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螺旋桨液压螺母设计

2012-01-22

船海工程 2012年3期

(南通中远川崎船舶工程有限公司,江苏 南通 226005)

轴系安装作业中,螺旋桨安装是项重要的工作,需要花费不少工时。用于螺旋桨安装和固定锁紧的螺母通常有两种形式:常规普通螺母和液压螺母,安装示意见图1。两种螺母最明显的区别是液压螺母自带活塞千斤顶,而普通螺母没有,需要借助额外千斤顶进行安装。液压技术的使用能减少作业工时,提高作业效率。

图1 螺旋桨安装和固定锁紧示意

1 设计条件

无键螺旋桨的压入有两个限制条件:①满足最小压入量,保证螺旋桨与螺旋桨轴之间在传递最大转矩时不会相互滑动脱开;②不能超过最大压入量(压入的径向膨胀量不能超过螺旋桨桨毂材料弹性极限。

1.1 系数K的选择

当螺旋桨压入量达到最大值时,螺母能够提供足够大的轴向Fj:

Fj≥K×Fe

(1)

式中:Fe——螺旋桨桨毂膨胀时的收缩力;

K——系数。

液压安装时,桨与轴之间充满膨胀油,其湿摩擦系约为0.020,螺旋桨轴的锥部斜率为1/20=0.025,系数K=0.020+0.025=0.045。

该系数值可用于膨胀油泵与压入油泵不是同一油泵的情况。如果考虑采用一台高压油泵同时对膨胀和压入油管进行供油,那么需要对系数K进行增大考虑,确保轴向推力能够大于反作用力,需要加入一个系数k,根据各船厂多年的积累经验,系数k=1.25为宜(该数值为假定数值),这样就有K′=0.045×k=0.056。

这样系数的选择有两种情况,即一台油泵情况下取0.056;两台油泵情况下取0.045。

1.2 设计条件确立

当螺旋桨压入量最大时,螺旋桨桨毂所产生的平均压缩压强通常能达到Pc=70 MPa左右,由此可以算出由于压缩力产生的轴向力。……

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