CN102554556B - 消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，所述桨毂包括一前桨毂和一后桨毂，所述桨毂的周向设有多个分别用于安装所述桨叶根部的轴孔，所述方法包括：S₁、制造桨毂加工组件；S₂、利用所述桨毂加工组件，采用机械切削加工法消除桨毂周向轴孔的磨损量；S₃、制造桨叶加工组件；S₄、将所述桨叶搭装在所述桨叶加工组件上，通过机械切削加工法，对所述桨叶根部的焊补处进行切削加工修理；S₅、对已加工后的所述桨毂与桨叶预装，消除机加工误差。本发明的方法，提高了可调桨零部件的加工精度及相互之间的配合精度，同时节省了大笔更换零部件的费用，降低了修理成本。

Description

消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法

技术领域

本发明涉及一种机加工方法，特别是涉及一种消除桨毂上的轴孔、桨叶根部的轴径等零部件在使用过程中所产生的磨损缺陷的机加工方法。通过制订合理的机加工工艺和使用所设计的加工组件，提高各零部件的机械加工精度，同时也弥补普通加工设备精度不高的缺陷。

背景技术

在现有技术中，可调桨装置在使用过程中会产生磨损、腐蚀、机械损伤等缺陷，这些缺陷主要表现在可调桨装置各零部件之间的配合面上，如桨毂的轴孔、桨叶根部的轴径及两侧平面、十字导架上的轴伸、轴伸与滑块相配合的轴孔及滑块的两侧工作面、桨叶根部的滑槽和推挽轴的饲服活塞、饲服活塞与桨毂相配合的轴向轴孔等工作面。然而，当可调桨装置损坏后被修理时，难度大且技术要求高。特别是当可调桨装置中的桨毂、桨叶等重要零部件损坏后，其修理难度更大，一般仅对桨毂、桨叶作简单修整，而当桨叶根部的轴径及与桨毂相配合的轴孔及两侧平面受到严重磨损后，则无法修理。而且更换这些重要的零部件，制造周期长，制造费用昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中为修理桨毂上的轴孔、桨叶根部的轴径等零部件在使用过程中发生的磨损时，加工设备简单且精度不高的缺陷，通过加工组件的使用，提供一种加工精度高、提高了可调桨装置零部件的加工精度及相互之间的配合精度的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，所述桨毂包括一体连接的一前桨毂和一后桨毂，所述桨毂的周向设有多个分别用于安装所述桨叶根部的轴孔，其特点在于，所述加工方法包括以下步骤：

S₁、根据所述桨毂的结构制造桨毂加工组件，包括：一用于套设在所述后桨毂内的轴向衬套本体孔中的基准假轴、一与所述前桨毂的轴向司必克孔相套设的基准定位板和一设于所述基准定位板底部的基准垫块；

S₂、利用所述桨毂加工组件，采用机械切削加工法消除桨毂周向轴孔的磨损量；

S₃、根据所述桨叶的结构制造桨叶加工组件，包括：数块钢板及一与所述钢板垂直焊接的一圆形钢法兰，所述钢板上设一用以插入桨叶的叶梢的凹口，

S₄、将所述桨叶加工组件焊接搭装在所述桨叶上，通过机械切削加工法，对所述桨叶根部的焊补处进行切削加工修理；及

S₅、对已加工后的所述桨毂与桨叶预装，消除机加工误差。

较佳地，所述步骤S₂包括：

S₂₁、将所述基准定位板安装于已组装成整体的所述前桨毂的轴向司必克孔内，将所述桨毂加工组件，吊起放置于镗床的工作台上，在所述桨毂与工作台之间固设所述基准垫块，用螺栓将桨毂加工组件与工作台连接为一体；

S₂₂、将所述基准假轴吊起插入所述后桨毂的轴向衬套本体孔，并穿过安装在所述前桨毂的轴向司必克孔中的基准定位板中间的通孔；

S₂₃、采用机械切削加工法消除所述桨毂周向轴孔的磨损量。

较佳地，步骤S₂₃包括以下步骤：

S₂₃₁、测量所述基准假轴的中心线至桨毂的内侧平面的距离，测得的距离包括：沿所述基准假轴径向的四处桨毂的内侧平面至所述基准假轴的中心线的距离；

S₂₃₂、以测得的距离的最大处为基准，将所述桨毂的内侧平面镗平，所述桨毂的周向轴孔镗圆、桨毂的周向轴孔的两端倒角修正，外侧平面镗平及所述桨毂的外侧周向的司必克孔镗圆；

S₂₃₃、再以步骤S₂₃₂中镗加工的尺寸为准，分别镗加工另外三处，确保所述桨毂的各内侧平面至桨毂中心线的距离均相等，所述桨毂上用于安装所述桨叶的各轴孔的宽度和直径均相等。

较佳地，在步骤S₂₃₃中所述桨毂上用于安装所述桨叶根部的轴孔和轴孔内、外两侧平面的加工技术要求为：同轴度≤0.025mm，圆柱度≤0.02mm，垂直度≤0.03mm；所述轴孔的内、外两侧平面的平行度≤0.025mm，粗糙度为Ra1.6。

较佳地，步骤S₁中所述基准假轴按所述后桨毂内的轴向衬套本体孔的直径配制，所述基准假轴的技术要求为：同轴度≤0.025mm；圆柱度≤0.02mm；粗糙度为Ra1.6；按所述轴向衬套本体孔的孔径放0.04～0.06mm的间隙。

较佳地，步骤S₁中所述基准定位板按所述前桨毂的司必克孔直径大小配制。

较佳地，步骤S₄包括：

S₄₁、将所述桨叶加工组件焊接在桨叶的叶梢部位；

S₄₂、使所述桨叶加工组件的中心线与桨叶的中心线对准；及

S₄₃、采用机械切削加工法切除所述桨叶根部的轴径及两侧平面上的焊接余量，使所述桨叶根部的轴孔与所述桨毂周向的轴孔和两侧平面相匹配。

较佳地，步骤S₄₃中所述桨叶根部的轴孔和两侧平面的机加工技术要求为：同轴度≤0.025mm，圆柱度≤0.02mm，圆度≤0.02mm，垂直度≤0.03mm，两侧平面的平行度≤0.025mm，粗糙度为Ra1.6以上。

较佳地，步骤S₅包括：

S₅₁、对已加工后的所述桨毂与桨叶进行预装，在所述桨叶根部及两侧平面涂上兰油，并将编有序号的已加工的各所述桨叶装配到所述桨毂周向的轴孔内；

S₅₂、用螺栓锁紧所述前桨毂和后桨毂，再依次转动所述桨叶；

S₅₃、解体所述桨毂，检查所述桨毂周向的轴孔内及两侧平面的接触点，用手工拂磨研配，直至消除加工误差。

较佳地，步骤S₅₃中经手工拂磨研配后，所述桨叶根部及两侧平面与桨毂的轴孔及两侧平面保持均匀接触，其中，配合间隙为0.10～0.12mm，圆柱度≤0.02mm，粗糙度为Ra1.6。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明的方法，加工精度高，提高了可调桨装置零部件的加工精度及相互之间的配合精度，同时节省了大笔更换零部件的费用。

2、此外本发明的方法还具有机加工组件结构简单、制作容易、成本低廉，操作简单等诸多优点。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的对可调桨装置的桨毂修理时的半剖图。

图2为图1中沿I-I的剖面图。

图3为本发明一较佳实施例的对可调桨装置的桨叶修理时的状态图。

图4为图3中的C向局部视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

本发明提供一种消除可调桨装置的桨毂、桨叶缺陷的机加工方法，包括以下步骤：

步骤1、如图1至图4所示，运用机械切削加工的方法来消除可调桨装置的桨毂、桨叶在使用过程中产生的磨损缺陷。采用加工组件用来辅助可调桨装置的桨毂、桨叶的修理，加工组件包括两组：

（一）、根据桨毂1的结构设计的桨毂加工组件，由基准假轴4、基准定位板5、基准垫块6等部件组成；

（二）、根据桨叶2的结构设计出对桨叶根部机加工所需要的加工组件，由若干钢板8及一圆形钢法兰7垂直焊接而成，多块钢板8中间开有凹口，以插入桨叶的叶梢，便于桨叶2在焊补修理及机加工时搭装。

步骤2、如图1至图4所示，对桨毂周向的轴孔101进行机加工，采用机械切削加工法消除桨毂1周向的轴孔101的磨损量，具体过程包括：

（1）、后桨毂11与前桨毂12用螺栓接拢，并敲紧形成一整体的桨毂1。前桨毂12的轴向设有轴向司必克孔121，前桨毂12的外侧沿周向分别设有周向司必克孔1013。其中，前桨毂的轴向司必克孔及外侧周向的司必克孔部分为本领域技术人员公知的专业术语，在此不作赘述。测量桨毂1周向的用于安装桨叶2的轴孔101的直径及开档尺寸，做好测量记录；根据测量记录寻求最佳的加工尺寸。

（2）、桨毂1组装好后，用机加工方法拆除后桨毂11内的轴向衬套（衬套换新），测量后桨毂11的轴向衬套本体孔的直径尺寸，做好测量记录；检查衬套本体孔的中心线与桨毂1的前端面的垂直度；对后桨毂11内的轴向衬套本体孔111的中心线镗孔校直。

（3）、按后桨毂11内的轴向衬套本体孔的直径配制基准假轴4。

基准假轴4的技术要求：同轴度≤0.025mm；圆柱度≤0.02mm；粗糙度为Ra1.6；按轴向衬套本体孔的孔径放0.04～0.06mm的间隙。

（4）、按前桨毂12的轴向司必克孔121的直径配制基准定位板5。

基准定位板5的技术要求：同轴度≤0.025mm；圆柱度≤0.02mm；垂直度≤0.025mm；粗糙度为Ra1.6；基准定位板5的凸肩按前桨毂12的轴向司必克孔121直径放过盈量0～+0.02mm。基准定位板5中间的通孔按基准假轴4的轴径放0.04～0.06mm的间隙。

（5）、将基准定位板5安装于已组装成整体的前桨毂12的轴向司必克孔121内，将桨毂加工组件，吊起放置于镗床的工作台3上，在桨毂1与工作台3之间固设基准垫块6，用螺栓（图中未示出）将桨毂加工组件与工作台3连接为一体。

（6）、将基准假轴4吊起插入后桨毂11的轴向衬套本体孔111，并穿过安装在前桨毂12的轴向司必克孔121中的基准定位板5中间的通孔；基准假轴4安装后，测量基准假轴4至桨毂1内侧平面的距离，沿径向共有四处（即测量沿基准假轴4径向的四处桨毂的内侧平面至基准假轴4的中心线的距离）；以测出距离的最大处为基准，将桨毂1内侧平面1011镗平，桨毂1的周向轴孔101镗圆、桨毂1的周向轴孔101的两端倒角修正，外侧平面镗平及外侧周向的司必克孔1013镗圆；再以上述镗加工的尺寸为准，分别镗加工另外三处，确保桨毂1的各内侧平面至桨毂中心线的距离均相等，即“L±0.03mm”；桨毂1上用于安装桨叶2的各轴孔101的宽度尺寸相等，即“B±0.025mm”；桨毂1上用于安装桨叶2的各轴孔101的直径相等，即“Φ±0.02mm”。

桨毂1上用于安装桨叶2的轴孔101和轴孔内、外两侧平面1011，1012的加工技术要求为：同轴度≤0.025mm；圆柱度≤0.02mm；垂直度≤0.03mm；轴孔内、外两侧平面1011，1012的平行度≤0.025mm；粗糙度为Ra1.6。

步骤3、如图1至图4所示，采用机械切削加工法，对桨叶2焊补修理及机加工。该桨叶的加工组件焊接在桨叶2的叶梢部位21，加工组件的中心线与桨叶2的中心线对准，采用机械切削加工法切除桨叶根部22的轴径及两侧平面上的焊接余量，确保桨叶根部22的轴径与桨毂1的周向轴孔101及两侧平面1011，1012相匹配，具体如下：

（1）、桨叶根部22的轴径及两侧平面在焊接修理时，在加工组件的一侧平面上焊接一圆形钢法兰7，便于焊接修理时均匀转动，缩短起吊翻身时间，提高焊接质量。

（2）、将加工组件焊接在桨叶2的叶梢部位21，加工组件的中心线与桨叶2的中心线对准，便于桨叶根部22的轴径及两侧平面在机加工时找中。

（3）、桨叶根部22的轴径及两侧平面的机加工技术要求：同轴度≤0.025mm；圆柱度≤0.02mm；圆度≤0.02mm；垂直度≤0.03mm；两侧平面的平行度≤0.025mm；粗糙度为Ra1.6以上。

（4）、桨叶2机加工结束后，拆除桨叶加工组件，将焊接处打磨抛光。

上述的桨叶的螺距面、背面及根部的焊补修理技术要求可参照现有技术中的中华人民共和国船舶行业标准CB3369—91《船用可调螺距螺旋桨修理术要求》及全国船舶标准化技术委员会专业标准CB3095—81《民用铜合金螺旋桨补焊规则》中的有关规则，因属于现有技术，在这里不再赘述。本案仅涉及到桨叶焊补后对桨叶根部的轴径及两侧平面的机加工部分。

步骤4、将桨毂1与桨叶2预装，消除机加工误差。具体包括：

（1）、把已加工后的桨毂1与桨叶2进行预装，在桨叶根部22的轴径及两侧平面涂上兰油，并将已编上序号的四片桨叶装配到与之相配合的桨毂1周向的轴孔101内，用螺栓锁紧前桨毂12、后桨毂11，再用人力依次转动桨叶2；解体桨毂1，检查桨毂1周向的轴孔101内及两侧平面的接触点，用手工拂磨研配，直至消除加工误差。

（2）、经手工拂磨研配后，桨叶根部22及两侧平面与桨毂周向的轴孔101及两侧平面接触面积均匀，其配合间隙为0.10～0.12mm，圆柱度不得大于0.02mm，粗糙度为Ra1.6。

（3）、桨叶根部22的密封面与压盖之间的配合间隙为0.16～0.25mm。

采用本发明的方法，加工精度高，提高了可调桨装置零部件的加工精度及相互之间的配合精度，同时节省了大笔更换零部件的费用。此外本发明的方法还具有机加工组件结构简单、制作容易、成本低廉，操作简单等诸多优点。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，所述桨毂包括一体连接的一前桨毂和一后桨毂，所述桨毂的周向设有多个分别用于安装所述桨叶根部的轴孔，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：

S₁、根据所述桨毂的结构制造桨毂加工组件，包括：一用于套设在所述后桨毂内的轴向衬套本体孔中的基准假轴、一与所述前桨毂的轴向司必克孔相套设的基准定位板和一设于所述基准定位板底部的基准垫块；

S₂、利用所述桨毂加工组件，采用机械切削加工法消除桨毂周向轴孔的磨损量；

S₃、根据所述桨叶的结构制造桨叶加工组件，包括：数块钢板及一与所述钢板垂直焊接的一圆形钢法兰，所述钢板上设一用以插入桨叶的叶梢的凹口，

S₄、将所述桨叶加工组件焊接搭装在所述桨叶上，通过机械切削加工法，对所述桨叶根部的焊补处进行切削加工修理；及

S₅、对已加工后的所述桨毂与桨叶预装，消除机加工误差。

2.如权利要求1所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，所述步骤S₂包括：

S₂₁、将所述基准定位板安装于已组装成整体的所述前桨毂的轴向司必克孔内，将所述桨毂加工组件，吊起放置于镗床的工作台上，在所述桨毂与工作台之间固设所述基准垫块，用螺栓将桨毂加工组件与工作台连接为一体；

S₂₂、将所述基准假轴吊起插入所述后桨毂的轴向衬套本体孔，并穿过安装在所述前桨毂的轴向司必克孔中的基准定位板中间的通孔；

S₂₃、采用机械切削加工法消除所述桨毂周向轴孔的磨损量。

3.如权利要求2所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，步骤S₂₃包括以下步骤：

S₂₃₁、测量所述基准假轴的中心线至桨毂的内侧平面的距离，沿径向共有四处，即测量沿基准假轴径向的四处桨毂的内侧平面至基准假轴的中心线的距离；

S₂₃₂、以测得的距离的最大处为基准，将所述桨毂的内侧平面镗平，所述桨毂的周向轴孔镗圆、桨毂的周向轴孔的两端倒角修正，外侧平面镗平及所述桨毂的外侧周向的司必克孔镗圆；

S₂₃₃、再以步骤S₂₃₂中镗加工的尺寸为准，分别镗加工另外三处，确保所述桨毂的各内侧平面至桨毂中心线的距离均相等，所述桨毂上用于安装所述桨叶的各轴孔的宽度尺寸相等，和所述桨毂上用于安装所述桨叶的各轴孔的直径相等。

4.如权利要求3所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，在步骤S₂₃₃中所述桨毂上用于安装所述桨叶根部的轴孔和轴孔内、外两侧平面的加工技术要求为：同轴度≤0.025mm，圆柱度≤0.02mm，垂直度≤0.03mm；所述轴孔的内、外两侧平面的平行度≤0.025mm，粗糙度为Ra1.6。

5.如权利要求1所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，步骤S₁中所述基准假轴按所述后桨毂内的轴向衬套本体孔的直径配制，所述基准假轴的技术要求为：同轴度≤0.025mm；圆柱度≤0.02mm；粗糙度为Ra1.6；按所述轴向衬套本体孔的孔径放0.04～0.06mm的间隙。

6.如权利要求1所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，步骤S₁中所述基准定位板按所述前桨毂的司必克孔直径大小配制。

7.如权利要求1所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，步骤S₄包括：

S₄₁、将所述桨叶加工组件焊接在桨叶的叶梢部位；

S₄₂、使所述桨叶加工组件的中心线与桨叶的中心线对准；及

S₄₃、采用机械切削加工法切除所述桨叶根部的轴径及两侧平面上的焊接余量，使所述桨叶根部的轴孔与所述桨毂周向的轴孔和两侧平面相匹配。

8.如权利要求7所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，步骤S₄₃中所述桨叶根部的轴孔和两侧平面的机加工技术要求为：同轴度≤0.025mm，圆柱度≤0.02mm，圆度≤0.02mm，垂直度≤0.03mm，两侧平面的平行度≤0.025mm，粗糙度为Ra1.6以上。

9.如权利要求1所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，步骤S₅包括：

S₅₁、对已加工后的所述桨毂与桨叶进行预装，在所述桨叶根部及两侧平面涂上兰油，并将编有序号的已加工的各所述桨叶装配到所述桨毂周向的轴孔内；

S₅₂、用螺栓锁紧所述前桨毂和后桨毂，再依次转动所述桨叶；

S₅₃、解体所述桨毂，检查所述桨毂周向的轴孔内及两侧平面的接触点，用手工拂磨研配，直至消除加工误差。

10.如权利要求9所述的消除可调桨装置的桨毂、桨叶磨损的机加工方法，其特征在于，步骤S₅₃中经手工拂磨研配后，所述桨叶根部及两侧平面与桨毂的轴孔及两侧平面保持均匀接触，其中，配合间隙为0.10～0.12mm，圆柱度≤0.02mm，粗糙度为Ra1.6。

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