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螺旋桨及轴舵系1


附件一 尾轴的修理及检验
l)船轴的磨损
船轴工作轴颈磨损后,采用外径千分尺检测并计算其圆度、圆柱度误差;采 用百分表测量轴颈和法兰的径向圆跳动量,测量值应分别符合表 9-5、表 9-6 规 定。非工作轴颈圆度公差不得大于表 9-5 规定值的 2.5 倍;工作轴颈长度大于轴 颈时,每增大 100mm,圆柱度公差值应增加 0.005mm。 CB/T3417CB/

T3417-92 轴径 d 表 9- 5 船轴磨损极限(mm) 船轴磨损极限(mm) 光车修理 后 圆度、圆柱 开式水润 度 滑 0.15 0.010 0.18 0.010 0.22 0.015 0.28 0.015 0.36 0.020 0.45 0.020 0.55 0.025

中间轴、推力轴 尾轴磨损极限 磨损极限 圆度 圆柱度 圆度 油润 滑 0.08 0.09 0.10 0.09 0.10 0.12 0.10 0.12 0.14 0.12 0.14 0.16 0.14 0.16 0.18 0.16 0.19 0.20 0.18 0.23 0.23

≤80 >80-120 >120-180 >180-260 >260-360 >360-500 >500-700

圆柱度 开式水润 油润 滑 滑 0.13 0.13 0.15 0.15 0.17 0.17 0.20 0.20 0.23 0.23 0.27 0.27 0.32 0.32

2)船轴磨损修复
(1)光车修复 尾轴、中间轴和推力轴的工作轴颈磨损后采用光车修理,其 最小工作轴颈可至非工作轴颈。修后的圆度、圆柱度应符合表 9-5 规定。 (2)喷涂金属恢复尺寸 厚度不超过 3mm。 采用喷涂工艺恢复船轴原设计尺寸, 但喷涂金属层

(3)小船或内河船舶的船轴可采用堆焊金属或镶钢套来恢复轴颈尺寸。 (4)换新船轴。 CB/T3417CB/T3417-92 轴长与工作灼 表 9- 6 船轴轴颈径向圆跳动(mm) 船轴轴颈径向圆跳动(mm) 非工作轴颈

工作轴颈及锥体部分

径之比 L/d ≤20 >20-35 >35-50 >50-65 >65-80 >80-95

极限跳动 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32

光车修理后 0.03 0.04 0.05 0.07 0.09 0.12

极限跳动 0.36 0.48 0.654 0.72 0.84 0.96

光车修理后 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32

2.船轴裂纹检修 1)船轴裂纹
主要是尾袖的裂纹损坏。尾轴键部大端截面变化处、键槽根部、尾轴铜套接 缝处铀颈等均易产生裂纹。 尤其是柴油机扭振引起铜套接缝处尾轴表面的十字裂 纹。严重时便尾轴断裂。发现铜套接缝不良时,应拆去铜套检查尾轴的腐蚀与裂 纹情况。 尾抽产生裂纹的主要原因:截面变化处和键槽根部的应力集中;铜套接缝漏 泄使尾轴腐蚀,在交变应力作用下产生腐蚀疲劳;尾轴的轴承间隙过大引起冲击 负荷;轴系安装不正确及轴系振动等。

2)船轴裂纹的修理
(1)采用着色探伤、磁粉探伤、超声波探伤或钻孔法检查船轴表面裂纹的长 度和深度; (2)船轴上线性尺寸小于 d/15(d 为轴径,mm)的短小裂纹可采用挖修、打 磨,使挖修处光滑过渡的方法修 理

(3)当船轴裂纹深度不大于轴径的 5%、长度不大于轴径的 10%时,采用焊补 修理。焊补工艺应经认可,焊后应保温缓冷。

3.船轴腐蚀检修 1)船轴的腐蚀

船轴中以尾轴的工作条件为恶劣。油润滑尾轴,部分尾轴在海水中工作,大 部分在油中工作;水润滑尾轴全部在海水中工作,尾轴受到严重的海水腐蚀。尾 轴锥部腐蚀最为严重,铜套接缝不良处海水掺人腐蚀尾轴。

2)船轴腐蚀修理
(1)尾轴桨端锥体锈蚀呈圆弧状,且个别锈蚀长度不大于该处圆周长的 1/8,深度不超过轴径的 3%;较长锈蚀长度不大于该处圆周长的 l/3,深度不超过 轴径的 2%;船轴整个圆周锈蚀深度平均值不超过轴径的 1.5%时, 经清理检查后可 继续使用。 (2)船轴锈蚀呈尖角状,应在仔细检查其深度和周长后将其修锉或光车,探 伤检查符合上述情况时,可继续使用。 (3)尾轴锥部车削使其尺寸变化较大时,进行堆焊修复。

4.尾轴铜套检修
尾轴铜套上产生裂纹、严重磨损或多次光车铜套使其壁厚过分减簿、套合松 动、接缝松弛、渗水等缺陷时,均应换新铜套。尾轴钢套塔损较重时可采取以下 修理方法, (1)光车铜套,消除几何形状误差后铜套厚度应符合表 9-7 规定。 (2)为了延长钢套使用寿命,光车时允许在工作轴颈表面上残留磨痕,其深 度一般在 0.2-0.4mm,面积不超过 0.25d?。 (3)铜套上局部裂纹或局部磨损严重时, 可进行局部更换, 接缝应符合规定。 (4)已套装在尾轴上的铜套不允许焊补修复。 CB/T3417CB/T3417-92 新制铜套最小厚度 t ≥0.03d+7.5 注:d 为轴径,mm。 表 9- 7 尾轴铜套厚度(mm) 尾轴铜套厚度(mm) 光车修理时厚度 ≥0.02d+5 极限厚度 0.015d+3.5

非工作轴颈部位厚 度 ≥0.75t

螺旋桨的检修
螺旋桨是船舶的重要设备,由于螺旋桨位于水下,所以对其维护检修依赖于 定期的进坞检修。螺旋桨的缺陷主要发生在桨叶上,常见的缺陷有腐蚀、裂纹和 断裂、变形等,并且有些缺陷还会引起船舶在航行中出现异常现象。

l.航行中螺旋桨的故障 1)螺旋桨失去平衡
螺旋桨失去平衡将会引起轴系和船体产生异常剧烈的振动,引起尾轴承处 的敲击等。例如,某船航行时海面平静,主机运转正常。突然船体剧烈振动。值 班轮机员立即采取降速航行的措施使振动减轻,继续降速,则振动更小。初步判 断为螺旋桨故障,后经检杏发现 4 叶螺旋桨有 l 个桨叶自根部断掉,造成螺旋桨 严重矢衡。 螺旋桨失去平衡的原因主要有桨叶严重腐蚀和海生物污损、 桨叶碰到礁石、 缆绳等产生变形、断裂或丢失等,致使螺旋桨各桨叶质量不均,螺旋桨失去平 衡。

2)螺旋桨呜 音
航行中螺旋桨产生有节奏的“嗡、嗡”的声音,这种现象是由于螺旋桨回转 时,在桨叶随边 0.4R(R 为螺旋桨半径)以外的部位产生有规律的涡流。在某几个 转速下,涡流所引起的振动频率恰好与桨叶固有频率接近而产生共振,便螺旋桨 发出呜音。 消除螺旋桨呜音的办法是通过改变随边 0.4R 以外的涡流, 使其引起的振动 频率远离(大于或小于)桨叶固有频率,避免产生共振。具体方法是将桨叶随边 0.4R 以外的 AB 部分加厚或减薄,或制成锯齿状、钻孔等抗呜边缘,例如,将 AB 边缘减薄,则由涡流引起的振动频率将大于桨叶固有频率,避免了共振,有效地 消除了鸣音。

2.桨叶表面缺陷分布及修理 1)桨叶表面缺陷分布区域

桨叶表面的缺陷主要有裂纹、断裂、腐蚀和穴蚀等。根据缺陷在桨叶不同 部位所造成的危害程度不同,通常将桨叶表面(压力面和吸力面)分为三个区域。 A 区——位于桨叶压力面 0.4R 以内范围; B 区——位于桨叶压力面 0.4R-0.7R 的范围和 A 区两侧边缘,吸力面 0.7 代以 内范围; C 区——位于桨叶压力面和吸力面 0.7R 以外的部分。

2)桨叶各区域允许的缺陷
表 9-13 示出桨叶表面三个区域、桨毂表面、锥孔及键槽表面上所允许的缺 陷类型、最大允许尺寸、150mmXl50mm 面积内允许存在的缺陷数量、缺陷间最小 距离及密集的允许面积。 CB/T3422CB/T3422-92 缺陷位置 缺陷 类型 表 9-13 桨叶各区域允许的缺陷 缺陷排列的 最小间距 mm 允许面积 mm? S 4S S 4S S 4S 或 25(两者中 取小者) S 4S 或 25(两者中 最小者) 不大于各 分区 表面积的 5% 缺陷密集 的

A区

B、C 区

桨毂表面

非线 性 线性 非线 性 线性 非线 性 线性 非线 性 线性

最大允 150mm×150mm 许 内允许的缺陷数 尺寸 量 mm 3.2 15 3.2 3.2 6.4 6.4 9.5 6.4 9.5 6 20 8 15 6 5 3

锥孔及键 槽表面

注:①线性缺陷指长度比大于 3 的缺陷。 ②小于 1.6mm 的非密布缺陷可不计入缺陷总数。 ③当不存在线性缺陷时,非线性缺陷的数量可增加到两者允存的总和。

④S 为较大缺陷的尺寸。

3)各区域缺陷的修理
(l)A 区内的缺陷一般不允许焊补修理。缺陷深度不超过 t/40(t 为局部叶 厚,mm)或 4mm,允许磨去两值中较大的缺陷。特殊情况下必须焊补时,应采用 特殊工艺措施。 (2)B 区仅从外观考虑的小缺陷应避免焊补。 缺陷深度不超过 t/30 或 3mm。 允许磨去两值中较大缺陷,需焊补时,应采用完善的工艺措施。 (3)C 区的缺陷通常允许焊补修理,焊补工艺应符合规定。桨叶边缘和表面 的微小缺陷允许磨去修光。 (4)不严重的穴蚀小孔及凹陷, 在不便焊补时允许采用环氧树脂等胶粘剂涂 补或采用金属喷涂,使桨叶表面平整光顺。 (5)一般裂纹在限定条件下允许采用钻止裂孔作为临时处理措施。裂纹严 重时, 如经多次大面积焊补修理后, 因材料性能发生变化, 再修补也难保质量时, 则应采取换新办法。

4)焊后的处理
(1)焊补后金属堆高处应进行磨光,采用目测观察和着色探伤检验焊补质 量。如有呈线状分布和长度或深度大于 3mm 的缺陷应再次焊补修理。 (2)进行退火处理。焊补后,除镍铝青铜材料外,其他材料的螺旋桨均应进 行消除应力退火处理。

3.桨叶变形的校正 1)冷态校正
加热温度在 250?C 以下的校正为冷态校正。 冷态校正适用于叶尖和桨叶边 缘厚度小于 30mm 处。在弯曲较小、截面厚度较薄处可采用动载荷校正,否则采 用静载荷校正。

2)热态校正
热态校正适用于所有的情况,可用动载荷或静载荷。热态校正加热温度如 表 9-14 所示。桨叶校正处整个截面厚度应保持加热温度直到校正完毕。

CB/T3422CB/T3422-92 螺旋桨材料 黄铜 青铜 铬镍不锈钢 铸钢 铸铁

表 9-14

热态校正加热温度( 热态校正加热温度(℃) 校正加热温度 500-800 700-850 200-350 600-700 — 退火温度 350-55450-650 — 500-600 650-700

焊补预热温度 150-400 50-200 100-250 100-150 600-700

3)退火处理
桨叶经校正后,除镍铝育铜外,其他材料的螺旋桨均应进行消除应力退火 处理。退火温度见表 9-14。

4)校正后的检查
螺旋桨经冷态或热态校正后均应进行目测观察和着色探伤检查,并对缺陷 进行修整。

舵系故障及检修
1.舵系故障 舵系除因海损事故需要进行修理外,一般情况下很少修理,具有较长的使用 期。舵系检修可随同轴系检修进行。 舵系修理的内容和范围根据船舶航行中发现的问题和船舶进坞后的实际勘 验而定。舵系在实际运转中一般会产生以下故障。 (1)舵沉重,转舵不灵敏,转满舵需较长时间 舵机功能正常情况下, 可能是舵叶进水使转舵负荷增加;舵杆弯曲或扭曲变形,便各舵承负荷不均。磨 擦力增加;舵承损坏;舵系安装不正使某些配合件单面卡紧等原因造成。 (2)转舵时声音异常,有严重的撞击现象 主要是舵承与舵杆、舵轴、 舵销等的配合间隙过大、转舵时舵叶忽左忽右产生撞击,或上舵承滚珠碎裂,护 圈松动,转舵沉重并产生撞击。

(3)转舵不准确,舵角不正,正舵时舵角不在零位 舵角指示器正常时, 主要是以下原因造成,舵杆扭曲变形,舵叶方向随之变化;安装舵时舵角没对准 零位。当舵角指示器发生故障指示错误时,转舵也不准确。 (4)操舵轻松,航向失控 可能是发生舵杆折断,或舵杆与舵叶法兰连接 螺栓脱落造成舵叶丢失等导致。 (5)舵系振动 主要由于舵系安装不正;舵承间隙过大;舵系安装部位的船 体刚度、强度不足,上舵承座强度差等造成。 此外,还可能产生舵系密封装置损坏,造成海水漏入舵机房的事故。

2.舵系检修
船舶进坞后,舵系拆卸前应先进行全面勘验。以确定舵系损坏情况、修理内 容和范围,并作为最后验收的依据。

1)拆卸前的检查
(1)外观检查
(1)自船尾面向船头目测舵角指在零位时舵叶是否居中; (2)观察舵叶和舵杆有无弯曲、扭转变形: (3)对于小船,可用手转动舵叶检验其灵活性; (4)检查密封装置有无损坏。

(2)测量
用塞尺测量各配合件的间隙并与标准比较,以确定舵系的技术状态。 (1)测量舵杆与上舵承、舵轴与铁梨木舵承的配合间隙; (2)测量舵销轴与舵销承的间隙; (3)测量舵叶舵钮与尾柱舵钮的平面间隙。

2)舵杆的检修

舵杆是舵系的重要零件。转舵时,借助来自舵机的扭矩带动舵叶转动。由 于舵杆在航行时承受巨大扭矩和弯矩作用以及,偶然的外力作用,舵杆与舵承有 相对运动,承受摩擦磨损。舵杆结构形式如图 9-39 所示。

(1)检测
(1) 舵杆的磨损检测:测量工作轴颈的直径和计算其圆度、 圆柱度误差, 并与标淮比较; (2)舵杆表面腐蚀、裂纹检测,采用渗透探伤、磁粉探伤或超声波探 伤检测舵杆表面和内部缺陷情况; (3)舵杆弯曲变形检测。

(2)舵杆修理
(1)舵杆过度磨损可采用堆焊金属,光车后继续使用。 (2)锈蚀面积超过总面积的 25%时应进行光车、焊补或堆焊修复。轴颈 光车后直径减小值不得超过公称直径的 10%, 个别残留痕迹深度不得超过 0.5mm。 (3)舵杆裂纹修理。舵杆上有 2-3 条细小纵向裂纹时,可用手工修理; 纵向裂纹长度不超过 1/4 公称直径,数量不超过 3 条且不在同一母线上,裂纹深 度不超过 5%公称直径时,可进行焊补修理。舵杆上不允许有横向裂纹。 (4)舵杆弯曲变形时,直线度不大于 2mm/m 允许冷校直;大于 2mm/m 进 行热校直,加热温度不超过 650?C。

3)舵承的检修
(1)舵承的检修 上舵承大多为滚动袖承,当轴承发生锈蚀、剥蚀、护圈 破裂、滚珠(滚柱)严重磨损或破碎、转动不灵活时,均应予以换新。 (2)其他滑动轴承检修 白合金或铁梨术滑动轴承磨损严重时, 分别采 用重浇白合金或更换铁梨木进行修理。

三、舵系校中
新造船舶安装舵系前应首先确定舵系中心线,通常舵系中心线与轴系理论 中心线同时进行确定。在拉好轴系理论中心线和舵系中心线后,按校中技术要求 进行校中测量和安装舵系。

营运船舶由于海损事故或其他原因造成舵系失中时,应检查舵系中心线的 状态。与新造船舶一样,是采用拉线法进行校中测量 以上舵承和舵底承孔中心为基准钢丝线,一般拉线用钢丝线直径不大于 0.8mm,如图 9-40 所示。

l.舵系校中技术要求 1)固定件校中技术要求
(l)舵系固定件中心线与船舶基线垂直,垂直度偏差不大于 lmm/m。 (2)新造或营运的单桨单舵船舶,舵系中心线与轴系中心线相交,如图 9-41 所示, 其位置度偏差 δ 不得超过以下公式的计 算值 δ 计, δ 计=0.001 L 式中 L——船长,m。 (3)固定件各舵承孔中心线同轴度允许偏差不大于舵承安装间隙的 0.7 倍。 (4)恢复性修理的双桨双舵船舶的两条舵系中心线的前后定位偏差、 相互 位置偏差均不得大于 5-10mm;舵系中心线与轴系中心线位且度偏差心要求同上, 且两舵的 δ 不允许在同测。

2)舵系运动件校中技术要求
校中前,在车间将舵杆与舵叶组装在一起,以便校准能杆中心线与舵叶轴承 孔中心线同轴。通过刮研法兰平面、铰削紧配螺栓孔等以使相对位置固定。 (l)采用组装拉线校中时, 舵系运动件法兰连接螺栓中至少应有 4 个紧 配螺栓,法兰结合面应紧贴; (2)舵叶轴承孔与舵杆轴颈同轴度偏差不得大于舵承安装间隙的 0.7 倍。

2.舵系校中

1)舵系固定件同轴度检验
拉出舵系固定件中心线的钢丝线后,测量各舵承孔至钢丝线前、后、左、 右的距离,以确定轴承孔与舵系中心线的偏差度,即各舵承孔的同轴度偏差。 当偏差过大时,可以偏心镗削舵承孔衬套,或用胶枯剂使舵承衬套在舵承 孔内偏心固定。镗削后舵承衬套最小厚度应不小于新制衬套厚度的 75%,并应可 靠固定,防止衬套转动。

2)舵系运动件同轴度检验
舵杆与舵叶在车间平台组装后将其平放于平台支承上,先调整舵杆使与平 台平行, 用划针测量舵杆中心距平台的高度和用划针测量舵叶轴承孔中心至平台 高度。二者相差值,即同轴度偏差,应符合规定。将舵杆与舵叶一起绕舵杆轴线 转 90?,重复测量。两次测量之差应不大于 0.5mm。偏差过大时,可研磨舵杆与 舵叶连接法兰平面予以纠正。

3)舵系中心线与轴系中心线位置度检验
测量舵系中心线与轴系中心线之间的距离 δ 并与计算值比较。


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