科技大學學報.2000.24（6）[2]CCS船級社<鋼質海船入級規范>2006.

[3]全國船舶標準化技術委員會指導性技術文件1987-04-20發布.