机械设备和系统 第1节 螺旋桨.doc

船舶入级规范2002 第4篇第5章第1节 第6页第1节 螺旋桨挪威船级社A 通则A100 适用范围101 本节要求适用于需经认可的用于推进、操舵和改善船舶操纵性的螺旋桨。见第2章第1节A200（对于辅助推力器，也可参见第3节A101）。102 第2章描述了对旋转机械的所有基本要求，并作为第3、4和5章的基础。103 下述被视为螺旋桨的一部分应提交认可： 桨叶 桨叶螺栓（如有） 桨毂 螺距控制机构（如有）对于螺旋桨在轴上的安装，见第4章第1节。104 关于冰区加强船舶的螺旋桨，见第5篇第1章。A200 送审文件201 表A1中的图纸和资料应尽可能提交认可。图纸应清楚的表明详细尺寸、布置和材料规格及热处理工艺。对于钢制的桨叶、桨毂、桨叶螺栓，应给出超声波试验认可标准（或参照）。设计参数如主机功率、桨叶转速、最大船速和冰级应予说明。制造许可公差级（ISO 484）在螺旋桨图上说明表A1 送审文件适用范围部件认可（A）资料信息（I）设计要求参考整体式定距桨整体浇铸螺旋桨A见入级附注 41.5组装式定距桨和可调桨桨叶A见入级附注 41.5桨叶螺栓A见B400桨毂A可调桨螺距控制机构A见B300液压系统示意图A见F300和第6章第5节H100所有型式的螺旋桨螺旋桨在轴上的安装A安装指导I控制、报警、安全功能和指示原理图A见E100操作指令I随动导流螺旋桨随动导流螺旋桨的布置I见F2001） 包括许可操纵伺服压力、油滤器以及最小油清洁度规格说明。2） 数据和计算书。B 设计B100 一般要求101 螺旋桨材料应与第2篇第1章和第2篇第2章的要求一致。对于其它材料，其机械性能和化学成分的详细数据应提交本社认可。若递交了足够的文件资料，疲劳特性不同于表B1的也予认可。表B1 材料性能材料材料常数U1（N/mm2）材料常数U2（N/mm2）最小屈服极限y （N/mm2）最小抗拉极限y （N/mm2）锰-黄铜（CU1）550.15175440镍-锰-黄铜（CU2）550.15175440镍-铝-青铜（CU3）800.18245590锰-铝-青铜（CU4）750.18275630马式体/铁素体不锈钢（13-1）600.20540760马式体/铁素体/奥氏体不锈钢（16-5）700.20540760马式体/铁素体不锈钢（13-4-6）650.20550750奥氏体不锈钢（18-8）550.23180440铸钢和其它材料特殊考虑。指导性意见：疲劳特性U1（疲劳强度幅）和U2（随着平均应力的增大，疲劳强度的相对减小）应按下述推荐试验程序记录： 在“海水”中测试无刮痕材料试样。其表面粗糙度应于螺旋桨完工时的一致，机械性能和化学成分应能代表对材料的最小要求。 最好选用扁钢弯曲，但是旋转弯曲试验也予接受。 试样厚度最小为25mm。 应进行有焊接修补和无焊接修补试验。 在弯曲频率不超过5Hz时循环次数最小为107。 最小试验次数：220（有和无焊接修补）。试样应最少取自两批不同的材料。 应根据“阶梯法”进行试验。若标准偏移不超过平均值15%，U1取相对于零平均应力（应力比，R1），循环次数为107时的平均疲劳幅度（N/mm2）除以系数2。如需记录U2的值，应按上述在应力比R0时进行附加试验。指导性意见结束102 200、300和400的要求适用于所有传统型设计和布置的螺旋桨，除非有其他特殊说明。对于船级社认为的非传统设计的螺旋桨（如：表面冲控螺旋桨，摆线螺旋桨等），其认可需特殊考虑。103 如果通过其它方法，如可靠的测量或详细的计算证明其强度足够，则少于B要求的尺寸图也予接受。104 材料的合成应尽可能减少电蚀。105 桨毂、锥孔、倒角和桨叶的完工表面应光顺。B200 桨叶尺寸标准201 应考虑的负荷情况如下：a）在正常、前进时由于旋转螺旋桨负荷的变化引起的高循环动应力（循环次数108）。b）当动应力不受高循环载荷变化控制，如螺旋桨旋转方向倒转和螺旋桨在未受扰动轴流中运行，则应考虑由在海上航行、操纵、起动和停车、倒转、反复的冰区冲击载荷等情况下螺旋桨负荷变化引起的低循环动应力（循环次数106）。对于计算方法的详细描述，见入级附注41.5。B300 螺距控制机构301 螺距控制机构应能承受两桨叶螺距调整受阻（伺服力作用于两桨叶上）时传递来的静力，其屈服安全系数最小应为1.0。302 最大伺服力（伺服压力相当于安全阀的设定压力）应在计算中采用。假定定位销位于最危险的位置。303 除非螺旋桨仅用于辅助目的，考虑其疲劳时应同时考虑到下述情况： 螺旋桨的起动和停车 可能的操纵和船位保持 在正常、前进工况下螺距设置的改变 在正常、前进运行下螺旋桨旋转负荷的变化（仅对拟用作主推进的螺旋桨）。304 设计应保证合理的低应力集中。305 液压油的过滤级别必须与系统许可的最大杂质尺寸对应。306 管系和辅助设备如管子、泵、滤器和冷却器等的一般设计要求，见第6章和第7章的适用规定。B400 桨叶安装到桨毂上401 桨叶螺栓的预紧应保证有足够的摩擦力以防止当螺旋桨受300所述的力的作用时桨叶法兰的滑动，且安全系数至少为1.0。如果装有安全销，则摩擦力和剪力的总和应予以考虑。桨叶螺栓的最小截面处的预应力不应超过螺栓材料屈服极限的70%或抗拉极限的56%两者之间的较小者。402 桨叶螺栓的预应力应足够高以保证在所有许可的运行工况下配合面之间有一定的表面压力。但是，桨叶螺栓应力不应超过螺栓材料的屈服极限。403 对于用作主推进的螺旋桨，桨叶螺栓最小螺纹截面处的高循环动应力幅应满足下述标准：SS = 安全系数，不小于1.5。A = 动应力幅U = 螺纹区许可公称应力幅，通常，对于机制螺纹取35N/mm2，对于滚制螺纹，取60N/mm2。404 桨叶安装的其它方法应特殊考虑。C 检查和试验C100 一般要求101 螺旋桨应随一个NV证书供货。102 桨叶螺栓的预紧应在验船师在场时进行。103 105至108中的所有试验和检查都应在验船师在场时进行。104 对于可调桨，所有连接处都应正确密封。105 对于用于推进的可调桨，在桨叶法兰和桨毂上应最少适当的标出下述螺距设定点： 半径为零螺距在70% 最大正车螺距（螺距由机械限位器限制） 最大倒车螺距（螺距由机械限位器限制）螺距标记的正确性和螺距设置的机械反馈应予以证实。106 应演示螺距限位器的功能。如果限位器位于桨毂之外，应验证每个方向的最大偏差小于限位器位于桨毂内时。107 装配后，整个伺服系统应正确冲洗。108 完工的可调螺距螺旋桨系统应在验船师在场时进行性能试验和下述压力试验: 控制螺距的液压试验，压力为1.5倍设计压力 螺旋桨应经受1bar的密性试验。C200 零件的检查和试验201 关于证书方案、短期、制造检查安排和重要情况，见第2章第2节。202 单独的桨叶应有NV证书。203 其他要求的证书应与表C1一致。204 关于无损探伤试验检查表面缺陷，采用下列认可标准： 对于桨叶和桨毂，采用第2篇第2章第7节和第10节的标准。 调距机构的部件的高应力区域无缺陷指示予以接受。表C1 C类证书部件材料证书（化学成分和机械性能）钢的超声波探伤实验磁粉探伤或着色探伤外观尺寸检查整体浇铸螺旋桨NVWNVNV 1）单独浇铸的桨叶NVWNVNV 1）单独浇铸的桨毂NV/W 2）W W 3）NV/W 2）桨叶螺栓NV/W 2）WWW曲柄盘、推拉杆、执行机构油缸和十字头以及其它认为必需的螺距机构WW 4）W1） 验船师将证实桨叶是根据规定的公差级制造的。2） 若用于推进，则为NV。3） 仅对A区和C区要求（见第2篇第2章第7节和第10节）。4） 仅对高应力区域要求，如桨叶螺栓、曲柄盘圆角，推拉杆螺纹等。C300 辅助设备的认可证书301 泵、电机、冷却器、管子、滤器和阀等作为液压操纵和冷却系统的完整组件，如有需要，由螺旋桨制造厂的质量体系进行检查。D 车间试验D100 一般要求101 完工的螺旋桨应在验船师在场时按照IS0484(或等效标准)进行静平衡试验。对于叶梢速度超过60m/s的推进螺旋桨可要求进行动平衡试验。对于组合式螺旋桨，对完工螺旋桨所要求的静平衡试验可由分别调控每个桨叶重量和重心位置来代替。制造厂商应演示装配好的螺旋桨处于规定的限值之内。E 控制、报警、安全功能及指示E100 一般要求101 对可调桨，控制和监测系统应符合第9章的要求。102 螺距调整不能用作负荷控制系统或原动力，除非螺旋桨系统为这一目的而特殊设计。103 应设就地螺距控制。104 若未经其它认可，应根据表E1提供仪表和报警。F 布置F100 一般要求101 螺栓和螺母应正确紧固。F200 螺旋桨布置201 螺旋桨的布置和设计应使其在所有工况下均保持满意的性能。202 关于螺旋桨和船体之间的间隙的导则见船舶入级规范第3篇第3章第2节。203附属随动导流螺旋桨的布置将特殊考虑。F300 螺距控制液压系统301 除非螺旋桨仅用于辅助目的，应至少设两台独立的液压泵。如果功率小于400kW并且每台泵由其所服务的装置直接驱动，每种型号的一台易更换的泵可被认可为备用泵。302 关于液压系统的一般要求，见第6章第5节H100。表E1 必需的仪表和报警适用范围项目指示报警备用泵自动起动备注所有螺旋桨桨r.p.m就地遥控驾驶室设遥控指示器旋转方向可倒转螺旋桨旋转方向遥控驾驶室设遥控指示器可调桨桨距就地 1）遥控驾驶室设遥控指示器伺服油压就地 2）低伺服油温就地高轴功率1500kW时要求伺服油位就地低伺服油滤器、差压高1） 对于主推进，下列螺距设置应标记在就地螺距指示器上：正车和倒车机械螺距限制、全速前进螺距、最大许可倒车r.p.m下的最大螺距、零推力螺距。2） 指示器应能指示伺服油压的突高点。G 振动G100 一般要求101 不适用。H 安装检查H100 一般要求101 外部组件的安装应按制造商的说明进行。H200 桨叶的安装201 桨叶的安装件第4章第1节。202 桨叶螺栓的预紧见C102。H300 螺距标记301 螺距标记见C105。H400 液压管系401 管系应处于合适的位置并正确的紧固。应可进行检查和试验。I 船上试验I100 海试101 对可调螺距螺旋桨，应向验船师演示调距功能和伺服压