舰船挠性联轴器用钛合金材料的需求及存在问题
发布时间:2010-10-20 07:45
作者:互联网
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膜盘及筒形
联轴器具有不需润滑、无需维护、承受偏移
能力强、结构简单、质量轻、使用寿命长等优点,同时它还集高速、大
功率、大挠度的特点于一身,既能吸收因船体变形在发
动机与传动装置间产生的各种位移,又能吸收运行中发动机因
热膨胀而产生的轴向变形。通过膜盘联轴器的应用可以解决我国
船舶发动机与传动装置轴系间连接的技术难题。随着我国海军和船舶工业的发展,对膜盘及筒形联轴器的
需求及要求日益增加,特别是在补偿轴向、角向变形、
可靠性及质量方面要求越来越高,如某型
气垫船,由于其船体为
铝合金材料,因此在运行中(特别是在登陆时)船体会产生很大的变形,而这些变形就
需要挠性联轴器来吸收,同时为了提高气垫船的运载能力,需要尽可能减轻设备重量。如何正确的设计、选材和制造联轴器是关系到舰船安全性的重要环节。
钛合金具有耐
腐蚀、重量轻、
强度高、弹性模量低等诸多优点,成为舰船用膜盘及筒形联轴器的首选材料。因此随着舰船对膜盘、筒形联轴器的需求增大,对
钛合金材料的需求也越来越大。目前存在问题有以下几方面:(1)膜盘材料(TC4)的强度,锻件
生产过程中需要对其进行
固溶+
时效处理,由于膜盘锻件直径很大而厚度较小,锻件外径一般在Φ600mm以上,目前最大达到Φ900mm,而锻件厚度只有50mm左右,因此在进行
热处理过程中很容易引起锻件变形较大,造成锻件报废。(2)作为膜盘锻件,设计方一般要求
锻造厂出厂锻件平面度要求非常高,有些厂家为了满足锻件出厂平面度的要求,在热处理时或热处理后通过
机械手段来强行
控制锻件变形,这样使得锻件本身有很大的内
应力存在,结果在加工中出现应力释放现象,造成锻件变形很大,导致锻件在加工
中报废。(3)为了提高膜盘的
疲劳寿命,用于加工膜盘的TC4锻件对高、低倍组织的等级要求非常高,因此国内很多钛合
金生产厂家都无法满足此项要求。例如,某船舶研究所曾经在某有色
金属加
工厂采购过18件TC4锻件,但最终由于高倍组织不满足要求而造成锻件报废。(4)由于钛合金
价格本身就较贵,而且膜盘锻件对钛合金要求较高,需要通过很多
工序才能达到要求,再加上膜盘锻件在锻造和热处理过程
中废品率居高不下,导致用于加工膜盘的钛合金价格非常高,在一段时间内价格最高曾达到1500元左右/kg,目前价格也在1000元左右/kg。这样直接导致了膜盘联轴器的
成本提高,对膜盘联轴器的推广起到了制约作用。(5)由于钛合金膜盘在加工过程中难度大,加工过程中废品率非常高,从而也导致钛合金膜盘联轴器的制造成本居高不下。虽然我国挠性联轴器设备采用钛合金材料才刚刚起步,但实践证明,钛合金是一种经过长期考验、理想的挠性联轴器用材料,钛合金
密度低,比强度高、具有一定的耐腐蚀能力,这些优点可提高
产品整体性能。为使钛合金材料能够更为稳定及广泛地应用于挠性联轴器设备,还需要使用方、设计单位、材料研制及生产单位、机组制造及维修厂的通力合作,以便长期地积累钛合金材料的使用数据和经验。(晓红)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。