螺旋桨加工ppt课件.ppt
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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/131(Section 12)2013-02 刘正林刘正林严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l第第1212章章 螺旋桨制造螺旋桨制造(Propeller Manufactu
2、ring)12.1 概述概述 螺旋桨由螺旋桨由桨毂桨毂和和桨桨叶叶两部分组两部分组成。桨毂与螺旋桨轴相连接,成。桨毂与螺旋桨轴相连接,桨叶固定在桨毂外壳上用以产桨叶固定在桨毂外壳上用以产生推力,如图生推力,如图12-1所示。所示。当螺旋桨正车旋转时,桨叶先当螺旋桨正车旋转时,桨叶先与水接触的一边称为与水接触的一边称为导边导边,另,另一边称为一边称为随边随边。重点:重点:材料和毛坯材料和毛坯、螺旋桨加工、螺旋桨加工、螺旋桨成品检验、螺旋桨成品检验 难点:难点:毛坯制作与螺旋桨机械加工毛坯制作与螺旋桨机械加工 图图12-1 螺旋桨的形状螺旋桨的形状1-随边;随边;2-导边导边2023/1/132严
3、格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l螺旋桨的结构有螺旋桨的结构有两种类型两种类型:一种是:一种是桨叶和桨毂铸成一体桨叶和桨毂铸成一体的,如图的,如图12-12-2a)2a)所示。其结构简单,桨毂直径较小,重量较轻,效率较高;另一所示。其结构简单,桨毂直径较小,重量较轻,效率较高;另一种是种是桨叶与桨毂制成可拆式或称组合式桨叶与桨毂制成可拆式或称组合式,如图,如图12-2b)12-2b)所示,因其桨所示,因其桨
4、毂直径较大,故螺旋桨效率较低,其优点是修理方便。由船尾向船毂直径较大,故螺旋桨效率较低,其优点是修理方便。由船尾向船首看所见的桨叶面称为首看所见的桨叶面称为叶面叶面,即螺旋桨正车旋转时推水的一面;另,即螺旋桨正车旋转时推水的一面;另一面为一面为叶背叶背,即与船的前进方向相同的一面。,即与船的前进方向相同的一面。图图12-2 螺旋桨的结构螺旋桨的结构1-叶面;叶面;2-叶背叶背2023/1/133严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各
5、类违纪行为或突发事件。2023/1/134l12.2 螺旋桨的材料和毛坯螺旋桨的材料和毛坯l12.2.1 螺旋桨材料螺旋桨材料l螺旋桨是受力较大,并在较恶劣条件下工作的零件。因此,对制造螺旋桨是受力较大,并在较恶劣条件下工作的零件。因此,对制造螺旋桨的材料应具有较螺旋桨的材料应具有较高的强度高的强度、塑性塑性及及冲击韧性冲击韧性;良好的抗腐蚀良好的抗腐蚀性性和和抗剥蚀性能抗剥蚀性能;以及;以及良好的铸造工艺性良好的铸造工艺性和和机械加工性能机械加工性能。l船用螺旋桨常用材料主要是金属材料,如船用螺旋桨常用材料主要是金属材料,如锰黄铜锰黄铜、铝青铜铝青铜、铸铁铸铁、钢钢等。此外也有采用塑料,如尼
6、龙、玻璃钢等。等。此外也有采用塑料,如尼龙、玻璃钢等。l1.锰黄铜锰黄铜l 锰黄铜是以锰黄铜是以Cu-Zn为主体组成的多元合金,根据使用要求可添加为主体组成的多元合金,根据使用要求可添加Mn、Fe、A1、Sn、Ni等金属元素,以改变其性能。属于这类材料的有等金属元素,以改变其性能。属于这类材料的有锰铁黄铜(锰铁黄铜(ZCuZn40Mn3Fe1)、高铝锰铁黄铜)、高铝锰铁黄铜;此外还有镍锰铁黄铜;此外还有镍锰铁黄铜等。由于锰黄铜的使用性能较好,目前世界各国用这种材料制造螺等。由于锰黄铜的使用性能较好,目前世界各国用这种材料制造螺旋桨的最多。但旋桨的最多。但抗空泡剥蚀性能差,不适于制造高速船舶螺旋
7、桨抗空泡剥蚀性能差,不适于制造高速船舶螺旋桨。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/135l2.铝青铜铝青铜l铝青铜是以铝青铜是以Cu-Al为主体的多元合金,其添加金属元素有为主体的多元合金,其添加金属元素有Mn、Fe、Ni等。等。l属于这类材料的有:属于这类材料的有:l高锰铝青铜(高锰铝青铜(ZCuAl8Mnl3Fe3Ni2),),相同于英国的相同于英国的BSCMAl和美国的和美国的ASTMC9
8、5700牌号的铝青铜、镍铝青铜等。牌号的铝青铜、镍铝青铜等。l铝青铜合金铝青铜合金除具有锰黄铜的优点外,还具有除具有锰黄铜的优点外,还具有疲劳强度高、抗空泡剥疲劳强度高、抗空泡剥蚀性能良好蚀性能良好的特点,因此多用于制造大型、高速海船(尤其是舰船)的特点,因此多用于制造大型、高速海船(尤其是舰船)的螺旋浆。的螺旋浆。l其缺点是其缺点是熔炼浇铸技术要求较高熔炼浇铸技术要求较高,对于大型铸件应防止粗大的,对于大型铸件应防止粗大的2相析出而引起合金缓冷脆化问题,尤其是相析出而引起合金缓冷脆化问题,尤其是Sn铝青铜更应注意这个弊铝青铜更应注意这个弊病,应严格控制病,应严格控制Sn的含量。的含量。严格执
9、行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/136l3.铸铁铸铁l铸铁螺旋桨成本低廉、铸造容易、材料来源丰富。但缺点是铸铁螺旋桨成本低廉、铸造容易、材料来源丰富。但缺点是强度低、强度低、质脆,易折断质脆,易折断,且,且易被海水腐蚀易被海水腐蚀,使用寿命短使用寿命短。为了保证一定的强。为了保证一定的强度,往往将桨叶制成比铜合金螺旋桨厚度,往往将桨叶制成比铜合金螺旋桨厚30%35%,这样使螺旋桨的,这样使螺旋桨的
10、效率降低。所以这种材料的螺旋桨常用在主机功率小、航速低的小效率降低。所以这种材料的螺旋桨常用在主机功率小、航速低的小型内河船舶上。属于这种材料有型内河船舶上。属于这种材料有HT200、HT250等。等。l4铸钢铸钢l铸钢螺旋桨的强度和冲击韧性均比铸铁好,应用范围也比铸铁螺旋铸钢螺旋桨的强度和冲击韧性均比铸铁好,应用范围也比铸铁螺旋桨广,但桨广,但铸造时技术条件要求较高铸造时技术条件要求较高,变形较难控制变形较难控制,成形后表面加成形后表面加工又比较困难,故成本较高工又比较困难,故成本较高。同时,。同时,铸钢螺旋桨的抗腐蚀性能比铸铸钢螺旋桨的抗腐蚀性能比铸铁差铁差,海水不仅腐蚀桨叶表面而且常腐蚀
11、到叶片深处成多孔,使表,海水不仅腐蚀桨叶表面而且常腐蚀到叶片深处成多孔,使表面凸凹不平,缩短使用寿命。因此,这种桨多用作备件或内河船舶面凸凹不平,缩短使用寿命。因此,这种桨多用作备件或内河船舶上。属于这种材料的有上。属于这种材料的有ZG200400ZG200400、ZG230450ZG230450。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/137l5.塑料的应用塑料的应用l 塑料螺旋桨的材料主要是塑料
12、螺旋桨的材料主要是尼龙尼龙(如尼龙(如尼龙6、尼龙、尼龙610及尼及尼龙龙1010等)和等)和玻璃钢玻璃钢。l玻璃钢玻璃钢是以合成树脂(如环氧树脂等)为粘合剂,以玻是以合成树脂(如环氧树脂等)为粘合剂,以玻璃纤维或织物为增强材料(如无碱无捻粗纱方格玻璃布璃纤维或织物为增强材料(如无碱无捻粗纱方格玻璃布等)相粘合而成的一种材料。等)相粘合而成的一种材料。l塑料螺旋桨的塑料螺旋桨的优点优点是重量轻,约为同样铜质螺旋桨重量是重量轻,约为同样铜质螺旋桨重量的的1/51/3,振动和声响小,冲击韧性好,抗腐蚀和抗空,振动和声响小,冲击韧性好,抗腐蚀和抗空泡剥蚀性能好,制造工艺简单、造价较低。泡剥蚀性能好,
13、制造工艺简单、造价较低。l缺点缺点是是强度和刚度较低强度和刚度较低,易老化易老化,在载荷长期作用下,在载荷长期作用下有有蠕变现象蠕变现象。此外,在浅水砂底航道中使用时。此外,在浅水砂底航道中使用时易磨损易磨损。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/138l12.2.2 螺旋桨毛坯制造螺旋桨毛坯制造l1.螺旋桨铸模的造型螺旋桨铸模的造型l1)整体盖箱法整体盖箱法 这种造型方法较简单,桨叶片夹角控制较
14、这种造型方法较简单,桨叶片夹角控制较好,但原材料耗用较多且不易烘干。用于好,但原材料耗用较多且不易烘干。用于直径小于直径小于4m的的中、小型螺旋桨中、小型螺旋桨。l2)托板造型法托板造型法 这种造型方法较复杂,叶片夹角缝容易控这种造型方法较复杂,叶片夹角缝容易控制,节约造型材料,但需要配套专用托板和盖板,适用制,节约造型材料,但需要配套专用托板和盖板,适用于于直径大于直径大于4m的大型螺旋桨的大型螺旋桨。l3)组芯造型法组芯造型法 这种造型的螺距叶厚用实样模控制,尺寸这种造型的螺距叶厚用实样模控制,尺寸精确,但桨叶片夹角不易控制,适用于精确,但桨叶片夹角不易控制,适用于批量生产的中、批量生产的
15、中、小型螺旋桨小型螺旋桨。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/139l螺旋桨铸模的造型过程螺旋桨铸模的造型过程大致是:先用刮板和按要求预制大致是:先用刮板和按要求预制好的好的螺距板螺距板刮制螺旋面形成下砂模,并在下砂模面上放刮制螺旋面形成下砂模,并在下砂模面上放置置桨叶切面样板桨叶切面样板制成桨叶模型,然后做出上砂模,烘干制成桨叶模型,然后做出上砂模,烘干砂模后便可进行浇铸。这就是螺旋桨铸模常用
16、的砂模后便可进行浇铸。这就是螺旋桨铸模常用的刮板造刮板造型型。l 对于大型螺旋桨的铸模对于大型螺旋桨的铸模,还有采用,还有采用螺距规造型螺距规造型的方法。的方法。这种方法的特点是:不必使用螺距三角板、造型刮板及这种方法的特点是:不必使用螺距三角板、造型刮板及螺距补砂等工具,仅用螺距补砂等工具,仅用螺距规测量螺距的方法螺距规测量螺距的方法就可以直就可以直接造型,制作出螺旋桨的螺旋面来,此法可省去大量造接造型,制作出螺旋桨的螺旋面来,此法可省去大量造型工具,简化造型工艺过程,缩短造型时间,同时还可型工具,简化造型工艺过程,缩短造型时间,同时还可以减轻工人的劳动强度。以减轻工人的劳动强度。严格执行突
17、发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/1310l2.2.螺旋桨的浇铸螺旋桨的浇铸l螺旋桨常用的浇铸方法有两种:螺旋桨常用的浇铸方法有两种:顶铸法和底铸法顶铸法和底铸法。l1)1)底铸法底铸法l底铸法底铸法是广泛应用的一种浇铸方法,此法是在模腔的最是广泛应用的一种浇铸方法,此法是在模腔的最低点即桨毂尾端浇入金属液的,然后慢慢上升而充满整低点即桨毂尾端浇入金属液的,然后慢慢上升而充满整个铸型。为了保证铸件的补缩
18、,应使冒口部分金属液能个铸型。为了保证铸件的补缩,应使冒口部分金属液能有高温。除在冒口设置保温层外,还可在浇铸过程中,有高温。除在冒口设置保温层外,还可在浇铸过程中,当金属液上升至冒口根部以上时,将金属液改由冒口注当金属液上升至冒口根部以上时,将金属液改由冒口注入,以便使冒口起充分的补缩作用。入,以便使冒口起充分的补缩作用。l底铸法的优点是底铸法的优点是铸件成品率高,质量较好。其缺点是浇铸件成品率高,质量较好。其缺点是浇铸系统比较复杂铸系统比较复杂。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动
19、报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/1311l2)2)顶铸法顶铸法l顶铸法顶铸法是将金属液自冒口上方直接注入铸型模腔。这种是将金属液自冒口上方直接注入铸型模腔。这种方法的优点是铸型简单,没有浇铸系统;冒口温度较高,方法的优点是铸型简单,没有浇铸系统;冒口温度较高,铸件能得到充分补缩;金属液浇注完毕时,铸型各处金铸件能得到充分补缩;金属液浇注完毕时,铸型各处金属液的温度分布比较合理,具有方向性冷凝的条件。属液的温度分布比较合理,具有方向性冷凝的条件。l顶铸法的缺点是顶铸法的缺点是浇铸时金属液产生飞溅,将卷入空气和浇铸时金属液产生飞溅,将卷入
20、空气和杂质,连同熔渣和氧化物流入铸型,致使铸件形成痂皮杂质,连同熔渣和氧化物流入铸型,致使铸件形成痂皮和疏松等缺陷,影响质量和疏松等缺陷,影响质量。又由于金属液直接从冒口注。又由于金属液直接从冒口注入,液体落下一定高度时,入,液体落下一定高度时,可能将铸型内腔冲坏可能将铸型内腔冲坏。l因此,顶铸法因此,顶铸法不适于大型螺旋桨的浇铸不适于大型螺旋桨的浇铸,而只限于浇铸,而只限于浇铸直径小于直径小于1m的小型螺旋桨。的小型螺旋桨。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。
21、做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/1312l螺旋桨低压铸造螺旋桨低压铸造,由于铸件质量较好,并可减少加工余量和冒口,由于铸件质量较好,并可减少加工余量和冒口,因此在生产中得到了推广使用。图因此在生产中得到了推广使用。图12-3所示为螺旋桨低压铸造原理所示为螺旋桨低压铸造原理图。在盛有金属液的密封容器图。在盛有金属液的密封容器1内,内,通入干燥的压缩空气通入干燥的压缩空气(或其他惰(或其他惰性气体),性气体),使容器中形成一定的压力使容器中形成一定的压力p。在此压力作用下金属液沿着。在此压力作用下金属液沿着升液管升液管3上升,并平稳地进入铸型上升,并平稳地进入铸
22、型5,整个充型过程都在一定压力作,整个充型过程都在一定压力作用下进行。同时,模腔用下进行。同时,模腔4充满后仍保持一定的余压,使之在压力作用充满后仍保持一定的余压,使之在压力作用下结晶。待浇口冷凝后,放出压缩空气,去除容器内压力,这时升下结晶。待浇口冷凝后,放出压缩空气,去除容器内压力,这时升液管内未冷凝的金属液便流回金属液包内,完成一次浇铸。液管内未冷凝的金属液便流回金属液包内,完成一次浇铸。图图12-3 螺旋桨低压铸造原理图螺旋桨低压铸造原理图1-密封容器;密封容器;2-金属液包;金属液包;3-升液管;升液管;4-模腔;模腔;5-铸型;铸型;6-冷却圈冷却圈严格执行突发事件上报制度、校外活
23、动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/1313l12.3 螺旋桨加工螺旋桨加工l12.3.1 螺旋桨加工技术要求螺旋桨加工技术要求l1.桨毂锥孔和端面精度桨毂锥孔和端面精度l1)桨毂端面应与锥孔轴线垂直,桨毂端面应与锥孔轴线垂直,垂直度误差不大于垂直度误差不大于0.15mm/m。l 2)桨毂孔加工,当采用环氧树脂粘结剂与锥体装配时,桨毂孔加工,当采用环氧树脂粘结剂与锥体装配时,允许锥孔大小端允许锥孔大小端留有留有30170mm长
24、的配合环面长的配合环面,其余,其余镗大镗大0.200.30mm,以便于配研。当采用液压无键装配时,要,以便于配研。当采用液压无键装配时,要求桨毂孔全部为配合面,即锥孔中部无空腔。求桨毂孔全部为配合面,即锥孔中部无空腔。l 3)键槽两侧应与桨毂孔轴线平行,当锥孔与轴精配时,键槽两侧应与桨毂孔轴线平行,当锥孔与轴精配时,键与槽在键与槽在80%周长上均匀接触,用周长上均匀接触,用0.05mm塞尺插不进。塞尺插不进。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止
25、、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2023/1/1314l2.2.螺旋桨各部分尺寸精度螺旋桨各部分尺寸精度l螺旋桨加工要求分为三级螺旋桨加工要求分为三级:lI级为较高精度级为较高精度,适用于船速高于,适用于船速高于18kn的海船及其它有特殊要求的船的海船及其它有特殊要求的船舶;舶;l级为中等精度级为中等精度,适用于船速在,适用于船速在818kn的海船及船速高于的海船及船速高于10kn的内的内河船舶;河船舶;l级的公差较大级的公差较大,用于一般船舶。各部分精度要求如下:,用于一般船舶。各部分精度要求如下:l1)螺旋桨半径)螺旋桨半径R允许偏差为允许偏差为(0.3%0.5%)R,对有导流管螺旋桨
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