2022年船舶建造质量检验-第六章轴系及螺旋桨制造和安装检验 .pdf
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1、第六章轴系及螺旋桨制造和安装检验第一节螺旋桨、轴和尾轴管加工检验一、螺旋桨锥孔加工检验(一) 锥孔检验内容主机扭矩通过螺旋桨轴传递给螺旋桨,使船舶推进,故对螺旋桨与螺旋桨轴的锥孔与锥体配合有严格要求。船厂一般要对到厂的螺旋桨锥孔与螺旋桨轴进行刮配,故要求螺旋桨制造厂在锥孔处留有0.20.4mm 的刮配余量。下面介绍船厂对螺旋桨锥孔的检验,检验内容如下:1.以螺旋桨轴锥体部位为依据,用手工方法修刮螺旋桨的锥孔,检验螺旋桨锥孔与螺旋桨轴锥体接触情况是否符合要求。2.对有键螺旋桨的键槽进行检验。(二) 检验方法与要求1.螺旋桨锥孔检验(1)在螺旋桨轴锥体部位涂上薄薄一层色油,套入螺旋桨锥孔内,检查螺
2、旋桨锥孔色油接触情况,要求锥孔内色油接触均匀,在每2525(mm2)面积上不少于3 个接触点。按中国船级社钢质海船入级与建造规范规定,在螺旋桨轴与螺旋桨套合之前,桨壳与轴锥部的实际接触面积应不小于理论接触面积的70%(有键螺旋桨为65%)。一般来说,锥孔接触点大端较小端略硬一些为好。对于无键连接螺旋桨,除按上述要求外,还应在螺旋桨锥孔两端各留有100150mm“无槽区”,因该处用以建立径向油压。为确保螺旋桨液压安装过程油压的建立,减少液压油外泄,经修刮后的锥部两端无槽区部分的接触,应明显地好于中间部分,即用色油检查时,色点要多于中间部位。(2)锥孔修刮后,螺旋桨铀锥体部分在锥孔内的相对位置,应
3、满足图纸或工艺技术要求。 (3)用 0.03mm 塞尺检查锥体两端连接处,插入深度应不超过10mm,宽度应不超过 15mm。(4)锥孔修正后,螺旋桨大端平面在螺旋桨轴上的轴向位置,应有标记或作出原始记录,供安装时参考。(5)检验时注意点:螺旋桨锥孔加工时,应四周均匀地修刮,以保持同轴度与垂直度。用角度尺检查,不大于 0.15mm/m。螺旋桨安装时,根据其锥度大小一般要压进10mm 以上(大致能使螺旋桨锥孔径向扩张 0.5mm 以上),而螺旋桨锥孔小端未作修刮会造成象桶箍一样的颈圈,使泵油大量漏油,并影响安装。为此,在螺旋桨锥孔加工检验后,还必须对该部分沿纵向作相应的刮削。2.螺旋桨键槽检验螺旋
4、桨键槽按螺旋桨轴配妥的键进行加工,要求与键的配合为动配合,能用手将键推动,键与槽二侧面之色油接触应均匀,接触面积每侧均不得少于65%。安装后用0.05mm塞尺检查键侧隙,插入深度应不大于20mm。键的顶部应根据键高留有0.301.00mm(或以键高的2%计算)空隙。二、轴加工检验船舶的推进轴系包括螺旋桨轴、中间轴、推力轴及其连接件。螺旋桨轴、中间轴、推力轴等大型锻件均由配套厂提供,并按船级社规范要求提供锻件的力学性能、化学成分、热处理、探伤等检验报告。船检部门在锻件上敲有认可标记和编号,并签发产品合格证书。船厂按批准的图纸及工艺要求对轴系毛坯件进行机械加工。(一)检验内容1轴系的产品检验标记移
5、植;2轴系的加工尺寸及精度检验;3轴的表面探伤检验;4螺旋桨轴铜套(如有时)加工检验;5螺旋桨轴锥体键槽与键检验;6轴系连接法兰螺孔及螺栓加工检验。(二)检验方法与要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页1标记移植在机加工过程中,螺旋桨轴、中间轴、推力轴等毛坯件上的船检标记被去除之前需进行标记转移。首先,由有关船级社验船师检查原标记,然后由检验员将标记内容全部记录下来(也可采用将原标记用纸拓印下来),并由验船师在记录上签字。轴加工完工后,将标记移植到船级社规范规定的部位上,在完工检验时由验船师确认。2机械加工尺寸及精
6、度检验螺旋桨轴、中间轴、推力轴按图样及工艺技术要求机械加工后,应对其加工的尺寸、表面粗糙度、圆度、圆柱度、轴的径向和端面跳动、轴的圆弧过度处及螺纹进行检验。上述检验应在机床上进行,其检验方法与要求分述如下:(1)机加工尺寸检验轴的最后机械加工应符合施工图样规定的尺寸,其工作轴颈外圆(或轴套外圆)应用外径千分尺测量垂直与水平两个位置的尺寸。(2)表面粗糙度检验轴的最后加工段的表面粗糙度,应按表6-1 所示轮廓算术平均偏差R值要求。此项工作可用粗糙度仪测量,也可用表面粗糙度样板来对照(工厂一般使用样板对照)。顺号项目R(m )备 注D 500mm D 500100mmD 10001750mm1 1
7、.推力轴工作表面0.160.32 0.320.63 0.631.25 当比压力大于15MPa 时2.推力环工作表面0.320.63 0.631.25 1.252.5 2 1. 工作轴颈装可拆联轴节或螺旋桨的轴表面2. 推力轴与推力环圆角处的过渡表面3. 法兰端面及外圆表面4. 圆柱形铰制螺栓孔的表面5. 圆锥形铰制螺栓孔的表面0.31.25 1.252.5 2.55 D5mm D平均50mm 3 1.安装轴颈套轴套处轴表面2.法兰的 R 圆角处过渡表面3.键表面4.可拆联轴节内孔的表面1.252.5 2.58 810 5.圆柱形铰制螺栓的配合表面( 平均直径 D,mm)D25 0.631.25
8、 1.252.5 2.55 25D50 1.252.5 2.58 58 6.螺旋桨孔的表面1.252.5 2.58 810 7.轴套内孔与 表 面 ( 长度 l,m) l0.25 0.160.32 0.320.63 0.631.25 0.25l50 0.320.63 0.631.25 1.252.5 0.50l0.75 0.631.25 1.252.5 2.58 0.75l1.00 1.252.5 2.58 810 4 1. 轴及零件的非工作表面2. 空心轴内孔精加工后的孔表面3. 键槽的工作表面2.55 810 1012.5 (3)圆度及圆柱度检验轴、轴套、联轴节的工作表面或内、外圆柱形配合
9、表面的加工公差,应符合表6-2 的规定值。测量时应做好记录。轴、轴套的圆柱度检验方法:用千分尺测量相距100mm 的两处直径的差值,允许偏差不大于0.01mm。按轴径的长度确定偏差值的要求,判断轴的圆柱度。轴、轴套的圆度检验方法:用内、径千分尺测量轴同一个断面的垂直与水平二组直径之差,其偏差应在规定范围内。表 6-2 轴、轴套的圆度及圆柱度公差单位: mm 直径 D 120 120180 180260 260500 500800 800 圆度及圆柱度0.025 0.035 0.045 0.055 0.065 0.075 (4)径向跳动量检验精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
10、归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页工作轴颈或轴套的外表面、轴锥体的径向圆跳动量,其最大值应符合表6-3 的规定数值(用 顶针法对整根轴的径向圆跳动量数值进行测量)。表 6-3 轴径向圆跳动量公差单位: mm 序号轴长与轴径之比(L/D )径向圆跳动量公差1 20 0.030 2 2035 0.040 3 3550 0.050 4 5065 0.065 5 6580 0.090 6 80 0.120 注: 1.校验时,中间不设中间支承,当L/D 超过 35 时,准许在轴中间部分托一只上盖松掉的活动支承;当L/D 超过 100 时,轴中间部位可设两只松掉上盖的中间支承,其
11、位置最好与实船的轴承相一致。2.测量后 ,计算整根轴的径向圆跳动时,考虑其方向性应根据各档校验出来的径向圆跳动量及其位置。在计算一根轴的径向圆跳动时,应将各方向中最大的数值选出,再把与它呈180相反方向位置的最大数值加起来,即为该轴的径向圆跳动量。如有困难时,则可取小于 180反方向位置的一个最大数值。3.测量出各档径向圆跳动量数值,轴本身的几何精度误差应包括在内。轴的非工作部分(即轴颈外)径向圆跳动量,不得超过表6-3 规定数值的2倍。法兰跳动量检验。法兰端面边缘处的轴向跳动量应符合表6-4 规定数值。表 6-4 法兰端面边缘处的轴向圆跳动量公差单位: mm 顺号法兰直径 D 允许端面边缘处
12、轴向圆跳动数值备 注1 250 0.03 推力轴的首端法兰面边缘处的轴向圆跳动量,在任何情况下都不得超过0.03 2 250500 0.04 3 500800 0.05 4 800 0.06 法兰外圆径向圆跳动量应符合表6-5 规定数值。表 6-5 法兰外圆径向圆跳动量公差单位: mm 顺号法兰直径 D 允许径向圆跳动量公差1 250 0.02 2 250500 0.03 3 500800 0.04 4 800 0.05 跳动量检验方法。将百分表水平装在轴所测量的部位,表头要垂直工件,转动一周观察百分表摆动范围。测量后,计算整个轴的径向圆跳动,方法可参见表6-3 注 2 所述的有关要求。(5)
13、轴法兰端面检查轴法兰端面的平面度应符合表6-6 规定数值。表 6-6 轴法兰端面平面度公差单位: mm 序号法兰直径 D 轴法兰端面平面度公差备注1 500 0.03 不允许用凸度,只允许有凹度2 500800 0.04 3 800 0.05 测量时使用一把比法兰直径长的刀口直尺,将刀口一面垂直放在法兰平面上,观察平面是否平整。若有缝隙,则用塞尺进行检查,其平面度应符合要求。(6)螺旋桨轴螺纹、螺母检验螺旋桨轴的螺纹直径较大,一般在M4006M500 6 范围内,工厂没有这样大的标准螺纹环塞规,为此,螺旋桨轴的螺纹只能按预先加工好的螺母进行单配。螺旋桨轴螺母检验。螺母内螺纹加工后,用螺纹标准齿
14、形样板检查齿形及齿距,并用内径千分尺测量螺纹内径尺寸。螺旋桨轴螺纹检验。螺旋桨轴螺纹加工后,将螺母旋入,要求两者组成的配合为中精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页等的紧密配合,并可用板手轻便地拧入螺母。另一种检验螺旋桨轴螺纹与螺母间隙的方法,是在螺母上平面放一只百分表,下面用油泵顶高螺母,然后再放下来,百分表读数的摆动值即为总间隙。此间隙应符合工艺技术要求或螺纹标准规定的精度。螺旋桨轴螺纹的表面粗糙度应符合图样规定的要求。(7)可拆联轴器孔的加工检验在螺旋桨轴锥体部位涂上薄薄一层色油,套入可拆联轴器孔内,检验联轴器锥
15、孔色油接触。要求锥孔内色油接触均匀,在每2525(mm2)面积上不少于3 个接触点,接触面积不少于理论接触面积的70%。锥孔接触点应大端较小端硬一些。另外,装配后的锥孔小端平面至轴锥体小端平面应留有足够的距离,其值按图样、工艺技术要求,也可按下式计算:B=(0.020.03)L 式中 B平面间距离(mm)。 L锥体长度( mm)。(8)推力轴检验推力环两端面的跳动量应符合表6-7 规定的数值。表 6-7 推力轴推力环端面全跳动量公差单位: mm 序号推力轴的基本轴径D 允许两端面的端面全跳动量备 注1 300 0.020 不允许有凸度2 300500 0.025 3 500800 0.030
16、4 800 0.035 端面跳动量的测量方法:百分表头垂直放在推力环两端百的边缘处,将轴转动360,观察百分表摆动的最大与最小值之差,即为端面全跳动量。推力轴轴径、轴跳动、法兰跳动等要求同前。推力块研配要求:用色油检查,在每2525(mm2)面积上接触点不得少于5 点,且均匀分布。研配好的推力块应与推力环做好相配位置记号,推力轴承间隙参见CB*3103船舶推进轴系滑动推力轴承的有关规定。(9)轴颈过渡处的检验轴机加工后,应按图样要求对轴颈的过渡处进行检验。由于过渡处容易因应力集中而产生裂缝,为此对该处加工有严格要求:须按照图样规定的圆弧,预先做好圆弧样板,并按此样板进行施工和检验。检查时,要求
17、样板与轴颈圆弧间基本上不漏光,表面粗糙度应符合图样要求。螺旋桨轴螺纹跟部的退刀槽也应有光顺的圆弧,检验方法同上。(10)测量记录中间轴、螺旋桨轴、推力轴机加工后,应出具测量报告。中间轴测量记录见表6-8 所示,螺旋桨轴测量记录见表6-9 所示,推力轴测量记录见表6-10 所示。表 6-8 中间轴跳动量及轴径测量记录表跳动量单位: mm A b c d e f g 轴径测量单位: mm 位置A B C D E F 标准实侧表 6-9 螺旋桨轴跳动量及轴径测量记录表跳动量单位: mm d b c d e f g H 轴径测量单位: mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
18、结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页位置A B C D E F G 标准实侧表 6-10 推力轴跳动量及轴颈测量记录表跳动量单位: mm a b c d e f g h 轴径测量单位: mm 位置A B C D E F G 标准实侧3轴表面探伤检查已加工完毕的中间轴、螺旋桨轴、推力轴等,应作磁粉或着色表面探伤检查,其检查区域为:(1)螺旋桨轴锥度处;(2)法兰圆角处;(3)轴承端圆弧过渡处;(4)轴承处。具体探伤范围及部位按船舶入级规范要求进行,探伤评定标准按规范或图样,工艺要求。探伤报告应向验船师提交。5螺旋桨轴热套的加工检验对于采用铁梨木(桦木)轴承,用海水进行轴承润滑的
19、螺旋桨轴,应在螺旋桨轴轴径上热套铜质轴套,铜套由几节组合而成。(1)铜套热套前的检验内径应加工到图样或工艺规定的尺寸(须考虑热套时过盈量),外径每边应放12mm 的加工余量。加工后,用内径千分尺测量铜套内径尺寸,应符合图样要求。进行水压实验,实验压力0.2MPa,并在此压力下至少保持5 分钟,轴套不得有任何裂纹或渗漏现象。测轴套与轴的配合过盈量,具体见表6-11 所示数值,并做好原始记录。测量时使用的内、外径千分尺应相互核对,并消除误差。表 6-11 轴套与轴配合的过盈量单位: mm 顺号轴颈直径D 平均过盈量(按轴颈%)备 注1 100 0.080.12 2 100200 0.070.11
20、3 200300 0.060.10 4 300400 0.050.09 5 400500 0.040.08 6 500600 0.0350.075 7 600800 0.030.065 8 8001000 0.0250.05 (2)铜套热套后的检验复精加工后,轴套接缝处应进行油压实验,实验压力不得低于0.2MPa,并在该压力下至少保护5 分钟,轴套接缝处不得有任何裂纹或渗漏现象。实验结束后,应将泵油空间用红粉白漆或环氧化树脂等捻没封死,泵油孔用螺塞或其他办法闷死。检验轴颈直径、跳动量等数据,验收要求测量方法同前。测量记录见表6-9(其中的图形改为铜套结构,其余相同)。5螺旋桨轴锥体键槽与键检验
21、(1)键槽检验螺旋桨轴桨端的锥体键槽与螺旋桨轴可拆法兰联轴器锥孔键槽的检验要求:健槽宽度误差不大于0.01mm;键槽侧的底面应圆弧过渡;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页螺旋桨轴锥体大端的键槽,从槽底到轴表面应加工成渐渐上升的雪撬形,键槽前端表面呈汤匙形。按图样要求检验其形状,并修正其圆弧度,表面应光顺,粗糙度应符合图样要求。(2)键的装配检验键两侧面的接触面积不少于75%,与键槽相配时,其75%的长度上应插不进0.05mm塞尺,键底与槽底的接触面积应不少于40%,不得悬空。用小锤敲击听回声的方法检查。1轴系连接法
22、兰螺孔及螺栓加工检验(1)连接法兰铰孔前对中检验轴系两法兰铰孔前对中,可将配对的轴安放在支架上进行,见图6-1 所示。要求两法兰间接触紧密,用0.03mm 塞尺不能插入。两法兰的偏移和曲折值应符合表6-12 规定的数值。两法兰的偏移和曲折检验见图6-2 所示。校中后须经检验员检验确认。检验方法:用钢皮直尺、塞尺测量,可用百分表校外圆。图 6-1 轴对中示意图1-中间轴; 2-绞孔后标记;3-螺旋桨轴; 4-支架图 6-2 两法兰的偏移和曲折检验b-中心偏移值;m1-法兰上口间隙;m2-法兰下口间隙;S-曲折值表 6-12 两法兰的偏移和曲折公差单位: mm 序号法兰外圆D 两法兰的偏移和曲折值
23、公差500 0.02 500800 0.03 800 0.04 (2)法兰螺栓孔检验轴对中后,在轴的法兰上进行铰孔,螺栓孔和与其相配的螺栓精度要求及配合值见表6-13 所示。孔的表面粗糙度应符合图样要求,孔的锥度方向应与螺栓安装方向一致,即顺锥度。表 6-13 螺栓、螺栓孔加工精度单位: mm 螺栓直径 30 3050 5070 70100 配合值00.01 -0.005+0.005 -0.0150 -0.020.005 螺孔圆柱度0.02 0.02 0.03 0.03 圆度0.01 0.01 0.02 0.02 螺栓圆柱度0.015 0.015 0.02 0.02 圆度0.01 0.01 0
24、.015 0.015 检验方法:用内径分厘卡测量孔的上下、左右两个方向,以及孔长度方向的数值,其结果应符合表6-13 所示的要求,并作好原始记录。锥形螺栓孔的锥度检查可在锥形螺栓表面涂色油,检查锥形螺栓孔色油接触情况,要求接触均匀。(3)法兰螺栓加工检验按法兰孔配制螺栓,圆柱形螺栓孔所配的螺栓应保证与孔有00.01mm 范围内的过盈量。其过盈量可参见表6-13 所示。圆柱形螺栓孔、圆锥形螺栓孔与螺栓的配合,要求接触均匀,且接触面积在75%以上。圆锥形螺栓安装后,大端锥体必须凸出法兰平面510mm,以保证有修配余量。用0.03mm 塞尺检查锥体大端,局部可插入,深度不得超过3mm。圆柱形螺栓装配
25、后,圆柱体前端平面应缩进法兰平面612mm 。螺栓头和螺母的支撑平面应紧密接触,用0.05mm 塞尺检查,应在75%周长上不能插进。检验方法:圆柱形螺栓与螺栓孔的配合可用内外径分厘卡测量。螺栓圆柱体前端平面与法兰平面的距离,可用钢皮尺或游标卡尺测量螺栓圆柱体长度与法兰尺寸之差获得。螺栓与螺栓孔接触的检查方法:将紧配螺栓安装后,再拆下来,看螺栓与螺栓孔的接触情况。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页(4)螺栓制造检验法兰连接螺栓的材料必须经验船师认可。锻造后应进行热处理,并做力学性能实验。螺纹应严格按环塞规要求进行加工
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