大型船用锻件是船舶制造中的关键结构部件,因其需要承受巨大的应力、腐蚀和冲击,对材料的强度、韧性和可靠性要求极高。以下是主要的大型船用锻件类型,并按其所在船舶部位进行分类说明:
一、 推进系统锻件
这是船用锻件中最核心、技术要求最高的部分,直接关系到船舶的航行能力。
船用曲轴
描述:船舶发动机的“脊梁”,将活塞的直线运动转换为旋转运动,输出巨大扭矩。这是所有锻件中技术难度最大、价值最高的之一。
类型:可分为组合式曲轴(由多个曲拐组装而成)和整体式曲轴(整体锻造后加工)。
材料:通常为优质碳钢或合金钢,如42CrMoA等。
推进器轴(螺旋桨轴)
描述:连接发动机和螺旋桨,传递扭矩,推动船舶前进。长期浸泡在海水中,承受扭转、弯曲和腐蚀。
要求:极高的抗扭强度、抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
材料:一般为高强度船用钢,如34CrNiMo6等。
中间轴
描述:位于发动机输出端和推进器轴之间的传动轴,起到连接和传递动力的作用。
舵杆
描述:连接舵叶和舵机,用于控制船舶航向。承受巨大的弯曲力矩和扭矩。
要求:高强度和良好的韧性,确保舵效可靠。
螺旋桨桨毂
描述:固定螺旋桨叶片的核心部件,与推进器轴通过键槽或液压方式连接。
要求:结构复杂,需要精确的几何形状以匹配桨叶。
二、 甲板机械系统锻件
主要用于船舶的系泊、锚泊和货物装卸设备。
锚链轮
描述:起锚机和系泊机的核心部件,用于收放和锁止锚链或缆绳。齿部承受强烈的冲击和磨损。
要求:极高的耐磨性和抗冲击韧性。
系泊缆桩
描述:固定在甲板上,用于系泊船舶的强力桩柱。承受缆绳的巨大拉力。
要求:高强度和良好的整体韧性。
锚
描述:大型船舶的锚,特别是锚爪和锚干等关键部位,通常采用锻造工艺制造,以确保其抓力和结构强度。
带缆桩
描述:与系泊缆桩类似,形状多样(如单柱、双柱、十字形等),用于固定缆绳。
吊货杆头、吊钩
描述:船用起重机或吊机上的关键承力部件,对安全性要求极高,必须采用锻造以避免缺陷。
三、 动力系统与辅机锻件
发动机连杆
描述:连接活塞和曲轴,将活塞的爆发力传递给曲轴。承受交变的拉压应力。
要求:高疲劳强度。
活塞头
描述:大型低速柴油机的活塞头,工作在高温高压环境下,通常采用锻造制造。
气缸盖
描述:密封气缸顶部,构成燃烧室。形状复杂,要求耐热、耐压。大型缸盖通常采用分段锻造后组装。
齿轮和齿轮轴
描述:用于减速箱、推进器等传动系统的大型齿轮和轴件。要求高精度、高耐磨性和高接触疲劳强度。
四、 船体结构锻件
主要用于船体的关键连接和支撑部位。
艏柱
描述:位于船首最前端的强力构件,是船体龙骨的延续,承受碰撞和波浪冲击。
要求:极高的冲击韧性和强度。
艉柱
描述:位于船尾,支撑舵和螺旋桨的框架结构。其上的舵钮(用于安装舵销的耳轴)是典型的锻件。
挂舵臂
描述:在悬挂舵中,用于将舵的重量和受力传递到船体的巨大臂状结构,是典型的超大锻件。
艉轴架(人字架)
描述:在某些船型上,用于在船体外部支撑推进器轴的A形或V形支架。其与船体和轴连接的掌板和轴毂为大型锻件。
五、 管道系统锻件
用于高压、高温或关键部位的管路连接。
法兰
描述:用于连接管道、阀门和设备。船舶上的主蒸汽管道、高压燃油管路的法兰通常采用锻件,以确保密封性和安全性。
三通、弯头
描述:管路系统中的分支和转向连接件,在关键系统中使用锻件以消除铸造缺陷的风险。
总结
大型船用锻件的特点可以概括为:
尺寸大、重量重:许多部件重达数十吨甚至上百吨。
技术含量高:涉及冶炼、锻造、热处理、机械加工、无损检测等一系列复杂工艺。
质量要求严苛:必须满足船级社(如DNV、ABS、CCS等)的严格规范和认证。
安全性至关重要:任何一个锻件的失效都可能导致严重的海难事故。
因此,大型船用锻件的制造能力是一个国家船舶工业乃至重工业水平的重要标志。