淺析舵葉錐孔失效后的修復工藝

朱達新

（江蘇省江陰中等專業學校 機電工程系，江蘇 江陰 214400）

0 引 言

舵葉錐孔因腐蝕導致的失效在船舶修理過程中是經常遇到的問題，分析認為主要原因是：

1）裝配方面的原因。舵桿錐體與錐孔安裝不牢固，裝配時軸向力不夠。在運轉過程中，舵葉與舵桿有輕微的偏轉，其扭轉力由鍵與鍵槽承擔，磨損逐步加劇，鍵與鍵槽產生咬邊。這種情況一般發生在修理安裝后不久，未到預定的船舶修理期就因舵葉的松動而返航修理。

2）密封方面的原因。舵桿錐體與舵葉錐孔因兩端密封不良，海水滲入后引起錐面結合處腐蝕。當腐蝕程度嚴重時，錐體與錐面結合力下降，引起舵葉與舵桿相互偏轉，逐步形成腐蝕磨損。海水滲漏途徑是大端密封圈損壞或壓緊力不夠，海水由小端面內錐面緩慢滲入，或者是從螺母貼合面滲入。因為錐面小端的密封圈結構很難保證密封。由于對密封認識不足，在不恰當的地方安裝小端密封，形同虛設。

1 舵葉錐孔失效的后果

舵葉錐孔與舵桿錐體因腐蝕磨損后，轉舵時有沖擊異響，舵機有敲擊、顫動、航行不穩跑舵現象。以中海某輪為例，其舵桿錐體因腐蝕磨損而報廢，舵葉錐孔也因嚴重腐蝕磨損而報廢并且無法用正常手段修復。

2 失效后的修復過程

舵桿錐體嚴重腐蝕磨損后只能換新。一般情況下，舵葉錐孔可采取鑲鋼套的方法恢復錐孔尺寸，如圖1 所示。

2.1 鋼套材料

鋼套的材料可與本體材料相同，也可用35 鋼鍛打，并經回火處理。將鋼套外徑車成階梯形，內錐孔依舵桿錐體配車削加工，并留足拂刮余量。

2.2 鋼套的裝配

鋼套的外徑與孔之間為過盈配合，過盈量為0.05 mm，采用冷凍安裝。鋼套兩端外周開10～15 mm 的坡口，安裝后用J507 焊條焊接。鋼套的壁厚最薄處要保證15 mm，但也不宜太厚，太厚將會影響本體強度，否則需要進行強度校核。

2.3 鏜孔后拂配

將舵葉本體錐孔鏜成階梯孔如圖1 所示，兩端開10～15 mm 坡口，內孔參數參照鋼套外徑配車。選擇舵葉的校調基準是一個困難的工作，因為原孔的損壞程度大，已不能確定，采用拉線劃線的方法進行找正。在加工舵葉孔的同時，可在車間內進行鋼套內錐孔與舵桿的錐體互相拂配。當鋼套拂配完畢時，舵葉階梯孔也能同時加工成型。這樣能縮短周期，將已拂配的鋼套冷凍塞入本體并焊牢，并在鏜床上鏜平焊縫。

圖1 鋼套與舵葉本體

鋼套錐孔與舵桿錐體的拂配要求，在25 mm×25 mm內不少于4 個色油斑點，且接觸均勻，接觸面積大于75%，在實際操作中可高于此標準，便于船東的認可和通過校驗。當鋼套已鑲入舵葉后，最后還須進行一次舵桿與舵葉的預裝，觀察錐面接觸情況是否因電焊而發生變化，一般需進行少量修刮。預裝后要測量舵桿錐體小端的縮進量C，其數值對錐體大端密封圈的尺寸起決定作用。根據縮進量以及測得的相關數據選用合適的橡膠密封圈。

2.4 舵葉與舵桿的安裝

如圖2 所示，舵桿與舵葉在安裝過程中，其軸向位移

式中：△S1為軸向位移，mm；d1為舵桿錐體大端軸頸直徑，mm；K1為配合面的錐度，△S1的起點是以舵桿錐體與舵葉錐孔緊密貼合確定的。

圖2 錐體聯接

有時還要根據位移換算軸向推進力

式中：T 為軸向推進力，N；k 為系數，當錐度K1=1/12 時，k=5×10-7；當錐度K1=1/15 時，k=6×10-7。

在實踐中多次使用后發現，當采用式（2）計算推進力時，△S1值相應地會略微超出式（1）的計算結果，即利用式（2）有進一步裝緊的趨勢。

2.5 液壓螺母鎖緊

圖3 液壓螺母

舵桿與舵葉錐面連接的結合力是由鎖緊螺母的預緊力決定的。單純靠扳手扳動螺母來緊固是不夠的。為了獲得可靠的聯接，要制作一只液壓螺母如圖3 所示?；虿捎靡簤郝菽?，這樣可以規范地獲得軸向推進力和軸向位移關系，并可繪制裝配曲線圖。

2．6 O 型密封圈密封

在液壓螺母的端面上靠近外圓的地方車制一只環形槽，在裝配時嵌入O 型密封圈。當裝配到位后起封水作用，避免海水從螺母平面滲入。在旋上螺母時，要用厚白漆或其它材料涂在螺紋上，避免海水從螺紋處滲入。這樣錐面的大端有O 型密封圈，小端也有可靠的密封，海水就不可能滲入腐蝕錐面，使錐面的海水腐蝕問題得到了解決。

3 結 語

采用錐面聯接的舵葉與舵桿，在制造與裝配時主要考慮裝緊力與密封問題，二者不可偏廢，只有兩個裝緊力與密封問題同時解決了，聯接才能可靠，使用壽命才會延長。

［1］ 李春香，王永祥，鐘碧良.舵葉錐孔專用加工設備研究與開發［J］.廣州航海高等?？茖W校學報，2009（3）：26-27.

［2］ 舒毅.舵葉下沉的危害、修復與分析［J］.世界航海，1998（4）：44-45.