本發(fā)明涉及一種既能大幅降低電機(jī)軸的自身重量（重量下降率約55%），又能在運(yùn)行時(shí)大幅降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能增效的目的大型船用電機(jī)軸鍛件的精準(zhǔn)對(duì)接及組合焊接方法，屬大型船用電機(jī)軸鍛件制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、目前大型的船用電機(jī)軸在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，電機(jī)軸采用一體鍛造成型的，成品是一個(gè)實(shí)心鍛件。其缺點(diǎn)：一是自身重量重，運(yùn)行時(shí)能耗高；二是制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、設(shè)計(jì)目的：避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計(jì)一種既能大幅降低電機(jī)軸的自身重量（重量下降率約55%），又能在運(yùn)行時(shí)大幅降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能增效的目的大型船用電機(jī)軸鍛件的精準(zhǔn)對(duì)接及組合焊接方法。

2、設(shè)計(jì)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的。本發(fā)明在制造工藝設(shè)計(jì)上：電機(jī)軸設(shè)計(jì)采用分段式組裝，由螺旋槳軸、短軸、鐵芯三部分組成，螺旋槳軸和鐵芯采用螺栓固定連接，短軸和鐵芯采用組合焊接方式連接（圖1）。其制造的難點(diǎn)在于：因短軸與鐵芯的尺寸大，配合后的同心度極難控制，采用常規(guī)疊裝、焊接拼接，易造成組合后的直線度偏差大，導(dǎo)致外圓精加工后，壁厚不均勻；船用電機(jī)軸在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)部件，若壁厚不均，則會(huì)造成高速旋轉(zhuǎn)過程的離心力分布不均，動(dòng)平衡不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致船用電機(jī)軸的使用壽命降低，甚至?xí)斐蓢?yán)重的安全事故；其次，焊接的主要難點(diǎn)為：船用電機(jī)軸屬大型鍛件，壁厚最小設(shè)計(jì)為90mm，短軸與鐵芯的焊接難度較大，若采用外圓單側(cè)坡口焊接，則會(huì)造成內(nèi)孔底部位置出現(xiàn)焊接未熔合、或裂紋的風(fēng)險(xiǎn)，從而大幅降低電機(jī)軸的整體強(qiáng)度。

3、為此，本方法1）采用過盈配合方式實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接定位，鐵芯及短軸在連接區(qū)域設(shè)置止口；2）鐵芯止口朝上放置，外圓包裹加熱毯，待短軸、鐵芯止口滿足設(shè)定的過盈量后，將短軸垂直起吊，軸頭朝上，短軸止口朝下，垂直放置到鐵芯止口后，拆除鐵芯外圓的加熱毯，鐵芯止口自然冷卻收縮，將短軸止口卡緊；?3）過盈配合完成后在接口處增加多條加強(qiáng)筋；4）加強(qiáng)筋焊接完成后，短軸鐵芯組合件水平放置于電動(dòng)滾輪架上，準(zhǔn)備實(shí)施內(nèi)孔中的焊接，內(nèi)孔止口處的坡口深度為壁厚三分之一至五分之二，坡口角度為45°-62°，滾輪轉(zhuǎn)速為1轉(zhuǎn)/20min～1轉(zhuǎn)/30min；5）內(nèi)孔焊接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊(fcaw)，內(nèi)孔整圈圓周焊接，焊接前采用加熱毯對(duì)加強(qiáng)筋位置整圈包裹，預(yù)熱溫度80-100℃，滾輪速度根據(jù)內(nèi)孔的焊接速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，始終保持內(nèi)孔焊接位置為平焊，焊接時(shí)的層間控制在≤250℃,焊接完成后電熱毯停止加熱，但不拆除，緩慢冷卻；6）內(nèi)孔焊接完成后，去除加強(qiáng)筋，通過機(jī)床加工外圓坡口；7）電機(jī)軸壁厚對(duì)應(yīng)的外孔坡口深度大于電機(jī)軸壁厚的三分之二，坡口角度為55°-72°，滾輪轉(zhuǎn)速為1轉(zhuǎn)/10min～1轉(zhuǎn)/15min；8）外圓焊接：重新將短軸鐵芯組件放置于滾輪架上，外圓采用埋弧焊方式（saw）實(shí)行焊接，焊接前采用加熱毯對(duì)外圓坡口位置進(jìn)行局部加熱，預(yù)熱溫度100℃，保溫時(shí)間為3h，滾輪速度根據(jù)外圓的焊接速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，始終保持焊接位置為平焊，焊接時(shí)的層間控制在≤250℃,焊接完成后再用電熱毯包裹，緩慢冷卻；焊接后外圓的機(jī)械加工量均勻，保證壁厚的均勻性，從而使電機(jī)軸在高速旋轉(zhuǎn)過程中的動(dòng)平衡滿足要求。9）焊接完成后，再進(jìn)行后續(xù)的精加工，及后續(xù)與螺旋槳軸的螺栓裝配工序。

4、本發(fā)明與背景技術(shù)相比，電機(jī)軸自身重量降低了約55%，從而使運(yùn)行時(shí)能源消耗大幅降低，達(dá)到節(jié)能增效的目的。

技術(shù)特征：

1.一種大型船用電機(jī)軸鍛件的精準(zhǔn)對(duì)接及組合焊接方法，其特征是：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種既能大幅降低電機(jī)軸的自身重量（重量下降率約55%），又能在運(yùn)行時(shí)大幅降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能增效的目的大型船用電機(jī)軸鍛件的精準(zhǔn)對(duì)接及組合焊接方法，采用過盈配合方式實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接定位，鐵芯及短軸在連接區(qū)域設(shè)置止口；鐵芯止口朝上放置，鐵芯止口滿足設(shè)定的過盈量后，將短軸垂直起吊，軸頭朝上，短軸止口朝下，垂直放置到鐵芯止口后，拆除鐵芯外圓的加熱毯將短軸止口卡緊；過盈配合完成后在接口處增加多條加強(qiáng)筋；短軸鐵芯組合件水平放置于電動(dòng)滾輪架上，實(shí)施內(nèi)孔中的焊接焊接完成后電熱毯停止加熱，但不拆除，緩慢冷卻；內(nèi)孔焊接完成后，去除加強(qiáng)筋，通過機(jī)床加工外圓坡口；外圓焊接：重新將短軸鐵芯組件放置于滾輪架上，外圓采用埋弧焊方式實(shí)行焊接,焊接完成后再用電熱毯包裹，緩慢冷卻；焊接完成后，再進(jìn)行后續(xù)的精加工，及后續(xù)與螺旋槳軸的螺栓裝配工序。

技術(shù)研發(fā)人員：沈建峰,宋亮,冷怡愷,王昌珍,洪駿坤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶鼎重工有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10