近日，国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）发布了推荐性国家标准《耙吸挖泥船耙齿》（GB/T 39536—2020），自2021年7月1日起施行。 一、制定背景 为了进一步提升我国疏浚行业装备质量，健全疏浚装备技术标准体系，积极推进耙齿产品标准化，促进疏浚行业健康发展，急需制定面向的使用者为各疏浚施工企业、耙齿生产商、挖泥船操作者和挖泥船建造厂的耙吸挖泥船耙齿标准，以有效降低耙齿脱离、磨损、锈蚀、断裂等频率，提高耙吸挖泥船的整体效率。 二、标准的定位和作用 本标准的制定考虑了实际应用需求，对耙吸挖泥船耙齿结构与型式、要求、试验方法、检验规则、标志、包装运输和贮存等方面做出了统一、科学、合理、规范的基本要求。 本标准适用于耙吸挖泥船耙齿的生产、检验和使用，同时考虑实际应用需求，增强标准的可操作性和适用性，为我国建造高质量的挖泥船提供技术保障，对于提高我国疏浚装备及配套产业的技术研发与标准化整体水平、提升企业经济效益和社会效益等各方面都将起到积极的推进作用。 三、标准主要内容 1.术语与定义 术语与定义主要是对本标准中使用且其他标准未定义、影响对标准技术条款理解的术语进行明确规定。本标准规定了耙齿、齿座、固定销的三项术语。耙齿，主要是明确其位置和主要功能，以区别于其他用途的刀齿，譬如绞刀齿、陆上挖机的齿等，这些刀齿因为用途不同，其性能要求也有较大差别；齿座，耙齿的齿座具有与耙齿相匹配的结构、可焊接在耙头上的、具有独特力学性能要求的；固定销，国内一般有较统一的结构，但是没有标准规范的统一名称，固定销的命名主要根据国际上通用的命名fix stopper翻译而来，可较为准确的定义其特征，定义主要考虑该连接件既能保证耙齿固定在齿座上，在循环荷载下不脱落，同时又容易拆卸。 2.结构及分类 结构及分类主要是按几何形状和内部结构分别进行了分类。耙齿根据实际需要，具有一定的多样性，按几何形状分，耙齿可分为尖形齿、凿形齿、犁形齿。其中，尖形齿主要适用于硬质土，譬如密实粉土、硬粘土、软弱风化岩等，而不利于切削软土，其特点是比较“尖”，易于贯入硬质土，从而达到增加切削深度的目的；凿形齿主要适用于较松软的土，譬如沙质土、淤泥等，而不利于切削硬质土，其特点是比较“宽”，易于提高切削数量，形成较高浓度；犁形齿是一种类似于“农用犁”形状的齿，特点是有将土向侧面翻转的效果，可有效降低切削阻力，适用于粘土、密室粉土等，特点是具有三维的曲面结构，受力情况优于其他齿型。按内部结构耙齿可分为冲水型和普通型，主要差别在于耙齿中间是否开孔，开孔的齿内部设置冲水通道，通过射流的作用可以辅助耙齿挖掘、降低阻力，是先进船舶的基本配置类型，而老旧船舶则一般不配置冲水。 3.技术要求 技术要求主要是对材料、制造与安装、公差与配合、外观及涂装几个方面进行规定。材料，耙齿需要连续的切削泥沙，因此对硬度要求较高，同时又要有较高的强度和冲击韧性，根据JB/T 5000.6《重型机械通用技术条件 第6部分 铸钢件》中表4，要求抗拉强度不小于730MPa的低合金铸钢，推荐使用ZG30NiCrMo，这也是目前国内的耙齿一般采用的材料，具备了一定的抗拉强度、耐磨性能和抗冲击韧性。冲击韧性方面，耙齿、齿座的要求不一，耙齿因为对耐磨性能要求较高，因此要牺牲部分抗冲击性能，根据使用过程中的统计数据，耙齿冲击吸收功KV2应不小于16J，齿座冲击吸收功KV2应不小于24J，才能保证耙齿有较好的抗断裂的能力。在耙齿材料的力学性能方面，引用JB/T 5000.6作为材料的性能要求，同时引用了GB/T228.1《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》和GB/T229《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》，对材料的抗拉强度和抗冲击性能的检测提供了依据。在材料成分的验证上，引用了标准GB/T 223《钢铁及合金化学分析方法》的所有部分，主要考虑正文中只对合金材料的力学性能做了要求，未规定具体金属类别，因此该族标准均适用；且一种金属元素有多种测定标准，如镍有三个标准，但本标准可采用任意一种。此外，由于JB/T 5000.6未对硬度做要求，而根据长期的使用经验及统计数据，齿冠硬度为48 HRC～55 HRC时可兼顾耐磨、耐冲击性能，使用寿命较长。另外，鉴于齿根一般与泥沙摩擦少，因此硬度一般降低到35 HRC～40 HRC，以保持更高的强度和冲击韧性。耙齿在整体铸造过程中，材料一致，主要是通过热处理工艺来实现齿冠和齿根的硬度不一。考虑了该要求较高，本标准仅要求了齿的硬度为35 HRC～55 HRC。对于齿座，目前一般使用高强度铸钢，硬度要求较低（统计常用值为28 HRC～32 HRC），同时要保证较好的焊接性能，以方便焊接到耙头上。同时，标准中引用了GB/T 230.1金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法，为耙齿的硬度检测提供依据。固定销一般采用一侧粘有橡胶块的金属件。固定销安装、拆卸时都使用榔头敲击，因此应选用优质碳素钢；橡胶块需保证较长时间不老化、弹性和硬度兼顾，因此常用为天然丁氰橡胶，硬度为邵氏硬度A/15:65～A/15:70。为确保橡胶件的性能，橡胶需符合GB/T 36089《丙烯腈-丁二烯橡胶（NBR）》的要求。标准中引用了GB/T 699《优质碳素结构钢》 和GB/T 2411《塑料和硬橡胶 使用硬度计测定压痕硬度（邵氏硬度）》两个标准，为固定销质量检测提供依据。工艺，耙齿、齿座由于相互配合的精度要求高，尤其是犁型齿还需要形成光滑的三维曲面，因此要求精密铸造，铸造质量符合GB/T 28411《高温合金精铸结构件通用技术条件》的要求。由于耙齿、齿座和固定销铸件的形状都比较复杂，因此从重量偏差上做要求，用来检验铸造的质量，要求小于2%。公差与配合，耙齿齿冠的尺寸公差要求相对较低，符合GB/T 6414铸件尺寸公差、几何公差与机械加工余量中CT6级的要求，即可满足齿面的形状要求。而齿座、耙齿齿根和固定销涉及到装配，精度较低时容易产生脱落等问题，因此尺寸公差要求高，应符合GB/T 6414《铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量》中CT4级的要求，由于测量精度要求较高，引用了GB/T 21389《游标、带表和数显卡尺》，并要求分度值不大于0.05 mm。在检验耙齿齿根和齿座的配合精度时，一般要求配合面粗糙度不大于Ra 50 µm，以保证面之间较光滑的接触，同时一般通过涂色试配合，来检验两个接触面的贴合面积，统计数据表面，保证20%以上的贴合面积、且均匀分布，可保证耙齿脱离较少。其铸造过程中表面粗糙度的检测引用的标准为GB/T 15056《铸造表面粗糙度 评定方法》。另外，固定销上橡胶块的主要作用是保证一定的弹力，从而在循环荷载下固定销不会脱落，因此要求橡胶块的压缩量不小于2 mm。外观及涂装，耙齿作为精铸件，要求表面应光滑平顺，不得有夹砂、疏松、裂纹和气孔等缺陷。定销、耙齿和齿座通常作为备件长时间堆放在仓库或船舶上，因此要求对配合面应进行防锈处理，以免锈蚀后影响装配效果。适用的引用标准为GB/T 4879《防锈包装》。 4.试验方法 验方法主要是对材料、工艺、公差与配合、外观及涂装几个方面的检验进行规定。材料方面，主要是按照GB/T 223中规定的方法对化学成分进行检测，按GB/T 228.1中规定的方法对齿进行拉伸试验，按GB/T 229中规定的方法对齿、齿座进行冲击试验，按GB/T 230.1中规定的方法对硬度进行检测，按GB/T 2411对固定销橡胶件硬度进行检测；工艺方面，主要按GB/T 28411中规定的方法对耙齿、齿座铸件进行检测，重量偏差用检定分度值不大于0.1g的衡器称重，测量固定销的使用效果时，一般装配以后用检验锤敲击，看是否连接紧密稳固；公差与配合方面，用分度值不大于0.05 mm、符合GB/T 21389要求的卡尺检测尺寸和装配后的橡胶压缩量，按GB/T 15056规定的方法对齿根和齿座配合面粗糙度进行检测，用着色检验法检验齿座和齿根的配合接触面积，配合接触面积采用着色检验法，即先将耙齿根部涂色，装配以后再拆卸，量取配合面积；外观及涂装方面，主要是目视检查。 5.检验规则 检验规则主要是对耙齿检验的规则进行规定。耙齿的检验分为型式检验和出厂检验，耙齿进行型式检验的原因是：产品首次生产或转厂生产，为防止产品与图纸不符或误差大；停产半年以上，恢复生产，为防止模具、浇筑设备等方面影响；设计、结构、材料或者工艺有重大变动，为防止产品性能或质量受到影响；出厂检验结果和上一次型式检验的结果有较大差异，为防止模具等损耗导致的问题；正常生产每隔3000个，为防止模具等损耗导致的问题。当主管检验机构有要求，检验属于质量抽检的特例。按照检验规则，要求型式检验应对本标准规定的所有要求进行检验；而厂家具有生产经验以后，出厂不再检验材料方面的问题。（全国港口标准化技术委员会疏浚装备分技术委员会供稿，文稿编撰洪国军）来源: 交通运输部 |
