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船舶軸系螺栓連接技術簡述

2021-04-26

軸系是船舶推進裝置中的一個重要的組成部分。一般來說,為了加工、制造、運輸、及拆裝的方便,往往將軸系分成許多段,然后用聯軸器連接起來,形成一個整體。聯軸器性能的好壞又與它連接的螺栓有很密切的關系,所以選擇合適的螺栓連接方式是非常必要的。

一般軸系常用螺栓有普通螺栓(非緊配螺栓)和緊配螺栓兩種形式。普通螺栓是通過預緊力來防止聯軸節法蘭的相對滑動和運動。在傳遞扭矩時,預緊力轉化為摩擦力,但傳遞的扭矩應不大于法蘭平面間摩擦力產生的扭矩,否則會產生打滑現象。摩擦力大小則是由預緊力決定的,螺栓的預緊力越大,法蘭平面間的摩擦扭矩越大,對螺栓產生的拉應力也越大。因此,普通螺栓傳遞扭矩主要是承受拉應力,而且拉應力不應超過螺栓材料的許用拉應力。采用普通螺栓連接時,法蘭上的螺栓孔直徑一般會比螺栓的螺桿部分直徑大0.5-1mm。

普通螺栓直徑的計算可參照CCS出版的《海上高速船入級與建造規范》,螺栓的螺紋根部直徑應不小于下式計算值:

式中:Ne---- 軸傳遞的額定功率;

ne---- 軸傳遞Ne時的轉速;

Z ---- 螺栓數目;

D ----螺栓孔的節圓直徑;

σ---- 螺栓材料的抗拉強度。

關于螺栓的擰緊力矩和預緊力計算可參照下式:

擰緊力矩Mt=K×P0×d×10-3 N.m

K:擰緊力系數  d:螺紋公稱直徑P0:預緊力

預緊力P0=σ0×As

As=π×ds2/4ds:螺紋部分危險剖面的計算直徑(As也可由查表得出)

ds=(d2+d3)/2,d3= d1-H/6,

H:螺紋牙的公稱工作高度

σ0=(0.5~0.7)σsσs