船用螺旋桨的静平衡.pdf

船 用螺旋 桨的静平衡周 洪 吉 吉前,二口船用螺旋桨的不平衡,会对其本身强度、舰轴弯 曲强度产生不良影响,引起轴承加 速磨损,轴系和船体的振动,以及影响主机运转等。因此制造或修理后必须进行峥平 衡试验。对高速或特殊要求的螺旋桨还需要进一步作动平 衡试验。螺旋桨的重心常不在其转动轴线 上,因而等速转动时,不均衡的重量就会产生离心力。一般可分解为合成离心力及 合成 力偶,如图、。图合成离心力图合成力偶丫。,丫。式中不均 衡的质量。丫重心与旋转轴线的距离。旋转时角速度。力偶距离。通带可遇到两种情况钾。,而二,此时二,即不存在合成力偶,只有合成离心力在作用,为静力不平衡。称之静不平衡。如 图。,而今。,此时各叶 片重心不杏转动轴线上同一点处,当其转动时,各叶片重量引起的离心力不在同一垂直平面内,因而形成 力偶,使螺旋桨沿着转动轴线扭转,当动力不平衡,称之动不平衡,如图。目前各国船级社和船舶检验部门,对民用螺旋桨 的动平衡试验尚未见有明确规定。故本文仅对静平衡试验及其有关问题加以简述。一螺旋桨产生不平衡的原因及其后果螺旋桨在制造过程中各叶片几何形状 的不一,会造成叶片重量不等,叶片夹角不等、螺距不符合 图纸要求等等,使得螺旋桨的重心不在其转动轴线 上,因而造成静不平衡。在营运中,由于船舶搁浅,或与坚硬物体的碰撞、或者材质本身缺 陷等、导致 叶片 弯曲、卷边、变形、甚至于 断裂等。使螺旋桨失去平衡。螺旋桨失去平衡后,对轴系、主机和船体等会有反常现象出现。经验丰富 的船员就会立作者单位船舶检验局上海办事处即察觉到轴系会跳动、艇部轴承有敲击声、主机转速不匀,船体也有反常的振动 等。例 如年月某轮航行东海海面上,当时风平浪静、主机在转分下正常运行,突然 船体 振动,值班轮机员立即降速到转分,这 时发现最后三道中间轴承有明显敲击声,直到降 为转 分,敲击声才 消失。当时发现旋部螺旋桨打出水花很不正带。抛锚后,用盘车法检视螺旋桨,发现四片中有一片叶在叶片根部断掉了。螺旋桨 的失去平衡现象在船厂,用船和验船部门是屡见不 鲜的。严重时会因螺旋桨失却平衡而引起海 损事故。凡发生这类事故,均应对螺旋桨进行水下或坞内检查,然后确定修复或换新。以确保航行安全。二螺旋桨静平衡时的允许不平衡重量螺旋桨的重心不侄转动轴线上时就会产生不平衡现象。在运转时不平衡重量就会产生离心力。据日本 资料介绍 当不平 衡重量所产生离心力等于螺旋桨重量 的时,叶片应力增加 值约为原有应力的。对跳轴和轴承影响更为显著,因而修造船厂,用船和验船部门对此有较严格要求,并把不平 衡重量,限制在一定范围内。国外资料介绍,螺旋桨允许不平衡重量 的计算公式,是以螺旋桨在其连续最大功率的转速下,由不平衡重量所产生的离心力不超过螺旋桨重量的条件下推导 出来的,。喜一互、式中一螺旋桨重量公斤。重力加速度米秒“。一一叶尖允许不平衡重量公斤叶尖线 速 度米秒兀螺旋桨半径米。螺旋桨转速转分。由上式可导出。目前国内外船舶规范上所允许不平衡重量并不一致,今举一例,列表加以对比。例某万 吨级船用螺旋桨重量,半径。米,转速二转分。各国船规所允许不平衡重量表一国名天一一一落不蔚、。,公斤国际标准级级。公一一一户蒙彝。一叮了一勺妇尸一。二七石一二长级级十一一耳国际标准一中国一月产级月级月级二级二。了舀一一八一寸曰。一一普翼乞二日本砂架缪苏联喊黔法国、半、一注为便于对比,将公式中代号统一。螺旋桨重量以吨计算,以公斤计算,以资区别。三螺旋桨的静平衡试验螺旋桨制造或修理 完后都要进行静平 衡试验。它是在专用平 衡架上进行的。其精确度取决于轴颈在支承上的摩擦力,摩擦力愈大 就愈粗糙所以通常小型螺旋桨宜在园柱体上或轨道上进行静平衡,图,大型螺旋桨采用园柱体时因压强过大易使轴颈磨损,一般常用滚柱轴承图。试验方法一般可分为任意平衡法和挂重法两种。前者将螺旋桨置于平 衡架上,分另在相邻叶片的叶尖上挂重物,及,调 整到使它平 衡,此时慢慢转动,能慢慢地停 留在任 意位置 上,而无明显 回转,然后称最大挂重。,不得超过允许不平 衡值,即为 合 格。校正静平衡试验装置本身的精度偏差不得大 于允许不平 衡值。当静平 衡装置本身精度偏差超过值时便用挂重法。各挂重叶片由水 平 位 置 放手后,能自然向下转到接近最低点的同一位置,然后测 出叶 片端挂重卫,值,当,。、一丁、时 即认为合格。图小型螺旋 桨用轨道式静 平衡装置图大型螺旋桨用滚柱式静平衡装置上述方 法为目前 各厂广泛使用。当测得的不平衡重值超 过允 许值,对较重叶片应 予以修 正。按一规定,首先在桨毅上削除应削减的金属,若不够时则可继续 在该叶片背削除掉,但 与叶片边缘距离不得小于该处叶片宽度 的。正确的消除不静平衡方法是避免在叶片上铲除所需校正平衡用 的重量,而是加工 中心锥孔的空刀的处,使与重心相重合,为此锥孔空刀处予先留有一毫米余量。这样既保证了叶片的强度,又能满足 设计图纸对它的要求。但此法在工厂中还较少应用。四结论螺旋桨 在制造或修理后,必须进 行静平衡试验。静平衡在静平衡架上进行,小型螺旋桨推荐用轨道式,大型宜用滚柱式试验装置。试验方法可用任意平 衡法和挂重 法,视试验装置的精度偏差而定。表所介绍国内外 静平衡允许偏重 的计算公式。可以根据情况参考采 用参考资料商船机关部轴系标准之解说关西造船协会造机研究委员会编年月版舶用机关计画便览日本船用机关学会编年月版,几任效江叮仄,。坦一,又万几。盆耳红。互万反西。尸,丸,甲 飞,“,尸义只几兀”几。互,刀刁仰皿班海船建造 中技术检验须知草案中华人 民共和国船舶检验局年版君布