船舶建造质量检验-第六章 轴系及螺旋桨制造和安装检验

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0.2~0.4mm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，检查螺旋桨锥孔色油接触情况，要求锥孔内色油接触均匀，在每25325(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100~150mm“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：

①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。

②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0.30~1.00mm（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 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Rδ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 D ＜500mm 0.16~0.32 0.32~0.63 0.3~1.25 Rδ （μm） D D ≥500~100mm ≥1000~1750mm 0.32~0.63 0.63~1.25 0.63~1.25 1.25~2.5 1.25~2.5 2.5~5 备 注 1 1.推力轴工作表面 2.推力环工作表面 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 1. 安装轴颈套轴套处轴表 面 2. 法兰的R圆角处过渡表 面 键表面 3. 可拆联轴节内孔的表面 3 4. 5.圆柱形铰制螺栓D≤25 的配合表面(平均25＜D≤50 直径D,mm） 6.螺旋桨孔的表面 7.轴套内孔l＜0.25 与表面(长0.25＜l≤50 度l,m) 0.50＜l≤0.75 0.75＜l≤1.00 1. 轴及零件的非工作表面 2. 空心轴内孔精加工后的孔表4 面 3. 键槽的工作表面 当比压力大于15MPa时 D＞5mm D平均≥50mm 1.25~2.5 2.5~8 8~10 0.63~1.25 1.25~2.5 1.25~2.5 0.16~0.32 0.32~0.63 0.63~1.25 1.25~2.5 2.5~5 1.25~2.5 2.5~8 2.5~8 0.32~0.63 0.63~1.25 1.25~2.5 2.5~8 8~10 2.5~5 5~8 8~10 0.63~1.25 1.25~2.5 2.5~8 8~10 10~12.5 （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。

①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。

②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 ＞120~180 ＞180~260 ＞260~500 ＞500~800 ＞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

①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 ＞20~35 ≤0.040 3 ＞35~50 ≤0.050 4 ＞50~65 ≤0.065 5 ＞65~80 ≤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。

②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。 ③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 允许端面边缘处轴向圆跳动数值 备 注 1 ≤250 ≤0.03 推力轴的首端法兰面边2 缘处的轴向圆跳动量,在＞250~500 ≤0.04 任何情况下都不得超过3 ＞500~800 ≤0.05 0.03 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 ＞250~500 ≤0.03 3 ＞500~800 ≤0.04 4 ＞800 ≤0.05 ④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）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2 ＞500~800 ≤0.04 许有凹度 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M40036~M50036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。

①螺旋桨轴螺母检验。螺母内螺纹加工后，用螺纹标准齿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。

②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，检验联轴器锥孔色油接

2

触。要求锥孔内色油接触均匀，在每25325(mm)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=（0.02~0.03）L

式中 B—平面间距离（mm）; L—锥体长度（mm）。

（8）推力轴检验

①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 2 ＞300~500 ≤0.025 不允许有凸度 3 ＞500~800 ≤0.030 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。

②推力轴轴径、轴跳动、法兰跳动等要求同前。

③推力块研配要求：用色油检查，在每25325（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 轴径测量 单位：mm A B C D 位置 标准 实侧 表6-9 螺旋桨轴跳动量及轴径测量记录表

f E g F 跳动量 单位：mm d b c d e f 轴径测量 单位：mm A B C D E 位置 标准 实侧 表6-10 推力轴跳动量及轴颈测量记录表 g H F G 跳动量 单位：mm a b c d e f g h 轴径测量 单位：mm A B C D E F G 位置 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

①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1~2mm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。

②进行水压试验，试验压力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。

③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 0.08~0.12 ≤100

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