可调距桨.ppt

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1、大大 至至善善大大 至至真真可调螺距螺旋桨可调螺距螺旋桨大大 至至善善大大 至至真真提纲提纲可调距桨定义可调距桨定义调距调距桨的发展桨的发展调距桨的工作原理调距桨的工作原理调距调距桨的桨毂、桨叶、轴系桨的桨毂、桨叶、轴系调距调距桨的应用桨的应用调距调距桨的优缺点桨的优缺点大大 至至善善大大 至至真真定义定义1、可通过毂内机构转动各叶、调节螺距以适应 各种工作情况的螺旋桨。2、桨叶螺距可以调节的螺旋桨。大大 至至善善大大 至至真真图为变距桨桨毂内部结构的立体图大大 至至善善大大 至至真真调距桨的发展 1908年SEFELE公司研究并制造了首台可变螺距螺旋桨，它的桨叶与桨壳分开制造，桨叶用螺钉安装

2、到桨壳上并能在桨壳上旋转。这就是今天我们使用的可变螺距螺旋桨，简称变距桨，又称调距桨。可调桨技术来源于国外，世界知名的推进器制造商有：瑞典的卡梅瓦(KAMEWA)、芬兰的瓦锡（WASILTA）、大大 至至善善大大 至至真真德国的肖特尔（SCHOTTEL）、挪威的博格（BERG）。卡梅瓦的调距桨技术全世界首屈一指，该公司从1937 年即生产出第一台船用调距桨，全球多家公司均引进卡梅瓦专利进行生产，如日本三菱公司、美国伯德.约翰逊公司等。国内从事可调桨生产的公司数量很少，整体技术实力不强，均处于起步、探索之阶段。国内 70 年代引进了瑞典卡梅瓦和德国肖特尔的技术，以上海704 船舶研究所为设计单位

3、，苏州船用机械厂和武汉船用机械厂（即编号大大 至至善善大大 至至真真461 厂）为生产单位，三家单位均有卡梅瓦和肖特尔的整套图纸，是国内最早从事可调桨设计、生产的单位。德国 ZF 海事集团，2006 年与南京高速齿轮箱厂（NGC）即中国传动集团，合作生产船用齿轮箱及可调桨，ZF 提供图纸，NGC 组织生产。经过几年的努力，NGC 的技术人员也掌握了可调桨的设计、生产技术，其技术直接来源于ZF 图纸的模仿、摸索，具备了国外齿轮箱、可调桨的整体打包能力，完全按ZF 标准生产。大大 至至善善大大 至至真真 现在，从特种船舶、军用舰艇到一般的远洋货轮，从中、小功率到几万千瓦大功率的变距桨都已见使用，今

4、后变距桨必须还会获得更大的发展。大大 至至善善大大 至至真真 可变螺距螺旋桨是以液体的压力来传递动力和运动的。依靠液压系统中的执行元件变距油缸5，通过推拉杆7来驱动固定在推拉杆上滑座10。由于桨叶根部偏心销的偏心作用，从而将推拉杆的平移直线运动转变为桨叶的旋转运动，以实现桨叶螺距变化的目的。调距桨的工作原理大大 至至善善大大 至至真真大大 至至善善大大 至至真真大大 至至善善大大 至至真真大大 至至善善大大 至至真真 可调螺距螺旋桨的桨毂起到支持、连接桨叶与轴系、传递功率的作用。目前大功率螺旋桨桨毂的结构多是毂内油缸式，即桨毂内置伺服油缸。桨毂内转叶机构一般是单曲柄-滑块机构，主要零件有油缸、

5、活塞、桨壳体、导架、桨叶盘根、滑块、防转条、螺栓等。其工作原理：来自配油器的高压油进入伺服油缸的左侧，推动活塞轴向运动，活塞与导架连接为一体，导调距桨的桨毂大大 至至善善大大 至至真真架与活塞一起运动，导架与桨叶盘根之间有一曲柄-滑块，此机构将导架的轴向运动转变成旋转运动，桨叶盘根与桨叶通过高强度的螺栓连接成一体，桨叶与盘根同时旋转，进而改变桨叶螺距，船向正车方向航行；当高压油进入伺服油缸右侧时，船向倒车方向航行。为了防止海水腐蚀，与海水接触的零件，如油缸、桨壳体材料需选择耐海水腐蚀的材料。大大 至至善善大大 至至真真调距桨的桨叶 调距桨桨叶数量有 3 叶、4 叶、5 叶等，通常以4 叶为标准

6、设计，无特殊要求者均考虑4 叶。因桨叶浸泡在海水中，要求材料耐海水腐蚀和海洋生物的污损，桨叶运转时承受较大的周期性的载荷，且桨叶易碰到礁石、冰块等。所以调距桨桨叶材料一般为Cu3(镍铝青铜)、Cu4(锰铝青铜)，这种材料不但难腐蚀而且强度高，疲劳特性好，同时较容易加工。大大 至至善善大大 至至真真 调距桨桨叶叶型多设计成侧斜桨，侧斜是指桨叶剖面偏离螺旋桨平面，一般当侧斜角大于或等于两个桨叶之间夹角的一半时，可称为大侧斜。螺旋桨直径不变，采用大侧斜桨叶叶型可使振动脉冲减小50%以上，而螺旋桨效率并不降低。因此在保持螺旋桨振动水平不变时，可增大螺旋桨直径，提高螺旋桨效率。(一般可增加9%-10%，

7、而效率提高5%-6%)。调距桨桨叶叶型同时还设计成纵斜，纵斜即0.9R 叶梢处偏离母线的夹角，纵斜可以增大叶梢与船体板之间的间隙，从而减小振动。大大 至至善善大大 至至真真螺旋桨按桨叶直径可以分为大、中、小三个类型：大型螺旋桨，桨叶直径 D3.5m 中型螺旋桨，桨叶直径1.5mD3.5m 小型螺旋桨，桨叶直径D1.5m 桨叶加工精度按ISO848 的要求，分为S、四级，一般按级要求（高精度）。大大 至至善善大大 至至真真 可调桨典型轴系配置：一般包括主机（M.E.）、高弹性联轴器、齿轮箱（G.B.）、CPP 轴系、螺旋桨等。主机：有高速机、中速机和低速机，一般工程船 CPP 优先配备中速机。国

8、内船用柴油机厂家有宁动、广柴、陕柴、镇柴、淄柴.，都是引进国外技术，授权贴牌生产，不具备独立研发能力，与国外柴油机厂家如曼恩、瓦锡兰、卡特彼勒、康明斯.技术实力差距较大。调距桨的轴系大大 至至善善大大 至至真真 齿轮箱：中速机额定转速一般 5001000rpm，而桨的转速一般200rpm，所以需要设置减速齿轮箱。国内船用齿轮箱厂家主要有，杭齿、重齿、南高齿、杭州发达等，国内齿轮箱技术已经发展比较成熟，达到了技术独立研发的能力，能够基本满足船舶推进系统要求，近年来随着技术的进步，主推进系统的双机并车齿轮箱也已经开发出来了。大大 至至善善大大 至至真真 高弹性联轴器：主机和齿轮箱之间通过高弹性联轴

9、器（简称高弹）连接，高弹只传递扭力，不传递轴向推力，可以减轻主机振动对齿轮箱的影响，还可以补偿主机和齿轮箱安装时的径向误差。高弹与主机输出轴、高弹与齿轮箱输入轴之间通过法兰连接。齿轮箱PTO 与轴发或消防泵也用高弹连接。目前使用最多的、被大部分船东认可的高弹产品是德国伏尔康高弹，在无锡有工厂，主要部件靠进口，国内组装。一般船舶轴系扭振强度计算书由高弹厂家负责计算。大大 至至善善大大 至至真真 CPP 轴系：包括中间轴、桨轴、艉管、配油器、轴系附件（轴系接地装置、隔舱填料函、轴系测速装置、锁轴装置等）、液压联轴器、连接螺栓等。中间轴与齿轮箱、中间轴与中间轴之间连接的螺栓一般是铰制孔螺栓，可以采用

10、液氮或干冰冷装也可以采用外力敲击的方法。中间轴与桨轴通过液压联轴器连接，液压联轴器是带有锥度的内外套（也有不带内套的），通过摩擦力抱紧轴，传递轴向推力和扭力，分为套筒式和法兰式，安装拆卸方便，且可以多次反复拆装。大大 至至善善大大 至至真真调距桨的应用 广泛采用调距桨的船型有：拖船、渔船、工程船（布缆船、挖泥船等）、调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等。大大 至至善善大大 至至真真 1.可简化主机乃至整个动力装置的结构。采用变距桨的柴油主机可以省去一套倒车机构，或者使汽轮机主机省去倒车级，且可提高倒车的功率。此外，由于变距桨为主机的恒速运转提供了条件，所以可用主机来直接驱动发电机，

11、因而可以省掉发电柴油机。2.提高了主机和尾轴管轴承的使用寿命。据测算，通常柴油机每起动一次的汽缸磨损量调距桨的优点大大 至至善善大大 至至真真相当于额定功率下工作8小时的磨损量。而采用变距桨的主机，其起动次数只有原来的几十分之一。就尾轴管轴来说，变距桨经定距桨重量大，且力臂长，因此，承受负荷较大。但是实践表明，变距桨的尾轴管轴承却更为经久耐用。这是因为轴承中加剧磨损的主要原因在于油膜的状态，是否出现干摩擦或半干摩擦。在定距桨的船舶上，由于经常地起动、换向、停车，因而经常地对油膜起破坏作用。大大 至至善善大大 至至真真 3.改善了船舶的操纵性能。有利于实现驾驶自动化。由于液压传动技术的运用，使变

12、距桨易于实现遥控，如需改变航速，只需要通过遥控装置来改变螺距角，便可实现从零到最大航速之间的无级调速，并在主机不停车亦无需换向的情况下，可以很容易地实现倒航。这一性能，为提高船舶的自动化程度和实现无人机舱提供了极为有利的条件。大大 至至善善大大 至至真真 4.提高了船舶的机动性。采用定距桨的柴油主机，其最低航速因受柴油机最低稳定转速的限制（一般为6-7节）如果要使船舶以超低速航行，就必须使主机断续地起动、停止，而一旦螺旋桨停转，就会失去舵效，影响船舶操纵。在大型船舶通过复杂航道，或进出港时，通常是需要超低速航行的，且又要有良好的舵效和机动性。采用变距桨，则可以在主机不停车的情况下实现任意的超大

13、大 至至善善大大 至至真真低速航行，而且在必要时还可以使桨交替地以正车或倒车工作来保证舵效。此外，采用变距桨也改善了船舶的停船性能。据估算，一艘65000吨，功率为18000马力的油轮，由17.6节到全停车，采用定距桨需要12分钟，而采用变距桨仅需要6分50秒，停船距离也大大缩短。5.提高了船舶的营运经济性。虽然，船模试验池中的事实表明，变距桨的推进效率比定距桨的要低1%-3%左右，其原因是变距桨的毂径和大大 至至善善大大 至至真真桨叶根部尺度都比较大，这些因素影响到螺旋桨的效率。但上述试验结果都是在设计工况下取得的，在研究船舶营运的经济效益时，航运部门更感兴趣的是总的经济价值。有关资料说明，在风平浪静时，装变距桨的船比装定距桨的船要快0.1节左右，在恶劣的海面情况下，甚至要快1-2节。此外，变距桨能使主机维持在最佳工况下运行，有利于充分发挥主机的功率和降低单位功率的耗油量。大大 至至善善大大 至至真真调距桨的缺点 如毂径比大，螺旋桨效率降低；桨叶易产生空泡等；可调桨构造复杂，造价昂贵；维护技术要求高等。大大 至至善善大大 至至真真大大 至至善善大大 至至真真大大 至至善善大大 至至真真谢谢！