浅谈106M客滚船螺旋桨液压无键联接的计算及安装

陈涛

摘 要：介绍了螺旋桨液压无键联接的基本原理，106M客滚船螺旋桨与艉轴联接的结构形式以及相关参数和计算方法，通过计算得出螺旋桨与艉轴无键联接时的过盈量、轴向压入量、径向表面压力等数据，为螺旋桨与艉轴无键联接设计及安装提供了理论依据和技术保证。

关键词：螺旋桨 液压 无键联接 计算 安装

1.引言

螺旋桨在船舶推进中起着非常重要的作用，螺旋桨与艉轴是采用有键机械联接或者液压无键套合联接来传递扭矩，其安装的可靠性直接会影响船舶的正常航运。随着现代造船技术的发展，由于螺旋桨与轴无键安装联接的结构，避免了螺旋桨轴上加工键槽而引起轴的应力集中，因此螺旋桨与艉轴无键联接得到广泛应用。

原106M客滚船的螺旋桨与艉轴是有键联接安装，现对后续船考虑进行优化设计，螺旋桨与艉轴采用无键联接安装。该船入级CCS船级社。需有效计算其装配过盈量、桨毂压入量、压入力等数据。

2.基本原理及結构形式

螺旋桨与艉轴无键联接，主要是通过油压使螺旋桨锥孔在材料弹性变形范围内发生径向膨胀，同时采用液压螺母的轴向压力将螺旋桨定量推入，当轴向压入量达到所需要的压入量后，轴向保压不变，卸去径向油压，从而使螺旋桨毂收缩固定在轴的椎体部位上，螺旋桨与轴形成过盈配合，桨与轴便可靠地联接在一起，从而可传递扭矩。

为了确保螺旋桨传递扭矩所必须的过盈量，螺旋桨套合到艉轴上就必须有一定的轴向压入量。因此按CCS规范进行相关计算。该船螺旋桨毂分长度690mm，大端直径600mm，小段直径560mm，艉轴锥度1：20，其他相关参数及结构形式如图1所示。

3.计算参数

螺旋桨液压无键联接计算所需的主要参数包括主机传递到螺旋桨的额定功率、转速、螺旋桨轴及螺旋桨的性能、结构参数，具体如表1所示。

当安装温度t在0℃ ～35℃变化时，可计算出不同情况下的轴向油压Pa作为参考。

5.安装

螺旋桨在上船安排前要进行螺旋桨毂孔与螺旋桨轴椎体配合面的拂配，须经过着色检验，满足接触面积不小于75%的规定，沾油点均布，每25X25mm上不少于3点，桨毂前后两端贴合较好，用0.03mm塞尺插入深度不应超过10mm，安装前须保证螺旋桨与轴结合面清洁。

安装时用半导体点温计实测螺旋桨和螺旋桨轴的温度，按插入法计算出轴向压入量。在螺旋桨轴前端面前安装百分表，以便测量螺旋桨在桨轴上安装时的轴向压入量。，扩孔式液压安装螺旋桨的压进量分两个阶段完成。

第一阶段为干装配压进螺旋桨，采用实测法确定螺旋桨安装的零位线。首先对螺旋桨轴向起压，施加一轴向推力F0后，将百分表读数调至零点，然后将轴向力加大到F1，读出百分表读数L1，依次将轴向力加大到F2，F3…，同时读出百分表读数L2，L3…，一般作4～5点即可，根据坐标作F-L图（如图3），点A即为螺旋桨轴向压入量的零位。

第二阶段为湿装配压进螺旋桨。向桨、轴配合面泵油，使配合孔扩大，而后轴向加压继续把螺旋桨压到需要的轴向压入量L，该轴向压入量应以零位线开始计算（如图3所示），用实测求得的零位线显然是合理的。

6.结束语

通过上述计算及安装描述，为106 米客滚船螺旋桨无键联接的优化设计、过盈量配合、安装实际温度下的最小和最大压入量、表面压力及轴向油压、螺旋桨安装等提供了理论依据和数据支持。同时也为其他同类型船舶的螺旋桨无键联接设计和安装提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1]蒋祖星.螺旋桨液压套合过盈量的可靠性设计[J].武汉交通科技大学学报.2000.24（6）[2]CCS船级社<钢质海船入级规范>2006.

[3]全国船舶标准化技术委员会指导性技术文件1987-04-20发布.