JPS59190092A - Fixing method and structure of vessel propeller - Google Patents

Fixing method and structure of vessel propeller

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JPS59190092A
JPS59190092A JP6436683A JP6436683A JPS59190092A JP S59190092 A JPS59190092 A JP S59190092A JP 6436683 A JP6436683 A JP 6436683A JP 6436683 A JP6436683 A JP 6436683A JP S59190092 A JPS59190092 A JP S59190092A
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JP
Japan
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propeller
flange
tightening rod
boss
shaft
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JP6436683A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Fukui
義典 福井
Motohiro Nakano
元博 中野
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

PURPOSE:To fix a propeller firmly while to reduce size and to improve the propulsion efficiency by fitting a propeller boss to a fastening rod then fixing temporarily. CONSTITUTION:Hard material such as copper is injected against the contact face 27 of flange 11 and propeller boss 15 to increase the friction factor then the propeller boss 15 is fitted to a fastening rod 12 to fix the propeller temporarily by means of a stopper plate 17 and a nut 16. Then the referential length (L) of the fastening rod 12 is measured to insert a medium through a central hole 14 and heat. Upon confirming of extension of the fastening rod 12 by predetermined amount, the nut 16 is rotated in fastening direction to advance by predetermined amount then said medium is pulled out to cool the entirety. Thereafter rust prevension agent is injected into the central hole 14 while filler is injected into the space 22. Then a packing stopper 20 is fixed to seal the sleeve 26 and flange 11 by means of the packing and bolt.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、舶用プロペラのフランジ方式によるプロペラ
軸への取付方法とその取付構造に関し、その目的とする
処は、従来舶用プロペラの取付法として一般に用いられ
ている押込法の諸欠点、即ち、高トルク伝達のむつかし
さ、プロペラボス押込端部のフレッティングコロ−ジョ
ンの発生、定期入渠検査時のプロペラ抜取検査の煩雑さ
、あるいはプロペラボスの大形化に伴う推進効率の低下
製造費の上昇等を根本的に解決し、船舶の安全運航と保
全費の低減を図る点にある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for attaching a marine propeller to a propeller shaft using a flange method, and a structure for attaching the same. The drawbacks are the difficulty of transmitting high torque, the occurrence of fretting corrosion at the push-in end of the propeller boss, the complexity of propeller sampling inspections during periodic docking inspections, and the propulsion efficiency due to the increase in the size of the propeller boss. The aim is to fundamentally solve problems such as the decline in production costs and the rise in manufacturing costs, thereby achieving safe ship operation and reducing maintenance costs.

はとんどすべての船舶は第1図に示すごとく、1/’1
2〜1/12.5のテーパをもったボスコーン部(1)
を同じテーパをもったプロペラ軸(2)のコーy 部(
3) K 套應 6 嵌して押込むことによって取付は固定されている。
Almost all ships are 1/'1 as shown in Figure 1.
Boss cone part (1) with a taper of 2 to 1/12.5
is the y part of the propeller shaft (2) with the same taper (
3) K Mantle 6 The installation is fixed by fitting and pushing.

ボヌコーン部にはキーが設けられることもあるが、キー
が設けられるとキーl苺から亀裂が発生しやすいため、
とくに最近の大形船においてはキーを用いないキーレス
方式が一般化しようとしている。
A key is sometimes provided in the Bonucorn part, but if a key is provided, cracks are likely to occur from the key.
Particularly in recent large ships, keyless systems that do not require a key are becoming commonplace.

第1図に示すプロペラの取付方式は下記のごとく多くの
欠点を有しているが、これに代る適切確実な取付法が開
発されていなかったため古くからそのまま使用されてい
た。
Although the propeller mounting method shown in FIG. 1 has many drawbacks as described below, it has been used as it is for a long time because no suitable and reliable alternative mounting method has been developed.

しかし、常に、船舶関係者の頭痛のたねになっていた。However, this has always been a source of headaches for those involved in shipping.

〔プロペラの押込方式による欠点〕[Disadvantages due to propeller push-in method]

1);コーン部の握把力ならびに伝達トルクの不足があ
ること。
1); There is a lack of gripping force and transmission torque of the cone part.

即ち、プロペラボス(4)のプロペラ軸えの押込は普通
常温で行われるため大きい押込量を与えることはむつか
しい。
That is, since the propeller shaft of the propeller boss (4) is normally pushed in at room temperature, it is difficult to apply a large pushing amount.

また、4ケ年ごとに行われる入渠定期検査のさい、プロ
ペラは抜取られ軸部の痢傷有無が検査さ特開昭59−1
90092(2) れるため、押込量は適当量にしなければならない。
In addition, during the periodic docking inspection that is carried out every four years, the propeller is removed and the shaft is inspected for scratches.
90092(2), so the pushing amount must be set to an appropriate amount.

プロペラボスの押込量Xは経験的に式(1)で与えられ
る。
The pushing amount X of the propeller boss is empirically given by equation (1).

X−〒面τφd ・・・・・・・・・・・・ (IJこ
こで、d;プロペラ軸径 に;ボス材料によって定められる定 数 Mn青銅の場合 K = 3.0〜5.0このように、
大きな押込率で押込部れるが、銅合金のヤング率Eは1
2000fvIljIP程度で鋼のヤング率E2100
0KM1jR2の約60%にすぎない。
X-〒plane τφd ・・・・・・・・・・・・ (IJ where d; propeller shaft diameter; constant determined by boss material Mn For bronze K = 3.0 to 5.0 like this To,
Although the indentation part is broken at a large indentation rate, the Young's modulus E of the copper alloy is 1.
Young's modulus of steel is E2100 at around 2000fvIljIP
It is only about 60% of 0KM1jR2.

そのため、大きい押込率で押込んでも伝達トルクを高め
るに必要なプロペラ軸との接触面圧を高めることがむつ
かしい。
Therefore, even when pushing in at a large pushing rate, it is difficult to increase the contact pressure with the propeller shaft, which is necessary to increase the transmitted torque.

さらに、式(2)の押込部の塑性変形域の拡りに関する
式から算出されるごとく、塑性変形域はプロペラ軸径の
120〜150%にも達するため、押込方式によってプ
ロペラをプロペラ軸に取付ける場合、プロペラポス径は
必然的に大きくならざるを得な扁 5 い。
Furthermore, as calculated from the equation (2) regarding the expansion of the plastic deformation region of the pushing part, the plastic deformation range reaches 120 to 150% of the propeller shaft diameter, so the propeller is attached to the propeller shaft by the pushing method. In this case, the diameter of the propeller pos is inevitably large.

プロペラ押込によってプロペラボス押込部に生じる塑性
変形域の拡シには式(2)であられされる。
Expansion of the plastic deformation region generated in the propeller boss push-in portion due to propeller push-in is expressed by equation (2).

ただし、dp;  塑性変形域の直径 d; プロペラボスの内径 α; 押込率 E; プロペラボス材のヤング率 σy; プロペラボス材の引張降伏点 いま、α−(3,0〜5.0)/10nO、E = 1
2000ψ−σy = 25 KV1uR2とすると 
dp/P = 1.17〜1.47  となる。
However, dp; diameter d of the plastic deformation zone; inner diameter α of the propeller boss; indentation rate E; Young's modulus σy of the propeller boss material; tensile yield point of the propeller boss material now, α-(3,0 to 5.0)/ 10nO, E = 1
If 2000ψ-σy = 25 KV1uR2
dp/P = 1.17 to 1.47.

2);押込端部のフレッティングコロ−ジョンの発生が
あること。
2); Occurrence of fretting corrosion at the pushed end.

プロペラは推進効率を高めるためポヌ径は極力小さくす
る必要がある。そのため大トルクを伝達するにはコーン
部長さを長くしなければならない。
The propeller's ponnu diameter must be made as small as possible to increase propulsion efficiency. Therefore, in order to transmit large torque, the length of the cone section must be increased.

プロペラは片持梁のような形で回転するため、プロペラ
の自重あるいは波浪などの影響によって6 プロペラ軸には繰返し曲げ応力が加わり、ボス端部付近
(第1図の符号(5)を参照)に微小なすベシが生じる
ことはさけられない。
Since the propeller rotates in a cantilever-like shape, repeated bending stress is applied to the propeller shaft due to the propeller's own weight or the effects of waves, etc. near the end of the boss (see symbol (5) in Figure 1). It is unavoidable that small scratches will occur.

この傾向は前述のプロペラ押込部のボス内面に塑性変形
域が生じることおよびプロペラ材のヤング率が小さいこ
とにより更に助長される。これらのためボス端部プロペ
ラ軸側の符号(5)付近にフレッティングコロ−ジョン
による亀裂が発生しやすく、プロペラ軸の折損などの大
事故になることがある。
This tendency is further exacerbated by the formation of a plastic deformation region on the inner surface of the boss of the propeller push-in portion and by the small Young's modulus of the propeller material. For this reason, cracks due to fretting corrosion are likely to occur near the reference numeral (5) on the propeller shaft side of the boss end, which may result in a major accident such as breakage of the propeller shaft.

この種の事故を未然に防ぐため船舶は4ケ年ごとに入渠
してプロペラを抜取シ軸部の入念な検査がなされるが、
これは多くの費用と期間を必要とする。
In order to prevent this type of accident, ships are docked every four years, the propellers are removed, and the shafts are carefully inspected.
This requires a lot of money and time.

3);コーン部のすり合せのむつかしさがあること。3); It is difficult to fit the cone parts together.

即ち、プロペラボスとプロペラ軸が接触するコーン部(
1)はトルク伝達を確実に行なうため機様仕上げ後、入
念なすり合せを行ない当りの程度が確かめられる。この
作業は多くの熟練作業者を要す& 7 るため製作上の剣を点となっている。
In other words, the cone portion where the propeller boss and propeller shaft contact (
1) In order to ensure torque transmission, after finishing the machine, careful alignment is performed to check the degree of contact. This work requires a large number of skilled workers and is therefore a major drawback in production.

本発明は斯る央状に鑑みて案出されたものであって、そ
の第1にはプロペラ軸におけるフランジを有する締付棒
の細心に軸端の基準面から軸方向に向って中心孔を形成
し、前記締付棒にプロペラボスを套嵌して仮取付けして
から、前記締付棒の基準長さを基準面側と中心孔の孔底
何曲で計測し、その後、締付棒を力り熱して該棒が所定
量伸びたことを確認してから締付棒の軸端側から締めつ
け、その後、全体を冷却して基準長さを計測して所定の
締付力の有無を確認し、その後、中心孔に防錆剤を注入
してから該孔を閉じるとともに、前記フランジ全弁して
プロペラボスをプロペラ軸に取付けることを特徴とする
舶用プロペラの取付方法を提供するものである。
The present invention was devised in view of such a central situation, and the first aspect is to carefully form a central hole in the axial direction from the reference surface of the shaft end of a tightening rod having a flange on the propeller shaft. After forming and temporarily attaching the propeller boss to the tightening rod, measure the standard length of the tightening rod on the reference surface side and at the bottom of the center hole. After confirming that the rod has elongated by the specified amount by heating it, tighten it from the shaft end of the tightening rod.After that, cool the entire rod and measure the standard length to check whether the specified tightening force is applied. The present invention provides a method for attaching a marine propeller, which comprises: confirming the above, and then injecting a rust preventive agent into the center hole, closing the hole, and then closing the flange completely and attaching the propeller boss to the propeller shaft. be.

捷た、本発明では第2に中途に7ランジを有するプロペ
ラ軸の締付棒の軸心に軸端から軸方向に向って有底の中
心孔が形成され、締付棒に套嵌されたプロペラポスが締
付棒の軸端側に螺合されたナツトを介して前記フランジ
に押付けられ、該フ特開昭59−19(JOり2 (S
) ランジに挿設されたボルトを介して取付けられ、更に、
前記中心孔に防錆剤が注入されているとともに、中心孔
の軸端側を閉じる蓋が備えられていることを特徴とする
舶用プロペラの取付構造を提供するものである。
Second, in the present invention, a bottomed center hole is formed in the axial center of the tightening rod of the propeller shaft having seven flange in the middle in the axial direction from the shaft end, and the tightening rod is fitted into the center hole. The propeller post is pressed against the flange via a nut screwed onto the shaft end side of the tightening rod, and
) It is attached via a bolt inserted into the lunge, and
The present invention provides a mounting structure for a marine propeller, characterized in that a rust preventive agent is injected into the center hole and a lid is provided for closing the shaft end side of the center hole.

以下、図面を参照して本発明の実施−例を詳述する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図において、00はプロペラ軸であり、その一端側
には中途にフランジ(11)を有する締付棒0力が形成
されている。
In FIG. 2, 00 is a propeller shaft, and a tightening rod having a flange (11) in the middle is formed at one end thereof.

締付棒02にはその軸端の基準面a3から軸方向に向っ
て軸心上に有底の中心孔a4が形成されている。
A bottomed center hole a4 is formed in the tightening rod 02 on the axial center from a reference surface a3 at the end of the shaft in the axial direction.

α9はプロペラボスであり、締付棒(ハ)に套嵌され、
締付棒(2)の軸端側外周に形成されたねじ部にナツト
αQが螺合され、押え板a″I)を介してプロペラボス
α9がフランジ0])に押付けられ、プロペラボスα9
のインロ一部08)が7ランジ0]〕の外周面にインロ
ー嵌合され、その合せ而にパツキン09が介在された下
でパツキン押え(イ)が複数本の押えボルト■1)によ
って取付けられ、ここに、プロペラボス09がプロペ忍
 9 う軸OQに取付けられている。
α9 is the propeller boss, which is fitted onto the tightening rod (c).
A nut αQ is screwed into the threaded part formed on the outer periphery of the shaft end of the tightening rod (2), and the propeller boss α9 is pressed against the flange 0]) via the holding plate a″I).
The spigot part 08) of the 7 lange 0] is fitted with the spigot on the outer circumferential surface of the 7 lange 0], and the seal holder (A) is attached with a plurality of presser bolts 1) under the seal 09 interposed therebetween. , Here, the propeller boss 09 is attached to the propeller shaft OQ.

更に、中心孔04)には防錆剤が又、空間(イ)には充
填剤がそれぞれ注入され、基準面0]側にはシール(至
)を介在して蓋C◆が複数本のボルトにより取付けられ
て中心孔04は閉じられている。
Furthermore, a rust preventive agent is injected into the center hole 04), a filler is injected into the space (a), and a seal (to) is interposed on the reference plane 0] side, and the lid C◆ is injected with a plurality of bolts. The central hole 04 is closed.

その他、第2図において、(ハ)はシール又はパツキン
、(ハ)はスリーブを示している。
In addition, in FIG. 2, (c) indicates a seal or packing, and (c) indicates a sleeve.

而して、取付方法を説明すると、フランジallのプロ
ペラボス09との尚り而(イ)には例えば130r鋼な
どの硬質材を溶M L、フランジ01)とプロペラボス
0θとの間の摩擦係数を高めてから、プロペラボスα9
を締付棒0′2に套嵌させ、押え板0ηおよびナツト(
161によってプロペラを仮取付する。
To explain the installation method, a hard material such as 130R steel is melted for (A) between the flanges all and the propeller boss 09, and the friction between the flange 01) and the propeller boss 0θ is After increasing the coefficient, propeller boss α9
into the tightening rod 0'2, and then tighten the presser plate 0η and the nut (
161 to temporarily attach the propeller.

なお、この場合、押え板0ηの両面@翰にも15Cr鋼
などの硬質材を溶射すると伝達トルクの増大ならびにナ
ツトOeのゆるみ止めに有効となる。
In this case, if a hard material such as 15Cr steel is thermally sprayed on both sides of the holding plate Oη, it will be effective to increase the transmitted torque and prevent the nut Oe from loosening.

次いで、締付棒0りの基準長さLを基準面(13側と中
心孔0舶の孔底(14A)側との間で計測しておき、中
心孔04)に加熱媒体、例えばヒータを挿入し締付棒O
zを加熱する。
Next, the reference length L of the tightening rod 0 is measured between the reference surface (13 side and the hole bottom (14A) side of the center hole 04), and a heating medium such as a heater is installed in the center hole 04). Insert tightening rod O
Heat z.

 1Q そして、締付棒@が所定量伸びたことを確認した後にナ
ツトαQを締付は方向に回わして所定量前進させ、加熱
媒体を引抜いてから全体を冷却させる。そして、冷却後
、基準寸法を計測し、所定の締付力の有無を確認する。
1Q After confirming that the tightening rod has been extended by a predetermined amount, the nut αQ is turned in the tightening direction to move it forward by a predetermined amount, the heating medium is withdrawn, and the whole is cooled. After cooling, the reference dimensions are measured and the presence or absence of a predetermined tightening force is confirmed.

このプロペラ締付力の検査は基準長さLで測定される。This propeller tightening force test is performed using a reference length L.

次いで、中心孔α滲には防錆剤を注入し、蓋(ハ)及び
シール(ハ)で封入し、空間(イ)には充填剤を注入す
る。
Next, a rust preventive agent is injected into the central hole α, which is sealed with a lid (C) and a seal (C), and a filler is injected into the space (A).

ソt、て、パツキン押え翰を取付け、パツキンa0(ハ
)および押えボルト0])でスリーブ(ハ)及びフラン
ジαDをシールする。
Attach the gasket retainer and seal the sleeve (c) and flange αD with the gasket a0 (c) and presser bolt 0).

押えボルトQ℃はポスαSにねじ込まれており、プロペ
ラおよび7ランジの2次的取付機能を有する。
The holding bolt Q°C is screwed into the post αS and has a secondary attachment function for the propeller and 7 langes.

即ち、プロペラは締付棒(イ)および補助的に押えポル
) 61!I)によってプロペラ軸αqに取付けられて
いるため、運転中のゆるみあるいはプロペラの滑動はま
ず生じることはない。
In other words, the propeller has a tightening rod (a) and an auxiliary holding rod) 61! Since it is attached to the propeller shaft αq by I), loosening or slipping of the propeller during operation is unlikely to occur.

そして、プロペラ軸00のきず見検査は蓋(ハ)を取外
して中心孔(141を介して超音波探傷法等によって爲
11 行なわれ、このため、中心孔a弔はフランジ(Illよ
り軸側壕で延長しておくことが好ましい。
The flaw inspection of the propeller shaft 00 is carried out by removing the lid (C) and using the ultrasonic flaw detection method or the like through the center hole (141). It is preferable to extend it.

本発明は以上の通りであるがより詳細に説明すると次の
通りである。
The present invention has been described above, and will be explained in more detail as follows.

〈必要プロペラポス径の試算について〉日本海事協会鋼
船規則によると中間軸の最小軸径doは式(3)で規定
されている。
<Regarding the trial calculation of the required propeller shaft diameter> According to the Nippon Kaiji Kyokai Steel Ship Rules, the minimum shaft diameter do of the intermediate shaft is specified by formula (3).

世し、■:機関の連続最大出力時の軸出力(P8)几:
機関の連続最大出力時の中間軸の回転数(rpm) Y二トルク変動に関する係数 ここではY=Oとし、同一出力■及 び回転数に対し軸径d、が最も小さく なるようにする。
■:Shaft output at continuous maximum engine output (P8) 几:
The rotational speed (rpm) of the intermediate shaft at the time of continuous maximum output of the engine.

式(3)のHは式(4)であられされる。H in formula (3) is expressed by formula (4).

式(3)および式(4)から(5)および(6)式かえ
られる。
Equations (5) and (6) can be changed from equations (3) and (4).

特開昭59−190092(4) T、=d03              ・・・・・
・・・・ (6)但し、T:機関の連続最大出力時にお
ける軸の回転トルク(Kyf−朋) プロペラ軸の最大軸径d3は式(7)で規定されている
JP-A-59-190092 (4) T, = d03...
(6) However, T: rotational torque of the shaft at the continuous maximum output of the engine (Kyf) The maximum shaft diameter d3 of the propeller shaft is defined by equation (7).

P:プロペラの外径(vR) C:プロペラの種類によって定オる定数一般にd、とd
、の寸法関係は式(8)程度となるので、d@= 1.
2〜t3do ・−・・−(slここでは、ds = 
j3・doの値をとることにする。
P: Outer diameter of propeller (vR) C: Constant that depends on the type of propeller Generally d and d
Since the dimensional relationship of , is approximately equal to equation (8), d@= 1.
2~t3do ・−・・−(sl Here, ds =
Let us take the value of j3·do.

第3図はプロペラ取付部周辺を示しており、第3図にお
いて ds:プロペラ軸径 dl:中心孔径 &16 d2:締付棒径 dJ:フランジ径 をそれぞれ示している。
FIG. 3 shows the vicinity of the propeller attachment part, and in FIG. 3, ds: propeller shaft diameter dl: center hole diameter &16 d2: tightening rod diameter dJ: flange diameter.

フランジによるプロペラポスの伝達トルクT1は式(9
)であられされる。
The transmission torque T1 of the propeller post by the flange is expressed by the formula (9
).

従って、 T’=   ’μ・(d3+d2)・(dJ2 dJ)
・crいま、dm=d2 、 d3=αeda 、da
 =1.3”doとすると、”=”n・μ・(α+1)
(α2−1)・dJ・σ=  0.862・μ・(α+
1)(α2−1)・dJ・σ・・・・・・・・・ Oo
ただし、μ:プロペラポスーフランジ間の摩擦係数 σ:プロペラボスーフランジ当り面の 単位面積当りの荷重(KyfArm) 式(6)および式Oqを装置すると式(1])かえられ
る。
Therefore, T'= 'μ・(d3+d2)・(dJ2 dJ)
・cr Now, dm=d2, d3=αeda, da
=1.3"do,"="n・μ・(α+1)
(α2-1)・dJ・σ= 0.862・μ・(α+
1) (α2-1)・dJ・σ・・・・・・・・・ Oo
However, μ: Coefficient of friction between propeller flange σ: Load per unit area of propeller flange contact surface (KyfArm) When formula (6) and formula Oq are used, formula (1) can be changed.

μ ・  (α+1)(α2−1 )拳σ =1.16
0  ・・・・・・・・・  αD式OBは中間軸を介
して伝達される機関からの回転トルクをプロペラポスに
伝達するだめの必要条14 件を与える関係式ということができる。このとき、締付
棒に生じる応力σ1は次の関係から式03であられされ
る。
μ ・ (α+1) (α2−1) fist σ = 1.16
0 ......The αD formula OB can be said to be a relational formula that provides 14 necessary conditions for transmitting the rotational torque from the engine via the intermediate shaft to the propeller post. At this time, the stress σ1 generated in the tightening rod is expressed by equation 03 from the following relationship.

−・(ds2di2)・σ−j・(d、2” dI” 
)・グーただし、山=α・d2 、dI = 0.4・
d2. dx = d、m式an及び弐〇2の関係を図
的にあられすと第4図m(21のようになる。
−・(ds2di2)・σ−j・(d, 2” dI”
)・Goo However, mountain = α・d2, dI = 0.4・
d2. The relationship between dx = d, m formula an, and 202 can be illustrated as shown in Figure 4 m (21).

この第4図(1) (2)から締付棒の負荷応力σ1は
プロペラポス−フランジ間の摩擦係数μの増大につれて
低下するが、プロペラポス径/プロペラ軸径の比αによ
っては余り変わらない。プロペラポスに使用される0−
青銅とプロペラ軸に使われる鋼の間の摩擦係数は0.1
0〜0.15である。
From FIG. 4 (1) and (2), the load stress σ1 on the tightening rod decreases as the friction coefficient μ between the propeller post and the flange increases, but it does not change much depending on the ratio α of the propeller post diameter/propeller shaft diameter. 0- used in propeller pos.
The coefficient of friction between bronze and the steel used for the propeller shaft is 0.1
It is 0 to 0.15.

また、一体形プロペラのαは約2.0であるから、α=
1.8、μ=0.1として第4図からプロペラポス及び
締付棒に負荷しなければならない応力σおよびσ1を求
めるとσ二2眩fAIIjR2、びIユ5KPf/顧2
となる。
Also, α of the integral propeller is approximately 2.0, so α=
1.8, assuming μ = 0.1 and calculating the stresses σ and σ1 that must be applied to the propeller post and tightening rod from Fig.
becomes.

A 15 これらの応力はプロペラボスおよびプロペラ軸金構成す
る材料の強度に比べて決して高い値ということができな
い。
A15 These stresses cannot be considered to be high values compared to the strength of the materials that constitute the propeller boss and propeller shaft metal.

フランジ面に13Or銅などの硬質4′;Aを溶射した
後、その面にプロペラボスを締付けると、両者間の摩擦
係数μi: 0.6〜08に上昇する。いま安全をみて
μ−〇4とし、同じ応力でプロペラボスを7ランジに締
付けると第41’l (])のA点で示される如くプロ
ペラポス径/プロペラ軸径の比αは約1.55となり、
プロペラボス径を極めて小さくしてもプロペラに充分な
回・詠トルク舒伝達しうることがわかる。
After spraying a hard material such as 13Or copper on the flange surface and tightening the propeller boss to that surface, the friction coefficient μi between the two increases to 0.6 to 0.8. Now, considering safety, if we set μ-〇4 and tighten the propeller boss to the 7th flange with the same stress, the ratio α of propeller post diameter/propeller shaft diameter will be about 1.55, as shown at point A in No. 41'l (]). ,
It can be seen that sufficient rotation and rotational torque can be transmitted to the propeller even if the propeller boss diameter is extremely small.

プロペラボスの重量は全プロペラ重量の約40%を占め
る。
The weight of the propeller boss accounts for about 40% of the total propeller weight.

い1、プロペラボスの中心孔径−iDとし、ホス外径が
1.8Dから1.35Dになったときの重1代減小竹を
試麹−すると次のごとく、 ((1,35・D)2−1γ)/l(1,80・D)2
−1121 = 0.37つまり、約60%の重量削減
となる。
1. When the center hole diameter of the propeller boss is -iD, and when the outside diameter of the hoss changes from 1.8D to 1.35D, the 1 generation weight reduced small bamboo is tested as follows: ((1,35・D)2 -1γ)/l(1,80・D)2
-1121 = 0.37, which means a weight reduction of about 60%.

この削減量はプロペラ垂面に対して約24%になる。This reduction amount is approximately 24% relative to the propeller vertical surface.

持開口U39−190092 (5) 前述の試算は本発明のフランジ方式を用い、プロペラボ
ス−フランジ間の摩擦係数が0.10から0.4効果は
さらに大きくなる。
Holding opening U39-190092 (5) The above trial calculation uses the flange method of the present invention, and the effect is even greater when the friction coefficient between the propeller boss and the flange is 0.10 to 0.4.

従来方式の場合、ボス外径は約2.Od、となる(但し
、dsはプロペラ軸径)。ボス長さはトルク伝達上2.
5程度となる。
In the case of the conventional method, the boss outer diameter is approximately 2. Od, (where ds is the propeller shaft diameter). The boss length is 2. for torque transmission.
It will be about 5.

フランジ方式の場合1.トルク伝達とボス長さは無関係
であるから、ボス長さは1,5Dあれば充分である。
In case of flange method 1. Since torque transmission and boss length are unrelated, a boss length of 1.5D is sufficient.

従って下記の如く ((1,55・D)2−ひ)・1.5・市/ ((2,
0・D)2−D’)・2.5・市=0.16となり、プ
ロペラポスに対し80%の重量減、プロペラ全重量に対
し62%の@量の削減が見込まれる。
Therefore, as below ((1,55・D)2-hi)・1.5・city/ ((2,
0・D)2−D')・2.5・city=0.16, and it is expected that the weight will be reduced by 80% compared to the propeller post, and the amount will be reduced by 62% compared to the total weight of the propeller.

従来、プロペラボスはプロペラ翼からの作動応力に対し
ては余裕があることは知られていた。
Conventionally, it has been known that propeller bosses have a margin for operating stress from propeller blades.

しかし、押込方式による場合、トルク伝達上プロペラボ
スを小さくすることはできなかった。
However, when using the push-in method, it was not possible to reduce the size of the propeller boss in terms of torque transmission.

17 その点、本発明によるフランジ方式取付法に硬質材溶射
による摩擦係数増大法の適用により、プロペラボスは作
動上必要寸法オで小形化することが可能となり、重量削
減による原価低減はもとより、プロペラ重量の低減およ
びプロペラボス径の減小による船尾形状の適正化並びに
推進効率の向上に役立せることかできる。
17 In this regard, by applying the friction coefficient increasing method using hard material thermal spraying to the flange mounting method of the present invention, it is possible to downsize the propeller boss to the required dimensions for operation, which not only reduces costs due to weight reduction, but also reduces the propeller boss's size. This can be useful for optimizing the stern shape and improving propulsion efficiency by reducing weight and reducing the propeller boss diameter.

なお、第2図ではフランジ而(イ)に直接130r鋼な
どの硬質材を溶射する場合であるが、この代りに両面に
硬質材を溶射した薄板中抜円板をフランジ0刀とプロペ
ラポスaυの間にはさみ込んでも同じ効果が得られ、い
ずれにしても溶創厚さは25μあれば有効であるが実用
上は50μ程度以上にする必要がある。
In Fig. 2, a hard material such as 130R steel is sprayed directly onto the flange (A), but instead of this, a thin hollow disc with hard material sprayed on both sides is used to attach the flange 0 and the propeller post aυ. The same effect can be obtained even if it is inserted between the two, and in any case, it is effective if the thickness of the wound is 25 μm, but for practical purposes it needs to be about 50 μm or more.

次に、従来例の押込方式によるプロペラ取付法の不適切
さを詳述してから、本発明の効果に及ぶ。
Next, the inadequacies of the conventional push-in propeller mounting method will be explained in detail, and then the effects of the present invention will be discussed.

海水中で使用されるプロペラは耐食性の面からD−青銅
が多く使われる。
Propellers used in seawater are often made of D-bronze due to its corrosion resistance.

Ag−青銅は通常、軸受材としても使われる材料である
ため銅系材料との摩擦係数が小さく、又、&18 ヤング率も鋼に比べて小さい。
Since Ag-bronze is a material that is usually used as a bearing material, it has a small friction coefficient with copper-based materials, and also has a &18 Young's modulus smaller than that of steel.

このことが押込方式によるプロペラ取付法の木質的な欠
陥となるのである。
This is a woody defect in the push-in propeller installation method.

即ち、押込によってプロペラポスに生じる塑性変形域の
拡りと接触面圧の上昇量の関係は、弾性域をこえてプロ
ペラが押込まれた場合、接触面圧と塑性変形域の関係は
弐αJであられされる。
In other words, the relationship between the expansion of the plastic deformation region that occurs in the propeller post due to pushing and the increase in contact surface pressure is as follows: When the propeller is pushed beyond the elastic region, the relationship between the contact surface pressure and the plastic deformation region is 2αJ. be done.

ただし、P!:押込面の面圧 σy:材料の引張降伏点 ds:プロペラ軸径 dB:プロベラボス外径 dP:塑性変形域の直径 dn=2・市として式α3からP+/cryとdPとの
関係を求めると第5図のようになる。
However, P! : Contact pressure of the pushing surface σy: Tensile yield point ds of the material: Propeller shaft diameter dB: Prober boss outer diameter dP: Diameter of plastic deformation zone dn=2・City If we calculate the relationship between P+/cry and dP from equation α3, It will look like Figure 5.

第5図は式(1)および式(2)から求められるプロペ
ラ押込によってプロペラボス押込面付近に生じる塑性変
形域の拡りの程度も記入されている。
FIG. 5 also shows the degree of expansion of the plastic deformation region generated near the propeller boss pushing surface due to propeller pushing determined from equations (1) and (2).

第5図から明らかなように、プロペラポス肉厚黒19 050%に達するような大きな率でプロペラが押込まれ
たとしても、接触面圧の上昇は弾性条件の場合の約50
%増にすぎず、プロペラポスに大きな応力が負荷された
にも拘らず接触面圧の上昇は少ない。
As is clear from Fig. 5, even if the propeller is pushed in at a high rate reaching 19,050% of the propeller post wall thickness, the increase in contact surface pressure is about 50% of that under the elastic condition.
This is only a % increase, and even though a large stress is applied to the propeller post, the increase in contact surface pressure is small.

このことと鋼−A、l!/青銅rll+の摩擦係数が小
さいこととを考え合せると、押込方式によるプロペラ取
付の不合理さが卯解できる。
This and Steel-A, l! /If you consider that the coefficient of friction of bronze rll+ is small, you can understand the absurdity of attaching the propeller using the push-in method.

才た、0青銅のヤング率の低さについては、第6図に示
す円筒Bに軸材Aが押込部れたときの弾性条件における
接触面圧P、は式α4)であられされる。
Regarding the low Young's modulus of bronze, the contact pressure P under elastic conditions when the shaft member A is pushed into the cylinder B shown in FIG. 6 is expressed by the formula α4).

ただし、r、、r3  :押込部の内および外半径EA
、]紬:A月及びB材のヤング率 ■ム、VB:A材及びB利のポアソン比δ :半径方回
押込代 r3−2・r2とすると式04)は弐α9のように書き
替えられる。
However, r,, r3: Inner and outer radius EA of the pushing part
,] Tsumugi: Young's modulus of A and B materials ■mu, VB: Poisson's ratio of A and B materials δ: Radial rotation pushing distance r3-2・r2, equation 04) is rewritten as 2α9 It will be done.

特開口H59−1901)!12  (6)い捷、軸材
Aは’Hd (EA = 210001φ7vaP )
とし、B材は鋼(Eロー21000 I9Δvts2)
及び0青銅(En = 12000 KZAd )の2
釉類とし、押込条件は同じとして接触面圧Pos+(鋼
)及びPoAe (AA青銅)の比を求めるとP。st
/PoAt==1.55と々る。
Special opening H59-1901)! 12 (6) Shaft, shaft material A is 'Hd (EA = 210001φ7vaP)
and B material is steel (E-row 21000 I9Δvts2)
and 2 of 0 bronze (En = 12000 KZAd)
Assuming that the glaze is the same and the indentation conditions are the same, the ratio of the contact surface pressures Pos+ (steel) and PoAe (AA bronze) is calculated as P. st
/PoAt==1.55.

この結果から、ボス材にヤング率Eの大きい材料が用す
られれば、前述した如く、ボス材が塑性変形する程の大
きな率でプロペラを押込まなくても充分な接触面圧を与
えることができる。
From this result, if a material with a large Young's modulus E is used for the boss material, as mentioned above, it is possible to provide sufficient contact surface pressure without pushing the propeller at a rate so large that the boss material is plastically deformed. can.

さらに、鋼−鋼量の摩擦係数μは0.25程度であるこ
とを考えれば、弾性域範囲内の押込率でプロペラに充分
な回転I・ルクを与えることができると考えられる。
Furthermore, considering that the steel-to-steel friction coefficient μ is about 0.25, it is considered that sufficient rotational torque can be given to the propeller at a pushing rate within the elastic range.

このように、A!青銅製プロペラをプロペラ軸に押込方
式で取付けることけ椿めで不適切であり、又、信頼性に
欠けるものといえる。
In this way, A! Attaching the bronze propeller to the propeller shaft using a push-in method is inappropriate and can be said to be unreliable.

以上、詳述したように本発明のフランジ方式によるプロ
ペラ取付法とその取付構造によれば次のような利点があ
る。
As described above in detail, the flange type propeller mounting method and its mounting structure of the present invention have the following advantages.

(1)  プロペラポスが小形化でき、推進効率が改2
1 善されるとともに、プロペラ重量が低減し船尾部形状の
合理化ならびにプロペラ自体の原価低減が可能となる。
(1) The propeller post can be made smaller, improving propulsion efficiency by 2
1, the weight of the propeller is reduced, the shape of the stern section can be rationalized, and the cost of the propeller itself can be reduced.

(2)  プロペラ軸系からフレッティングコロ−ジョ
ン発生個所がなくなるため、軸系の安全性が高められる
・ (3)  プロペラを抜き取ることなく非破壊的にプロ
ペラ取付部の検査を行なうことができ、定期検査の工程
が灼縮される。
(2) The safety of the shaft system is improved because there are no fretting corrosion points in the propeller shaft system. (3) The propeller mounting part can be inspected non-destructively without removing the propeller. The periodic inspection process will be reduced.

(4)  プロペラをプロペラ軸に取付ける作業中にプ
ロペラの固定の程度が数量的に計測され、保証される。
(4) During the work of attaching the propeller to the propeller shaft, the degree of fixation of the propeller is quantitatively measured and guaranteed.

又、入渠時プロペラ締付の程度がプロペラを抜取ること
なくチェックできるので、プロペラの定期検査が簡易化
される。
Further, since the degree of propeller tightening can be checked at the time of docking without removing the propeller, periodic inspection of the propeller is simplified.

(5)製作工程ですり合せなどの手仕上工程が大巾に削
減される。
(5) Manual finishing processes such as rubbing in the manufacturing process are greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例の取付構造を示す断面図、第2図は本発
明の一例を示す断面図、第3図は締付棒付近の詳細断面
図、第4図(1)はプロペラポスの負22 −1−\)1−o−2+ノ 荷応力を示すグラフ、第4図(2)は締付棒の負荷応力
を示すグラフ、第5図は従来例の押込部の接触面圧と塑
性変形域の拡シとの関係グラフ、第6図は円筒材(ボス
)と軸材(プロペラ軸)が押込まれたときの弾性条件に
接触面圧等を示すだめの説明図である。 (10・・・プロペラ軸、αυ・・・フランジ、O2・
・・締付棒、(13・・・基準面、α勇・・・中心孔、
09・・・プロペラポス、OQ・・・ナツト、Ql)・
・・ボルト、(財)・・・蓋。
Fig. 1 is a sectional view showing a conventional mounting structure, Fig. 2 is a sectional view showing an example of the present invention, Fig. 3 is a detailed sectional view of the vicinity of the tightening rod, and Fig. 4 (1) is a negative view of the propeller post. 22 -1-\) 1-o-2+ Graph showing the load stress, Figure 4 (2) is a graph showing the load stress of the tightening rod, Figure 5 is the contact surface pressure and plasticity of the pushing part of the conventional example FIG. 6, which is a graph of the relationship between the expansion of the deformation region and the expansion of the deformation region, is an explanatory diagram showing the contact surface pressure, etc. in the elastic conditions when the cylindrical material (boss) and the shaft material (propeller shaft) are pushed together. (10... propeller shaft, αυ... flange, O2...
... Tightening rod, (13... Reference surface, α Yu... Center hole,
09...Propeller post, OQ...Natsuto, Ql)・
...Bolt (Foundation)...Lid.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、10ベヲ軸におけるフランジを有する締付棒の軸心
に軸端の基準面から軸方向に向って中心孔を形成し、前
記締付棒にプロペラボスを套嵌して仮取付けしてから、
前記締付棒の基準長さを基準面側と中心孔の孔底側間で
計測し、その後、締付棒を加熱して該棒が所定量伸びた
ことを確認してから締付棒の軸端側から締めつけ、その
後、全体を冷却して基準長さを計測して所定の締付力の
有無を確認し、その後、中心孔に防錆剤を注入してから
該孔を閉じるとともに、前記フランジを介してプロペラ
ボスをプロペラ軸に取付けることを特徴とする舶用プロ
ペラの取付方法。 2、 中途にフランジを有するプロペラ軸の締付棒の軸
心に軸端から軸方向に向って有底の中心孔が形成され、
締付棒に套嵌されたプロペラボス2 が締付棒の軸端側に螺合されたナツトを介して前記フラ
ンジに押付けられ、該フランジに挿設されたボルトを介
して取付けられ、更に、前記中心孔に防錆剤が注入され
ているとともに、中心孔の軸端側を閉じる蓋が備えられ
ていることを特徴とする舶用プロペラの取付構造。
[Claims] A center hole is formed in the axial center of a tightening rod having a flange on the 1st and 10th axis in the axial direction from the reference surface of the shaft end, and a propeller boss is fitted into the tightening rod. and temporarily install it,
Measure the reference length of the tightening rod between the reference surface side and the bottom side of the center hole, then heat the tightening rod and confirm that the rod has expanded by a predetermined amount, and then tighten the tightening rod. Tighten from the shaft end side, then cool down the whole, measure the reference length and check whether the specified tightening force is present, then inject rust preventive into the center hole and close the hole, A method for attaching a marine propeller, comprising attaching a propeller boss to a propeller shaft via the flange. 2. A bottomed central hole is formed in the axial center of the tightening rod of the propeller shaft having a flange in the middle, extending from the shaft end in the axial direction,
A propeller boss 2 fitted onto the tightening rod is pressed against the flange via a nut screwed onto the shaft end side of the tightening rod, and is attached via a bolt inserted into the flange, and further, A mounting structure for a marine propeller, characterized in that a rust preventive agent is injected into the center hole and a lid is provided to close the shaft end side of the center hole.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007151488A (en) * 2005-12-07 2007-06-21 Oizumi Seisakusho:Kk Heater for liquid evaporator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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