螺旋槳動平衡檢測工藝優(yōu)化

吳永峰 梁龍云

（山西汾西重工有限責(zé)任公司，太原 030027）

螺旋槳動平衡檢測工藝優(yōu)化

吳永峰 梁龍云

（山西汾西重工有限責(zé)任公司，太原 030027）

以某型產(chǎn)品前槳主體、后槳主體為研究對象，針對在批生產(chǎn)階段螺旋槳在動平衡檢測工序中交驗用戶時出現(xiàn)不合格品的情況，分析了動平衡檢測原理，優(yōu)化了動平衡檢測工藝，重新交驗產(chǎn)品全部滿足相關(guān)技術(shù)文件的要求，為后續(xù)螺旋槳動平衡檢測提供了參考依據(jù)。

螺旋槳，動平衡檢測原理，動平衡檢測工藝

當(dāng)零部件做旋轉(zhuǎn)運動時，例如各種傳動軸、風(fēng)機、水泵葉輪、電機轉(zhuǎn)子、螺旋槳等，統(tǒng)稱回轉(zhuǎn)體。各種回轉(zhuǎn)體由于材質(zhì)不均勻、毛坯缺陷、加工及裝配中產(chǎn)生的誤差、非規(guī)則幾何形狀等因素，在圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)運動時，會因相對于軸線的質(zhì)量分布不均勻而產(chǎn)生離心力，引起振動，產(chǎn)生噪聲，并加速軸承磨損，甚至嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能和壽命。

某型產(chǎn)品前槳主體、后槳主體的材質(zhì)為鋁合金，螺旋槳外表面進(jìn)行了氧化處理。為了避免氧化后的螺旋槳在動平衡檢測時發(fā)生氧化層刮蹭，以及在水下工作環(huán)境中被腐蝕，螺旋槳的動平衡檢測一般都在氧化前進(jìn)行。某批螺旋槳產(chǎn)品應(yīng)用戶要求在抽驗前槳主體15件進(jìn)行動平衡檢測時，出現(xiàn)了9件不合格的情況，因此，進(jìn)一步優(yōu)化動平衡檢測工藝迫在眉睫。

1 螺旋槳動平衡檢測原理

平衡試驗原理是采用加重或去重的方法，使平衡機測出的不平衡量數(shù)據(jù)滿足設(shè)計要求中允許不平衡量范圍。螺旋槳平衡試驗是重復(fù)性試驗，若動平衡試驗結(jié)果未達(dá)到設(shè)計要求，就需要重復(fù)進(jìn)行平衡測試和校正，直至平衡精度滿足給定的精度等級要求。

本文以某型產(chǎn)品前槳主體、后槳主體為例，設(shè)計要求螺旋槳的動平衡值小于2g·cm。前期大量的動平衡驗證試驗結(jié)果表明，氧化層厚度及鋼絲螺套裝配深度對螺旋槳最終狀態(tài)動平衡量的合格率無影響。所以，本文主要對螺旋槳的動平衡檢測數(shù)據(jù)及檢測方法在未氧化前及未裝配鋼絲螺套的狀態(tài)下進(jìn)行分析和優(yōu)化。

2 優(yōu)化前螺旋槳動平衡檢測工藝

在進(jìn)行螺旋槳檢測時，檢測工藝及檢測方法參照CB 1368-2002《魚雷用螺旋槳平衡試驗》執(zhí)行。螺旋槳動平衡檢測工藝步驟為：將螺旋槳套在芯軸上，將芯軸放在水平平衡支架上，使螺旋槳處于水平平衡支架導(dǎo)軌的中間，芯軸與導(dǎo)軌垂直，轉(zhuǎn)動芯軸靜止后使其處于自由狀態(tài)，根據(jù)芯軸自由轉(zhuǎn)動后的靜止位置，標(biāo)記螺旋槳偏重方位，在與標(biāo)記方位相隔180°的螺旋槳葉片最外緣加重或去重直至螺旋槳平衡。同時，芯軸的平衡精度應(yīng)高于螺旋槳允許不平衡量的1/5，即≤0.4g·cm。

3 優(yōu)化后螺旋槳動平衡檢測工藝

3.1 螺旋槳檢測角度的優(yōu)化

以后槳主體N57號作為試驗對象，對N57號螺旋槳分別進(jìn)行了任意1個方向、2個方向、4個方向、8個方向的動平衡檢測試驗，合格后，再轉(zhuǎn)換任意角度進(jìn)行動平衡檢測試驗，試驗結(jié)果見表1～4。

表1 第1次試驗，1個方向進(jìn)行動平衡檢測試驗再轉(zhuǎn)換任意角度的動平衡數(shù)值表

表2 第2次試驗，2個方向進(jìn)行動平衡檢測試驗再轉(zhuǎn)換任意角度的動平衡數(shù)值表

從4次試驗的測試結(jié)果可以看出，隨著動平衡數(shù)值檢測角度的增多，合格率呈逐步上升趨勢，在4個以上方向進(jìn)行動平衡檢測，試驗后的檢測合格率穩(wěn)定至100%。

表3 第3次試驗，4個方向進(jìn)行動平衡檢測試驗再轉(zhuǎn)換任意角度的動平衡數(shù)值表

表4 第4次試驗，8個方向進(jìn)行動平衡檢測試驗再轉(zhuǎn)換任意角度的動平衡數(shù)值表

3.2 芯軸動平衡量數(shù)值的優(yōu)化

以后槳主體作為試驗對象，改變芯軸動平衡數(shù)值后，再次進(jìn)行螺旋槳的任一角度動平衡檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，數(shù)據(jù)如表5、表6所示。

表5 芯軸動平衡數(shù)值優(yōu)化前后的動平衡檢測數(shù)據(jù)

3.3 優(yōu)化前后的螺旋槳動平衡量散點圖分析

采用優(yōu)化前的動平衡檢測工藝對樣本量為50的前槳主體進(jìn)行動平衡檢測，對動平衡值進(jìn)行散點圖數(shù)據(jù)分析，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)任意角度檢測時大于1.6g·cm的數(shù)量比例占74%。

圖1

采用優(yōu)化后的動平衡檢測工藝對樣本量為135的前槳主體分4個角度進(jìn)行動平衡量檢測，芯軸動平衡值嚴(yán)格控制在0.3g·cm以內(nèi)時，4個方向的動平衡數(shù)值（取最大數(shù)值）全部在不大于1.6g·cm的范圍內(nèi)，散點圖及數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖2所示。

圖2

3.4 動平衡檢測工藝優(yōu)化方案

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析及試驗驗證，對螺旋槳動平衡檢測工藝進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化方案如表6所示。

表6 螺旋槳動平衡檢測工藝優(yōu)化方案

4 結(jié)束語

對螺旋槳產(chǎn)品按優(yōu)化后的動平衡檢測工藝進(jìn)行產(chǎn)品校驗，全部滿足技術(shù)條件要求，得到了用戶的認(rèn)可。本文分析了某型產(chǎn)品螺旋槳動平衡檢測的具體方法，通過螺旋槳動平衡試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)出了影響螺旋槳動平衡檢測的主要因素，對于其它型號螺旋槳動平衡檢測方法的優(yōu)化也具有重要的參考價值。

1009-8119（2017）06（1）-0061-02