钢板焊接螺旋桨制造工艺.doc

钢 板 焊 接 螺 旋 桨 制 造 工 艺倪 国关键词 焊接 螺旋桨 制造工艺Q235 - A 级 镇 静 钢 焊 接 而 成 桨 叶 叶 面 内 层 板 与外 层 板 以 及 桨 叶 叶 背 内 层 板 与 外 层 板 的 焊 接 采 用 J 422 手 工 电 弧 焊 焊 条 施 焊 ,桨 叶 与 桨 叶 内 部 各 加 强 筋 的焊接亦 采 用 J 422 手 工 电 弧 焊 焊 条 施 焊 螺 旋 桨 桨毂与各桨 叶 之 间 的 焊 接 采 用 J 507 手 工 电 弧 焊焊条进行焊接 螺 旋 桨 主 要 要 素作 者 受 某 单 位 委 托 ,主 持 并 组 织 制 造 某 汽 车 渡 船 钢板焊接螺 旋 桨 2 只 ( 1 对 ) ,现 将 有 关 情 况 介 绍 如下 ,供同行参考 13 建 造 方 案3 . 1 桨毂由外协单位按图纸要求做模 ,用 30 号铸钢浇铸 成型后 ,按图纸精度要求经机加工成型 3 . 2 桨叶样板桨叶叶面样板的制作如下 按常规螺旋桨叶面 螺旋面生成原理 ,将桨叶面刮成砂型 ,然后根据砂型 叶面螺旋面的尺寸和形状 ,用 4 mm 钢板做成标准叶 面形状的样板 。

该样板与砂型叶面螺旋面的误差不 大于 2 mm ,0 . 3 R 、0 . 4 R 、⋯、0 . 95 R 、1 . 0 R 及 o u 参 考 线与理论 值 的 误 差 不 大 于 1 . 0 mm 桨 叶 叶 背 样 板 的制作依据叶背 螺 旋 面 而 成 ,制 作 过 程 和 技 术 要 求 与叶面样板相同 3 . 3 桨叶冷压模具根 据 桨 叶 叶 面 及 叶 背 样 板 的 尺 寸 和 形 状 ,制 作 螺旋桨叶面及叶背冷压用模具 制作模具时应考虑 工 件 加 工 过 程 中 的 反 弹 余 量 , 同 时 标 出 0 . 3 R 、0 . 4R 、⋯、0 . 95 R 、1 . 0 R 及 o u 参考线 3 . 4 下料图 1 螺旋桨外形螺旋桨主要要素如下 :主机功率 主机转速 桨转速 桨数每桨收到功率 桨型桨径 螺距比 盘面比 桨叶后倾角螺旋桨叶数882 k W ×2730r/ min289r/ min2 只820 k W MAU - 42 . 20 m0 . 8610 . 5310°4 叶叶面外层板下料 根据螺旋桨 叶面伸张 轮 廓图 的形状和尺寸 ,在 叶 面 半 径 及 切 面 弦 长 方 向 各 加10 %的余量下叶面外层板 4 对 备 用 。

4 对 料 上 应 标 出 0 . 3 R 、0 . 4 R 、⋯、0 . 95 R 、1 . 0 R 及 o u 参 考 线 ,这 些线与理论值的误差不大于 1 . 0 mm 2 材 料本 螺旋 桨 采 用 焊 接 式 结 构 形 式 , 如 图 1 所 示 叶面内层板下料 根据螺旋桨 叶面伸张 轮 廓图 的形状和尺寸 ,下 叶 面 内 层 板 4 对 备 用 在 4 对料 上标 出 0 . 3 R 、0 . 4 R 、⋯、0 . 95 R 、1 . 0 R 及 o u 参 考 线 ,这些线与理论值的误差不大于 1 . 0 mm 桨 毂由 30 号 铸 钢 材 料 浇 铸 成 型 , 桨 叶 均 由 10 mm作 者 介 绍 :倪 国 毕 业 于 武 汉 理 工 大 学 ,现 工 作 于 江 苏 省 宿 迁 市 船 舶 检21余 量下叶背外层 板 4 对 备 用 在 4 对 料 上 标 出 0 . 3R 、0 . 4 R 、⋯、0 . 95 R 、1 . 0 R 及 o u 参考线 ,这些 线 与 理 论值的误差不大于 1 . 0 mm 用 点焊方式固 定 并 焊 牢 固 定 时 ,确 保 桨 叶 叶 背 内层 板 0 . 6 R 半 径 线 及 o u 参 考 线 与 桨 叶 叶 面 内 层 板 相 应线的 相 对 误 差 不 大 于 1 . 0 mm 。

将 开 有 塞 焊 孔 的桨叶叶背外层板与桨叶叶背内层板用点焊固定并 焊 牢 固定 时 , 确 保 桨 叶 叶 背 外 层 板 0 . 6 R 半 径 线 及 o u 参考 线与 桨 叶 叶 面 内 层 板 各 线 的 相 对 误 差 不 大于 1 . 0 mm 检查各半径线 处 切 面 弦 长 ,并 修 割 多 余余量 ,保留半径方向长度余量 ,然后由熟练电焊工 对桨叶进行施焊 将桨叶割离胎架并打磨 将桨叶 叶面 、叶背的面板与相应样板进行对照检验 ,确保其 相 对误差 不 大 于 2 . 0 mm 对 超 过 部 分 采 用 水 火 校 正方法 、锤击法等予以校正 ,直到满足要求为止 3 . 8 螺旋 桨的 总装叶背内层板下料 根据螺旋桨 叶背伸张 轮 廓的 形状和尺寸 ,在叶背半 径 及 切 面 方 向 各 加 15 %的余量下叶背内层板 4 对备用 ,在该 4 对料上标出 0 . 3R 、0 . 4 R 、⋯、0 . 95 R 、1 . 0 R 及 o u 参考线 ,这些 线 与 理 论值的误差不大于 1 . 0 mm 3 . 5 叶面外层板及内层板冷压加工将桨叶叶面冷压模具上下模分别固定于 油 压机 的压头及 底 痤 上 ,固 定 时 确 保 上 下 模 具 的 0 . 3 R 、0 . 6 R 及 0 . 95 R 半径线与 o u 参考线的相对误差不大于 1 . 0 mm 。

将 前 述 已 准 备 好 的 各 桨 叶 叶 面 外 层螺旋 桨 总 装 平 台 总 装 平 台 要 有 足 够 的 强板 材料分别置于 冷 压 模 具 上 进 行 冷 压 加 工 ,放 置 时确 保桨叶 面 外 层 板 0 . 6 R 半 径 线 及 o u 参 考 线 与 冷 压 模 具 下 模 板 各 线 的 相 对 误 差 不 大 于 1 . 0 mm 冷 压成形后用手 工 校 正 ,确 保 其 形 状 和 尺 寸 与 桨 叶度 总装平台 在 2 m ×2 m 范 围 内 的 不 平 度 不 大 于2 . 0 m 总装平台上应划有 螺 旋 桨 中 心 点 ,桨 毂 大 端 外圆轮廓线及 0 . 3 R 、0 . 6 R 及 0 . 95 R 半径线及 o u 参 考 线等装配定位 线 ,且 确 保 这 些 线 与 理 论 值 的 相 对 误 差不大于 1 . 0 mm 0 . 95 R 半 径 线 与 o u 参 考 线 交 点间相对误差不大于 2 . 0 mm 叶 面样板 的 相 对 误 差 不 大 于 2 . 0 mm 将 前 述 已准备好的各桨叶叶面内层板分别置于冷压模具上进行 冷压加工 ,放置时确保桨叶叶面内层板 材 料 0 . 6 R 半 径线及 o u 参 考 线 与 冷 压 模 具 下 模 板 各 线 的 相 对 误差不大于 1 . 0 mm 。

冷压成 形 后 用 手 工 校 正 ,确 保 其 形状和 尺 寸 与 桨 叶 叶 面 样 板 的 相 对 误 差 不 大 于2 . 0 mm 3 . 6 叶背外 层 板及内层板冷 压加工按叶面板同样的方法和技术要求加工叶背板 3 . 7 桨 叶的组 装与焊接桨毂的平台定位轴 桨毂轴心 线的确 定 用机 加工方法加工图 2 所 示 的 桨 毂 定 位 轴 ,该 轴 与 桨毂紧配合 ,向上一端带尖头 桨叶组装用胎架 根据桨叶叶面螺旋 面 的 形状与尺寸 ,制作 组装桨叶用胎架 在胎架上标出 0 . 3R 、0 . 6 R 及 0 . 95 R 、1 . 0 R 半径线 ,且确保各半径线 和o u 参考线与叶面样板各线相对误差不大于 1 . 0 mm 桨叶的组装与焊接 将桨叶叶面外 层板 用 点图 2 桨装配定位 轴桨 毂 定 位 将 桨 毂 大 端 置 于 平 台 上 ,并 用 点焊 方法固定于 胎 架 上 固 定 时 ,确 保 桨 叶 叶 面 外 板上的 0 . 3 R 、0 . 6 R 以 及 1 . 0 R 半 径 线 及 o u 参 考 线 与 胎 架各线 的 相 对 误 差 不 大 于 1 . 0 mm 。

将 开 有 塞 焊 孔的桨叶叶面内层板与外层板用点焊进行固定 固 定 时 ,确 保 桨 叶 叶 面 内 层 板 0 . 6 R 半 径 线 及 o u 参 考 线 与桨 叶 叶 面 外 层 板 各 线 的 相 对 误 差 不 大 于 1 . 0 mm 用手工 电 弧 焊 将 桨 叶 叶 面 内 外 层 板 焊 牢 将 桨叶内部加强筋放置于桨叶叶面内层板相应位置定 位 并焊牢 加强 筋 定 位 时 ,确 保 其 定 位 理 论 线 与 实际位置线相对误差不大于 1 . 0 mm 焊方法固定于平台上 定位时 确保桨毂大端外圆轮廓线与平台上已标画的桨毂轮廓线相对误差不大于1 . 0mm ,桨毂定 位 轴 尖 端 与 4 片 桨 叶 0 . 9 R 半 径 线 及 o u 参考线的相对误差不大于 2 . 0 mm 桨叶的平台定位 将前述已装配 焊接完 工 的4 只 桨 叶 放 置 于 平 台 上 ,与 已 固 定 的 桨 毂 进 行 装 配并 焊 接 装 配 时 , 确 保 ①4 只 桨 叶 的 0 . 3 R 、0 . 6 R 、0 . 95 R 及 桨 叶 高 低 差 理 论 值 误 差 不 大 于 2 . 0 mm 。

②相 邻 2 叶片的 0 . 3 R 、0 . 6 R 、0 . 95 R 半 径 处 导 边 与4321231214随 边之高 度 差 与 理 论 值 相 比 不 大 于 2 . 0 mm ③各叶片的 0 . 3 R 、0 . 6 R 、0 . 95 R 半径和 o u 参考线交点与 装配平台上相应交点间的相对误差不大于 2 . 0 mm 并 对泄漏位置 进 行 补 焊 完 工 后 重 新 加 压 ,直 至 查不出泄漏点 ,并保持压力 30 min ,压 力 没 有 明 显 下 降 为合格 4 . 2 螺旋桨静平衡试验螺旋桨装焊 完 工 后 ,应 进 行 静 平 衡 试 验 桨 叶 叶 尖处允 许 不 平 衡 重 量 经 计 算 为 0 . 75 kg 校 静 平 衡装置的精度偏差值不得 大 于 允 许 不 平 衡 重 量 1/ 3 即 0 . 25 kg 螺旋桨校平衡后取去的重量应在叶背焊缝处用 电 焊方法进行加 重 ,并 在 与 之 对 称 的 另 一 叶 片 上 用 手提砂轮机予以打磨直至满足要求为止 总之 ,在该对焊接螺旋桨的制造过程中 ,考虑到 桨直径较大 ,所使用的钢板较厚 ,不仅每个桨叶的叶 背 或叶面都要由 双 层 板 组 合 而 成 ,内 部 还 设 有 纵 横 加 强筋 ,加 工 工 艺 复 杂 , 而 且 加 工 难 度 也 很 大 的 特 点 ,我们首先制出了较为标准的模具 ,并巧妙地使用 油压机使螺旋桨所构成的各部分尤其是叶面和叶背 内 外层板都能 按 要 求 一 次 成 型 。

同 时 ,制 订 严 格 的 装配 、焊 接工艺程 序 ,并 按 程 序 进 行 装 配 、焊 接 与 检 验 ,确保了该对桨的制造在工艺上能满足设计要求 , 并 在实船使用中 也 达 到 了 较 为 理 想 的 效 果 ,深 受 委托方好评 4 只桨叶 全 部 装 配 并 进 行 焊 接 定 位 后 , 由 2名 熟练电 焊 工 对 螺 旋 桨 与 桨 毂 相 接 处 对 称 进 行 施接 焊接 时 ,尽量保持焊接运条速度 、焊接用电流等 焊接参数相一致 桨叶与桨毂交接处焊接完工后 ,用 8 mm 钢板在桨叶与桨毂处进行圆弧过渡 ,并施以加强焊 所有 4 只 桨 叶 与 桨 毂 施 焊 完 工 后 ,将 螺 旋 桨仍 固定于平台上 ,并 用 黄 沙 将 整 个 螺 旋 桨 全 部 埋 起来 静置 24 h 后 ,。