[发明专利]船用空气舵舵叶的制造安装工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种船用空气舵舵叶的制造安装工艺。

背景技术

舵设备是用以改变和保持船舶航向的设备，由舵和操舵装置组成。船舶航行时，通过操舵装置转动舵叶，使水流(气流)在舵叶上产生横向作用力，为船舶提供回转力矩，从而使船舶保持航向或回转。舵转动时产生的回转力矩的大小取决于舵角，即转舵后舵叶与正舵位置的夹角。当舵角为0°或90°时，回转力矩等于零，当舵角达到最大舵角值时，回转力矩达到最大值。

气态垫升船舶设计有四只空气舵，空气舵的舵叶结构为钛合金骨架、铝合金肋板及蒙皮混合铆接结构，舵叶两端的上舵轴、下舵轴为锻钢。舵轴与舵叶顶板之间采用铰制螺栓连接，舵叶蒙皮与钛合金骨架、铝合金肋板之间以及钛合金骨架与铝合金肋板之间都采用铆接形式。舵叶通过舵轴安装在导管空气螺旋桨尾端的上、下舵承上，左、右舷导管各安装两只空气舵。

由于钛合金、铝合金的材料特性，舵叶在制造过程中极易产生焊接变形，其焊接及变形控制要求极高；另外，舵叶蒙皮与钛合金骨架、铝合金肋板之间以及钛合金骨架与铝合金肋板之间的铆接要求也很高，因而对舵叶的制造也提出了更高的要求。

为了达到设计技术要求及精度要求，本发明尝试提供一种实用的适合于空气舵舵叶的制造安装工艺，首先保证舵叶结构本身的质量及强度可靠、满足制造精度要求，进而保证实船安装的准确性、满足安装精度要求，为实船空气舵的正常、安全运转提供技术基础保障。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种船用空气舵舵叶的制造安装工艺，用于解决现有技术中舵叶在制造过程中极易产生焊接变形，以及舵叶蒙皮与钛合金骨架、铝合金肋板之间以及钛合金骨架与铝合金肋板之间的铆接要求高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种船用空气舵舵叶的制造安装工艺，舵叶的两端分别装有上舵轴、下舵轴，舵叶包括舵叶内部框架和蒙皮，舵叶内部框架由纵横交错的钛合金骨架、铝合金肋板铆接而成，蒙皮分为位于舵叶两侧的上蒙皮、下蒙皮，舵叶的制造安装工艺包括以下步骤：

一)在安装平台上进行胎架的制造，胎架设有胎架模板，胎架模板的表面与舵叶横剖面型线样板相适应；

二)制作多根钛合金骨架，每根钛合金骨架的槽型主梁采用三段热模加工成型后的型材进行拼接；

三)制作多个铝合金肋板，每个铝合金肋板由铝合金板采用模压加工成型；

四)根据舵叶的线型数据，由铝合金型材加工出截面为锥形的燕尾刃；

五)蒙皮与燕尾刃连接处的线型需按样板加工，蒙皮的后缘线型放置在胎架模板内压制自然成型；

六)舵轴的加工，舵轴的外部端面设有沿径向向外延伸的舵轴安装面，舵轴安装面上设有将舵轴安装面与舵叶加强板安装在一起的舵轴安装孔，舵轴插入舵叶内部的一端设有与舵叶内部框架配合的键槽，舵轴插入舵叶内部的端面沿轴线设有向内延伸的定位孔；

七)将钛合金骨架和铝合金肋板通过连接耳板进行铆接，形成舵叶内部框架，将钛合金骨架、铝合金肋板、下蒙皮在胎架模板内定位，进行划线并配钻；

八)将舵叶内部框架、上蒙皮在胎架模板内定位，并对上蒙皮进行划线并配钻；

九)对舵叶的舵叶内部框架进行检查，合格后按图纸要求将舵叶内部框架、上蒙皮、下蒙皮、舵轴进行铆接及装配。

优选的，步骤一)具体包括以下步骤：

1)胎架制造前先在安装平台上划出“十”字基准线，打好标记，再按舵叶的图纸划出舵轴的中心线、舵叶的外形线以及胎架模板的安装位置线；

2)胎架由竖支撑、斜支撑及水平角钢平台焊接组成，水平角钢平台由纵向水平角钢、横向水平角钢相互交叉焊接而成，竖支撑、斜支撑固定在安装平台和水平角钢平台之间，水平角钢平台上表面与胎架模板用螺栓、螺母固定连接；

3)在胎架模板上划出水平基准线，并根据舵叶横剖面型线样板划线、切割，切割边缘打磨光顺；

4)胎架制造完工后进行检查，检查胎架的胎架模板安装的牢固性，按舵叶横剖面型线样板检查胎架模板的型线的准确性，检查舵叶横剖面型线样板上的水平线与胎架模板上的水平线的吻合度。

优选的，步骤七)具体包括以下步骤：

1)将舵叶的下蒙皮在胎架模板上铺设、定位，在下蒙皮上划出纵、横向构架线以及首、尾端部肋位线；

2)钛合金骨架事先在胎架模板上预装后划出铆钉孔位置并在钻床上钻出；