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    船用螺旋槳小知識集錦

    日期:2016-03-16

    摘要:螺旋槳由槳轂和若干徑向地固定于轂上的槳葉所組成的推進器,俗稱車葉。

    螺旋槳簡介

    由槳轂和若干徑向地固定于轂上的槳葉所組成的推進器,俗稱車葉。螺旋槳安裝于船尾水線以下,由主機獲得動力而旋轉,將水推向船后,利用水的反作用力推船前進。螺旋槳構造簡單、重量輕、效率高,在水線以下而受到保護?!?/p>

    普通運輸船舶有1~2個螺旋槳。推進功率大的船,可增加螺旋槳數目。大型快速客船有雙槳至四槳。螺旋槳一般有3~4片槳葉,直徑根據船的馬力和吃水而定,以下端不觸及水底,上端不超過滿載水線為準。螺旋槳轉速不宜太高,海洋貨船為每分鐘100轉左右,小型快艇轉速高達每分鐘400~500轉,但效率將受到影響。螺旋槳材料一般用錳青銅或耐腐蝕合金,也可用不銹鋼、鎳鋁青銅或鑄鐵。

    驅動船前進的一種盤形螺旋面的推進裝置。由槳葉及與其相連結的槳轂構成。常用的是三葉、四葉和五葉。包括單體螺旋槳、導管螺旋槳、對轉螺旋槳、串列螺旋槳、可調螺距螺旋槳、超空泡螺旋槳、大側斜螺旋槳等。螺旋槳一般安裝在船尾(水下)。船用螺旋槳多由銅合金制成,也有鑄鋼,鑄鐵,鈦合金或非金屬材料制成。對船用螺旋槳的研究分理論和試驗兩個方面。理論方面現已有動量定理、葉元體理論、升力線理論、升力面理論、邊界元方法等理論和分析方法,能較準確地預報螺旋槳的水動力性能并進行理論設計。試驗方面的研究主要是通過模型試驗研究螺旋槳性能,繪制螺旋槳設計圖譜。船用螺旋槳的設計方法分兩大類,即理論設計方法和圖譜設計方法。

    60年代以來,船舶趨于大型化,使用大功率的主機后,螺旋槳激振造成的船尾振動、結構損壞、噪聲、剝蝕等問題引起各國的重視。螺旋槳激振的根本原因在于螺旋槳葉負荷加重,在船后不均勻尾流中工作時容易產生局部的不穩定空泡,從而導致螺旋槳作用于船體的壓力、振幅和相位都不斷變化?!?/p>

    螺旋槳的分類

    在普通螺旋槳的基礎上,為了改善性能,更好地適應各種航行條件和充分利用主機功率,發展了以下幾種特種螺旋槳。

    可調螺距螺旋槳

    簡稱調距槳,可按需要調節螺距,充分發揮主機功率;提高推進效率,船倒退時可不改變主機旋轉方向。螺距是通過機械或液力操縱槳轂中的機構轉動各槳葉來調節的。調距槳對于槳葉負荷變化的適應性較好,在拖船和漁船上應用較多。對于一般運輸船舶,可使船-機-槳處于良好的匹配狀態。但調距槳的轂徑比普通螺旋槳的大得多,葉根的截面厚而窄,在正常操作條件下,其效率要比普通螺旋槳低,而且價格昂貴,維修保養復雜。

    導管螺旋槳

    在普通螺旋槳外緣加裝一機翼形截面的圓形導管而成。此導管又稱柯氏導管。導管與船體固接的稱固定導管,導管被連接在轉動的舵桿上兼起舵葉作用的稱可轉導管。導管可提高螺旋槳的推進效率,這是因為導管內部流速高、壓力低,導管內外的壓力差在管壁上形成了附加推力;導管和螺旋槳葉間的間隙很小,限制了槳葉尖的繞流損失;導管可以減少螺旋槳后的尾流收縮,使能量損失減少。但導管螺旋槳的倒車性能較差。固定導管螺旋槳使船舶回轉直徑增大,可轉導管能改善船的回轉性能。導管螺旋槳多用于推船。

    串列螺旋槳

    將兩個或三個普通螺旋槳裝于同一軸上,以相同速度同向轉動。當螺旋槳直徑受限制時,它可加大槳葉面積,吸收較大功率,對減振或避免空泡有利。串列螺旋槳重量較大,槳軸伸出較長,增加了布置及安裝上的困難,應用較少。

    對轉螺旋槳

    將兩個普通螺旋槳一前一后分別裝于同心的內外兩軸上,以等速反方向旋轉。因可減小尾流旋轉損失,效率比單槳略高,但其軸系構造復雜,大船上還未應用。⑤直葉推進器:由4~8片垂直的槳葉組成。直葉推進器上部呈圓盤形,槳葉沿圓盤周緣均勻安裝,圓盤底與船殼板齊平相接,圓盤轉動時,葉片除繞主軸轉動外,還繞本身的垂直軸系擺動,從而產生不同方向的推力,所以可使船在原地回轉,不必用舵轉向,船倒退時也不必改變主機轉向。但因機構復雜,價格昂貴,槳葉易損壞,僅用于少數港務船或對操縱性能有特殊要求的船上。

    螺旋槳安裝方式

    螺旋槳安裝在軸上的方式有兩種,一種是有鍵安裝,另一種是無鍵安裝。

    隨著造船技術不斷發展,由于螺旋槳與軸無鍵安裝連接的結構,避免了螺旋槳軸上加工鍵槽而引起軸的應力集中,所以船舶越來越多使用螺旋槳無鍵安裝,逐步替代有鍵安裝。無鍵液壓套合安裝螺旋槳的方法,如圖所示。將螺旋槳套在艉軸上,裝上液壓螺母,用油泵泵出的高壓油經高壓油管由槳轂內孔的油槽進入艉軸與螺旋槳的錐面配合處,使槳轂產生彈性變形而被脹開。與此同時,向液壓螺母供給高壓油,液壓螺母產生向前的推力,使螺旋槳向前移動。當螺旋槳被推至規定位置時,先放去槳轂錐孔的高壓油,然后再放泄液壓螺母內高壓油,由于槳轂彈性變形的恢復,使螺旋槳緊配在艉軸上。


    標簽: 螺旋槳葉片(27)
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