CN114379738A - 一种螺旋桨无键液压联结安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于船舶制造技术领域，提供一种螺旋桨无键液压联结安装方法，包括步骤S1、根据图纸、工艺和规范要求准备辅助工具；步骤S2、对螺旋桨锥孔与艉轴锥体按要求刮配；步骤S3、将螺旋桨吊套在艉轴锥体上并旋上液压螺母，然后连接轴向液压油泵和径向液压油泵，安装百分表；步骤S4、确定初始推入量；步骤S5、根据现场温度对照推入量对照表，并结合所述初始推入量，得到轴向最小推入量和最大推入量；步骤S6、启动径向液压油泵和轴向液压油泵，将螺旋桨的推入量在所述轴向最小推入量和最大推入量范围内。本方法计算简单，计算反应迅速，相较于作图法，能明显提高结果精确度，不受人为作图干扰影响结果。

Description

一种螺旋桨无键液压联结安装方法

技术领域

本发明属于船舶制造技术领域，尤其涉及一种螺旋桨无键液压联结安装方法。

背景技术

螺旋桨无键液压联接技术，是在圆锥面上进行过盈配合，其液压装配原理是利用高压液体使桨毂体产生了弹性变形使之胀大,同时另一路高压液体利用辅助工具(如轴向千斤顶或轴向活塞式液压缸)把桨体推人桨轴的锥体部位,当轴向推入量达到所需的推人量后，卸去液压使毂体收缩固定在轴的锥体部位上，由于弹性变形作用使毂体产生复合应力,而它们之间有一定的摩擦系数,因而在锥面之间产生了聚紧力,从而可传递扭矩。

目前船舶采用的螺旋桨无键液压联接装配结构来看，螺旋桨使用中所需克服的最大作用力方面是利用艉轴上桨的限位螺母在桨上的作用力,另一方面是利用过盈装配螺旋桨所取得的综合聚紧力(包括克服螺旋桨离心力)。温度影响装配公盈量，在一定温度下，根据聚紧力所需的最小装配公盈量计算出组装时轴向最小推人量。由此得出装配径向压力及轴向压力。而计算推入量一般通过计算法实现，通过各种物理参数直接计算出推入量，但是这个计算过程非常复杂，需要十多种物理参数进行复杂运算，而且计算得到理论数据也存在不准确的风险。另外也有作图法，通过获取数个点位的推入量和压力，将对应的点画在坐标纸上，然后在作出斜线确定初始推入量，但是作图法受人为影响较大，结果误差比较大，不适合对于精度要求高的场合。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种螺旋桨无键液压联结安装方法，旨在解决现有技术问题。

本发明采用如下技术方案：

所述螺旋桨无键液压联结安装方法包括下述步骤：

步骤S1、根据图纸、工艺和规范要求准备辅助工具；

步骤S2、对螺旋桨锥孔与艉轴锥体按要求刮配；

步骤S3、将螺旋桨吊套在艉轴锥体上并旋上液压螺母，然后连接轴向液压油泵和径向液压油泵，安装百分表；

步骤S4、确定初始推入量；

步骤S5、根据现场温度对照推入量对照表，并结合所述初始推入量，得到轴向最小推入量和最大推入量；

步骤S6、启动径向液压油泵和轴向液压油泵，将螺旋桨的推入量在所述轴向最小推入量和最大推入量范围内。

进一步的，所述方法还包括下述步骤：

步骤S7、螺旋桨安装到位后，泄压液压油泵并旋下液压螺母，按图纸要求安装螺旋桨油孔闷头、导流帽和防松装置附件。

进一步的，所述步骤S2的具体过程如下：

检查螺旋桨，验证其加工质量是否复合图纸要求并；

螺旋桨锥孔与艉轴锥体在车间进行色油检查，要求接触面积在70％以上，每25mm×25mm不少于3个点，用塞尺检查，插入深度不超过8mm，连续宽度不超过10mm，锥孔表面粗造度Ra＝0.0025-0.01mm，锥度误差0.02mm。

刮配验收后在艉轴和螺旋桨桨叶上作配合位置标记；

螺旋桨及艉轴在车间做预装和拆卸检验。

进一步的，所述步骤S3的具体过程如下：

将螺旋桨接触表面、油槽及油孔用清洁的丙酮清洗干净，如果螺旋桨大端有密封圈附件，则将附件先套在艉轴上；

将螺旋桨吊上并套在艉轴上，旋上液压螺母，并用扳手工具将液压螺母旋紧；

液压油注入轴向液压油泵和径向液压油泵的油箱内，旋松液压螺母和螺旋桨上的闷头，启动液压油泵，排净系统内部空气，并检查确认各接口的没有泄漏；

将两只百分表支架分别置于艉轴上锥体大端附近，与轴中心线对称安装，百分表触头与螺旋桨大端面接触，以测量螺旋桨的推入距离。、

进一步的，所述步骤S4具体包括：

启动连接液压螺母的轴向液压油泵，螺旋桨被初推一段距离，然后百分表归零；

取预期推入总量的10-15％为目标推入量范围，设定推进单位A’,每次的推入量为推进单位A’的整数倍；

分五段推入螺旋桨其中第一段每次推入量为A’，第二段每次推入量为2A’，第三段每次推入量为3A’，第四段每次推入量为2A’，第五段每次推入量为A’，每段有n个推入点位，n为偶数，使得最后一段推入完成后，百分表显示推入距离值在目标推入量范围；

针对每段的每个推入点位，记录当前的百分表显示推入距离值以及轴向液压油泵管路上压力表显示压力值，其中记第j段第i个推入点位的压力表显示压力值为P_ji，百分表显示推入距离值为A_ji，形成完整的推入数据表；

针对每段，计算当前段的平均斜率值以及斜率方差，其中第j段的平均斜率值

斜率方差

保留斜率方差最小的三段，并取这三段对应的平均斜率值的均值，即标准斜率值K；

针对保留的三段，根据P_ji＝K(A_ji+A_ji0)计算各段每个推入点位对应的初推值A_ji0，然后计算各段的初推值均值

最后将得到的三个初推值均值再次取平均数，得到初始推入量A₀。

进一步的，所述步骤S5具体包括：

根据现场温度，对照0℃至35℃推入量对照表，用插入法确定最小推入量和最大推入量，最小推入量和最大推入量减去初始推入量A₀，得到表显轴向最小推入量和表显轴向最大推入量。

进一步的，所述步骤S6具体包括：

启动连接在螺旋桨桨毂上的径向液压油泵，使桨毂膨胀扩张，此时螺旋桨在液压螺母作用下推入，轴向液压油泵压力开始下降，然后轴向液压油泵加压，在油压逐渐升高的同时，螺旋桨继续被轴向推入；再连续升高径向液压油泵油压，使桨毂径向不断膨胀扩张，螺旋桨在液压螺母作用下继续推入，如此反复，螺旋桨不断向前推进，直至螺旋桨的轴向推入量达到上述确定的表显轴向最小推入量和表显轴向最大推入量之间范围。

进一步的，所述步骤S7具体包括：

螺旋桨与艉轴安装到位后，稳定两液压油泵油压1-2min，先将径向液压油泵泄压，稳定轴向液压油泵油压15-20min，再将轴向液压油泵泄压；

旋下液压螺母，按图纸要求安装螺旋桨油孔闷头、导流帽和防松装置附件；

无键螺旋桨安装完毕后任选一个桨叶朝上在联轴节对应位置作记号，作为日常使用过程中检查螺旋桨滑移标记。

本发明的有益效果是：本发明安装方法并未采用常规的复杂数学计算方法，也未采用常规的作图法得到初始推入量，通过分段推进进行分析，筛选较为精确的分段作为有效数据段，最后直接通过计算得到初始推入量，此方法计算简单，计算反应迅速，相较于作图法，能明显提高结果精确度，不受人为作图干扰影响结果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的螺旋桨无键液压联结安装方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的螺旋桨无键安装系统连接图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的螺旋桨无键液压联结安装方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

所述螺旋桨无键液压联结安装方法包括下述步骤：

步骤S1、根据图纸、工艺和规范要求准备辅助工具。

首先阅读、理解并掌握图纸、工艺文件及规范、标准等的要求，准备工具、量具和工装等。

步骤S2、对螺旋桨锥孔与艉轴锥体按要求刮配。

本步骤具体过程如下：

S21、检查螺旋桨，验证其加工质量是否复合图纸要求并。

检查螺旋桨，其加工质量应符合图纸要求，并验收合格，且内孔直径预留刮配余量0.4-0.5mm。

S22、螺旋桨锥孔与艉轴锥体在车间进行色油检查，要求接触面积在70％以上，每25mm×25mm不少于3个点，用塞尺检查，插入深度不超过8mm，连续宽度不超过10mm，锥孔表面粗造度Ra＝0.0025-0.01mm，锥度误差0.02mm。

螺旋桨锥孔与艉轴锥体应在车间进行色油检查，其接触面积应在70％以上，每25mm×25mm应不少于3个点，特别是在锥孔两端，不得有间断之处(即不得有油泄漏的通路，以避免因漏油无法建立要求的压力)。用0.03mm塞尺检查，插入深度不应超过8mm，连续宽度不应超过10mm。锥孔表面粗造度Ra＝0.0025-0.01mm。锥度误差0.02mm。以上刮配应包括安装到位后的全部结合面。

S23、刮配验收后在艉轴和螺旋桨桨叶上作配合位置标记。

S24、螺旋桨及艉轴在车间做预装和拆卸检验，并记录技术数据。

步骤S3、将螺旋桨吊套在艉轴锥体上并旋上液压螺母，然后连接轴向液压油泵和径向液压油泵，安装百分表。

按图2所示连接关系连接各结构。图示中标记100为液压螺母，标记200为螺旋桨的桨毂，标记300为百分表支架，标记400为艉轴，标记500为艉轴管。艉轴管用于承载艉轴。轴向液压油泵即图示1#油泵，径向液压油泵即图示2#油泵。1#油泵通过管路连接至液压螺母，2#油泵通过管路连接至螺旋桨的桨毂。管路上有压力表。

本步骤具体实现过程如下：

S31、将螺旋桨接触表面、油槽及油孔用清洁的丙酮清洗干净，如果螺旋桨大端有密封圈附件，则将附件先套在艉轴上；

S32、将螺旋桨吊上并套在艉轴上，旋上液压螺母，并用扳手工具将液压螺母旋紧；

S33、液压油注入轴向液压油泵和径向液压油泵的油箱内，旋松液压螺母和螺旋桨上的闷头，启动液压油泵，排净系统内部空气，并检查确认各接口的没有泄漏；

S34、将两只百分表支架分别置于艉轴上锥体大端附近，与轴中心线对称安装，百分表触头与螺旋桨大端面接触，以测量螺旋桨的推入距离。如果百分表支架不便置于艉轴上而置于船体结构上，则应增加两只百分表，用于检查艉轴与船体的相对位移。

步骤S4、确定初始推入量。

螺旋桨在初始推入阶段的推入距离和压力显示是不准的，误差非常大。本实施例先将轮毂推入一段距离，然后才开始测量推入距离和压力显示的数据关系，最后再反推初始推入量。

本步骤具体实现过程如下：

S41、启动连接液压螺母的轴向液压油泵，螺旋桨被初推一段距离，然后百分表归零。

初始被推入距离不同计量，本发明实施例通过计算反推得到。推入一段距离后将百分表归零。

S42、取预期推入总量的10-15％为目标推入量范围，设定推进单位A’,每次的推入量为推进单位A’的整数倍。

一般对于螺旋桨有一个大致的预期推入总量，或者说不同的规格的螺旋桨的预期推入总量偏差不到。本实施例选取预期推入总量的10-15％为推入螺旋桨的数据测量范围，这里定义为目标推入量范围。

本实施例设定最小的推进单位A’，每次推入为推进单位的整数倍。

S43、分五段推入螺旋桨其中第一段每次推入量为A’，第二段每次推入量为2A’，第三段每次推入量为3A’，第四段每次推入量为2A’，第五段每次推入量为A’，每段有n个推入点位，n为偶数，使得最后一段推入完成后，百分表显示推入距离值在目标推入量范围。

本步骤将螺旋桨推入到目标推入量范围分成多段推入。具体采用五段推入，每段推入设定每次推入量，可设计相同或者不同。本步骤采用的分段方式综合考虑到了每次推入量不同的差异，每段推入总量不同的差异，以及在相同每次推入量下不同推入位置的差异。考虑到了多种情况的数据采集。每段分n次推进。

S44、针对每段的每个推入点位，记录当前的百分表显示推入距离值以及轴向液压油泵管路上压力表显示压力值，其中记第j段第i个推入点位的压力表显示压力值为P_ji，百分表显示推入距离值为A_ji，形成完整的推入数据表。

比如P₁₁表示第一段的第一个点位推入时当前的压力显示，此时推入距离值A₁₁，在第二个点位推入时，推入距离值为A₁₂，当然有A₁₂-A₁₁＝A’。

S45、针对每段，计算当前段的平均斜率值以及斜率方差，其中第j段的平均斜率值

斜率方差

保留斜率方差最小的三段，并取这三段对应的平均斜率值的均值，即标准斜率值K。

推入值和压力显示是线性关系，本步骤通过计算确定这个线性关系的斜率值。具体的，再每段通过隔点计算斜率，并计算平均斜率值，即可得到该段的平均斜率值，同时计算斜率方差。这样就可以得到五段的平均斜率值和斜率方差。然后筛选出斜率方差最小的三段，以提高准确度。

S46、针对保留的三段，根据P_ji＝K(A_ji+A_ji0)计算各段每个推入点位对应的初推值A_ji0，然后计算各段的初推值均值

最后将得到的三个初推值均值再次取平均数，得到初始推入量A₀。

然后根据公式代入每个点位计算出的压力值P_ji、推入距离值为A_ji，几个计算出各点位对应的初推值，求的三段的初推值均值后，再次取均值即初始推入量A₀。

步骤S5、根据现场温度对照推入量对照表，并结合所述初始推入量，得到轴向最小推入量和最大推入量。

根据现场温度，对照0℃至35℃推入量对照表，用插入法确定最小推入量和最大推入量，最小推入量和最大推入量减去初始推入量A₀，得到表显轴向最小推入量和表显轴向最大推入量。

步骤S6、启动径向液压油泵和轴向液压油泵，将螺旋桨的推入量在所述轴向最小推入量和最大推入量范围内。

启动连接在螺旋桨桨毂上的径向液压油泵，使桨毂膨胀扩张，此时螺旋桨在液压螺母作用下推入，轴向液压油泵压力开始下降(此时桨毂端面可能出现气泡，并流出油滴)，然后轴向液压油泵加压，在油压逐渐升高的同时，螺旋桨继续被轴向推入；再连续升高径向液压油泵油压，使桨毂径向不断膨胀扩张，螺旋桨在液压螺母作用下继续推入，如此反复，螺旋桨不断向前推进，直至螺旋桨的轴向推入量达到上述确定的表显轴向最小推入量和表显轴向最大推入量之间范围。

需要注意的是，在压装螺旋桨时，一定要先升径向液压油泵的油压，然后再升轴向液压油泵的油压，液压螺母侧的油压随螺旋桨的轴向推入而下降，必须连续加压轴向液压油泵。

步骤S7、螺旋桨安装到位后，泄压液压油泵并旋下液压螺母，按图纸要求安装螺旋桨油孔闷头、导流帽和防松装置附件。

S71、螺旋桨与艉轴安装到位后，稳定两液压油泵油压1-2min，先将径向液压油泵泄压，稳定轴向液压油泵油压15-20min，再将轴向液压油泵泄压；两液压油泵泄压时必须慢慢的使油压下降，并观察桨与轴之间有没有相对移动。

S72、旋下液压螺母，按图纸要求安装螺旋桨油孔闷头、导流帽和防松装置附件。

S73、无键螺旋桨安装完毕后任选一个桨叶朝上在联轴节对应位置作记号，作为日常使用过程中检查螺旋桨滑移标记。

螺旋桨拆卸时，拆下防松装置，再将螺旋桨导流帽或液压螺母向船艉方向旋出推入量加3～5mm(即导流帽大端面或液压螺母与螺旋桨桨毂小端面距离为推入量加3～5mm)，以充当止动装置。将径向液压油泵加压，当压到一定压力时，螺旋桨朝着导流帽或液压螺母方向瞬间滑出，螺旋桨与艉轴瞬间脱开(即桨自动退出)。将径向液压油泵泄压。卸下螺旋桨导流帽或液压螺母，然后将螺旋桨吊下。

综上，本发明方法过程简单，通过简单计算求得关系式的标准斜率和始推入量A₀。无需作图，也不需要通过各种参数复杂计算。本发明能够明显提高螺旋桨无键安装效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤S1、根据图纸、工艺和规范要求准备辅助工具；

步骤S2、对螺旋桨锥孔与艉轴锥体按要求刮配；

步骤S3、将螺旋桨吊套在艉轴锥体上并旋上液压螺母，然后连接轴向液压油泵和径向液压油泵，安装百分表；

步骤S4、确定初始推入量；

步骤S5、根据现场温度对照推入量对照表，并结合所述初始推入量，得到轴向最小推入量和最大推入量；

步骤S6、启动径向液压油泵和轴向液压油泵，将螺旋桨的推入量在所述轴向最小推入量和最大推入量范围内。

2.如权利要求1所述螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

步骤S7、螺旋桨安装到位后，泄压液压油泵并旋下液压螺母，按图纸要求安装螺旋桨油孔闷头、导流帽和防松装置附件。

3.如权利要求2所述螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述步骤S2的具体过程如下：

检查螺旋桨，验证其加工质量是否复合图纸要求并；

螺旋桨锥孔与艉轴锥体在车间进行色油检查，要求接触面积在70％以上，每25mm×25mm不少于3个点，用塞尺检查，插入深度不超过8mm，连续宽度不超过10mm，锥孔表面粗造度Ra＝0.0025-0.01mm，锥度误差0.02mm；

刮配验收后在艉轴和螺旋桨桨叶上作配合位置标记；

螺旋桨及艉轴在车间做预装和拆卸检验。

4.如权利要求3所述螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述步骤S3的具体过程如下：

将螺旋桨接触表面、油槽及油孔用清洁的丙酮清洗干净，如果螺旋桨大端有密封圈附件，则将附件先套在艉轴上；

将螺旋桨吊上并套在艉轴上，旋上液压螺母，并用扳手工具将液压螺母旋紧；

液压油注入轴向液压油泵和径向液压油泵的油箱内，旋松液压螺母和螺旋桨上的闷头，启动液压油泵，排净系统内部空气，并检查确认各接口的没有泄漏；

将两只百分表支架分别置于艉轴上锥体大端附近，与轴中心线对称安装，百分表触头与螺旋桨大端面接触，以测量螺旋桨的推入距离。

5.如权利要求4所述螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述步骤S4具体包括：

启动连接液压螺母的轴向液压油泵，螺旋桨被初推一段距离，然后百分表归零；

取预期推入总量的10-15％为目标推入量范围，设定推进单位A’,每次的推入量为推进单位A’的整数倍；

分五段推入螺旋桨其中第一段每次推入量为A’，第二段每次推入量为2A’，第三段每次推入量为3A’，第四段每次推入量为2A’，第五段每次推入量为A’，每段有n个推入点位，n为偶数，使得最后一段推入完成后，百分表显示推入距离值在目标推入量范围；

针对每段的每个推入点位，记录当前的百分表显示推入距离值以及轴向液压油泵管路上压力表显示压力值，其中记第j段第i个推入点位的压力表显示压力值为P_ji，百分表显示推入距离值为A_ji，形成完整的推入数据表；

针对每段，计算当前段的平均斜率值以及斜率方差，其中第j段的平均斜率值

斜率方差

保留斜率方差最小的三段，并取这三段对应的平均斜率值的均值，即标准斜率值K；

针对保留的三段，根据P_ji＝K(A_ji+A_ji0)计算各段每个推入点位对应的初推值A_ji0，然后计算各段的初推值均值

最后将得到的三个初推值均值再次取平均数，得到初始推入量A₀。

6.如权利要求5所述螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述步骤S5具体包括：

根据现场温度，对照0℃至35℃推入量对照表，用插入法确定最小推入量和最大推入量，最小推入量和最大推入量减去初始推入量A₀，得到表显轴向最小推入量和表显轴向最大推入量。

7.如权利要求6所述螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述步骤S6具体包括：

启动连接在螺旋桨桨毂上的径向液压油泵，使桨毂膨胀扩张，此时螺旋桨在液压螺母作用下推入，轴向液压油泵压力开始下降，然后轴向液压油泵加压，在油压逐渐升高的同时，螺旋桨继续被轴向推入；再连续升高径向液压油泵油压，使桨毂径向不断膨胀扩张，螺旋桨在液压螺母作用下继续推入，如此反复，螺旋桨不断向前推进，直至螺旋桨的轴向推入量达到上述确定的表显轴向最小推入量和表显轴向最大推入量之间范围。

8.如权利要求7所述螺旋桨无键液压联结安装方法,其特征在于，所述步骤S7具体包括：

螺旋桨与艉轴安装到位后，稳定两液压油泵油压1-2min，先将径向液压油泵泄压，稳定轴向液压油泵油压15-20min，再将轴向液压油泵泄压；

旋下液压螺母，按图纸要求安装螺旋桨油孔闷头、导流帽和防松装置附件；

无键螺旋桨安装完毕后任选一个桨叶朝上在联轴节对应位置作记号，作为日常使用过程中检查螺旋桨滑移标记。

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