可调距桨课件

1、可调螺距螺旋桨,提纲,可调距桨定义 调距桨的发展 调距桨的工作原理 调距桨的桨毂、桨叶、轴系 调距桨的应用 调距桨的优缺点,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。,图为变距桨桨毂内部结构的立体图,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）、,德国的肖特尔（SCHOTTEL

2、）、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，苏州船用机械厂和武汉船用机械厂（即编号,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，

3、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。,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，今后变距桨必须还会获得更大的发展。,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,可调螺距螺旋桨的桨

4、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、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,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

5、、桨壳体材料需选择耐海水腐蚀的材料。,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。,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

6、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%，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。,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）。,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，

7、一般工程船 CPP 优先配备中速机。国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,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。,高弹性联轴器：主机和齿轮箱之间通过高弹性联轴器（简称高弹）连

8、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。,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，可以采用液氮或干冰冷装也可以采用外力敲击的方法。中间

9、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。,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。,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，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

10、汽缸磨损量,调距桨的优点,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。,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

11、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。,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,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,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