船舶螺旋桨无键安装压入计算与装配工艺
时间：2020-12-15 04:02:26 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：船舶螺旋桨与尾轴的无键联接方式在大中型船舶上广泛采用，而螺旋桨无键安装压入计算的正确性和安装质量的好坏，直接影响到船舶轴系运行的可靠性。本文以57 000 DWT散货轮为例，探讨螺旋桨无键联接的计算方法及其安装工艺。
关键词：螺旋桨；油压安装；压入计算；装配工艺
中图分类号：U661.33 文献标识码：A
The Keyless Propeller Hydraulic Press-in Calculation and the Assembly Process for Ship
ZHUANG Xianfeng
（ COSCO Shipping BulkK Co.，Ltd， Guangzhou 510220 ）
Abstract： The keyless connection between ship propeller and tail shaft is widely used in large and medium-sized ships.Its calculation correctness and installation quality of propeller， directly affect the reliability of ship shafting operation， also relate to the safety of navigation， In this paper， with 57000 DWT Bulk Carrier as an example， the calculation method and technology of propeller assembly by hydraulics are discussed.
Key words： Propeller； Hydraulic installation； Press-in calculation； Assembly process
1 前言
螺旋桨与轴的联接方法，主要有有键联接法、无键联接法和环氧树脂胶合法等形式。其中，无键联接法通常是采用油压方法将螺旋桨冷套装在无键锥体尾轴上的一种安装拆卸方法，具有装拆方便、可减少尾轴应力集中等优点。本文以57，000DWT散货轮为例，对螺旋桨无键安装压入计算和装配工艺进行探讨。
2 螺旋桨无键安装压入计算
螺旋桨无键安装需要计算的主要内容包括：轴向推入量计算；轴向推力计算；起始点负荷计算。
2.1 计算原始参数
（1）主机参数
型号 MAN B&W 6S50MC-C
额定功率（MCR） Ne=9 480 kW
额定转速 ne=127 r/min
名义扭距（MCR） 7.129×105
（2）螺旋桨轴参数
材料 锻钢
弹性模数 E1=20.6×104 N/mm2
泊松比 μ1=0.29
线膨胀系数 α1=12×10-6/℃
（3）螺旋桨参数
材料 镍铝青铜
弹性模数 E2=11.8×104 N/mm2
泊松比 μ2=0.33
线膨胀系数 α2=17.5×10-6/℃
屈服强度 σs=245 N/mm2
推力 δ=9.486×105 N
（4）結构参数
螺旋桨轴尾端锥度 K=1/20
套合接触长度 L=1 039 mm
轴中孔直径 d0=0 mm
套合接触处轴平均直径 d1=482.47 mm
桨毂平均外径 d2=989.37 mm
（5）其它参数
套合接触面积 A=π×d1×L=1.577×106 mm2
系数 K1=d0 / d1=0
K2=d2 / d1=2.052
C1=（1+ K12 ）/（1- K12 ）-μ1=0.71
C2=（K22+1）/（K12-1）+μ2=1.91
2.2 轴向推入量计算
如采用无键安装螺旋桨的装配工艺（见图1），装配完成后应保证螺旋桨锥孔与尾轴锥面的摩擦力能达到传递足够扭矩，并保证螺旋桨内孔接触面不会产生塑性变形。为此，在装配前需要对螺旋桨轴向推入量进行计算。
根据CCS规范，推入量S需满足以下要求：
S1 ≤S≤S2 （1）
式中：S——装配轴向推入量，mm；
S1 ——最小轴向推入量，mm；
S2 ——最大轴向推入量，mm。
最小轴向推入量S1按下式：
S1 =[4 7750×104 ×Ne ×η/ （ A×ne ）×（C1 /E1 +C2 /E2 ）+（α2 -α1 ）×（35-t）×d1 +0.03] / KS2 = [ 0.7×σs×d1 ×（K22 -1） / （3K24 +1）1/2×（C1 /E1 +C2 /E2 ）- （α2 -α1 ）×d1 ×t] / K （2）
当螺旋桨套合时的温度t=0 ℃时：S1，0 =11.33，S2，0 =14.20；
t=35 ℃时：S1，35 =9.47，S2，35 =12.34。
因此，当t=0 ℃和35 ℃时的推入量为：
S0 =（ S1，0 + S2，0 ） / 2=12.77；
S35 =（ S1，35 + S2，35 ） / 2=10.90。
