可调螺距螺旋桨课件
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关于可调螺距螺旋桨测速的介绍可调螺距螺旋桨作为一种比较先进的推进装置,现在已经得到越来越多的应用。
为了了解其性能,需在船舶建造完工后的航海试验中进行速度测试,文章介绍了此种桨的特点,并结合实船介绍了其测速的过程及注意事项。
标签:可调螺距螺旋桨;优点;运行模式;轴带发电机;航海试验;测速可调螺距螺旋桨(CPP)简称调距桨,可根据船舶装载状况来调节螺距,充分发挥出主机的功率,从而提高推进效率。
船倒退时不改变主机旋转方向,可通过调整螺旋桨的螺距来实现,而螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。
调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好,在拖船和渔船上应用较多。
但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多,叶根的截面厚而窄,在正常操作条件下,其效率要比普通螺旋桨低。
可调螺距螺旋桨与定距桨相比具有以下优点:(1)调距桨能够在不改变螺旋桨和主机转向的情况下,仅用改变螺距的方法得到从最大正值到最大负值的各种推力值,既可以省去换向装置,又可缩短船舶换向航行的时间。
(2)对于多工况船舶,可以在不同航行工况下充分吸收主机的功率,若螺旋桨与主机处于联合控制模式下即同时改变主机转速和螺距比并使之匹配适当,可以使船舶在单位时间内消耗的燃料最少。
(3)可以使船舶微速稳定航行,主机保持在高转速时也可通过降低螺距以获得极慢的航速,完全不受主机最低稳定转速的限制。
这在船舶航行中的操纵避碰方面是一个极大的优势。
(4)改善船舶操纵性能。
(5)有利于主机驱动辅助负荷(轴带发电机等)。
(6)延长了发动机的寿命。
(7)便于实现遥控。
由于可调螺距螺旋桨适合多工况船舶,所以我厂某特种船采用了调距桨,此船双机双桨,每台主机最大转速为1600rpm,每台最大输出功率为1500kW,螺旋桨直径D为2600mm,设计吃水为4.6米。
表1表2此船的调距桨具有两种运行模式,一是恒定转速模式,具体参数见表1,顾名思义,恒定转速模式就是把主机及螺旋桨的转速固定住(主机和螺旋桨通过变速箱实现转速变化,转速比是一定的),通过调节调距桨螺距来改变船的航速及主机功率。
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可调螺距螺旋桨
可调螺距螺旋桨(简称调距桨)由桨叶、桨毂机构、配油器、液压系统及电子遥控系统等五大部件或系统组成。
在驾驶室操作控制杆,电液伺服控制系统通过配油机构,将方向和油量都受控制的高压油输入到位于螺旋桨桨毂中的伺服油缸,并通过转叶机构,驱动桨叶,在全正车和全倒车范围内,无级调节螺距角。
对于任一划定的螺距角,由主机驱动的以某一转速运转的螺旋桨将吸收的扭矩转化为推船前进的力或拉船倒退的力。
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。
可调螺距螺旋桨的桨叶不固定在桨毂上,围绕垂直于桨轴的轴线滚动。
利用桨毂内的操作机构滚动桨叶,改变螺距角,从而改变推力的大小和方向,以适应舰艇前进、撤退退却、休止和变速等要求。
可调螺距螺旋桨可在不同航行工况下充分利用主机的功率和转速,利用无级变速,但构造复杂,造价高,维修难度大。
定距螺旋桨结构简朴、经济安全,但不能在多种工况下充分施展。
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调距螺旋桨通过设置于桨中的操纵机构使桨叶能够相对于桨转动而调节螺距的螺旋桨,称为可调螺距螺旋桨。
据记载,大约在一个半世纪以前,在帆船上首先开始装置蒸汽机和螺旋桨时就产生了应用可转动叶瓣的螺旋桨的观念,这些船舶在没有风力时,借机器和螺旋桨来航行。
在风里足够时,停机而靠风力来航行,在风帆航行的状态下,停止的螺旋桨会产生相当大的阻力,此时转动螺旋桨的叶瓣将阻力最小,到1884年英国人符特科洛夫脱研究的一只调距螺旋桨得到实际应用。
后来调距螺旋桨在内燃机船舶也得到应用,那时的蒸汽机和内燃机还没有建立转向装置。
是通过调距螺旋桨达到换向目的而引起人们的兴趣。
由于某些船舶的航行状态经常需要变更(如军舰的巡航航速和最高航速,拖轮和渔船的自由航行与拖拽航行),一些船舶因增加吃水、风浪中航行及污底等影响而降低航速,而港内拖轮、渡轮、破冰船等对操纵性能要求较高,这些都对调距桨的发展提出了要求。
近几十年来调距桨的技术发展较快,已被广泛应用于各种商船和军舰。
20世纪30年代是调距桨发展的新时期,1934年瑞士爱舍维斯(Escher—Wyss)公司首次将调距桨装在一艘184kW(250马力)的游艇艾彩尔(Etzel)号上,1936年挪威的列爱思(Liaacn)公司生产了其第一套调距桨,1937年瑞典的卡米瓦(Kamewa)公司开始生产了其第一套调距桨装在110kW(150马力)的湖泊帆船上。
之后英国的罗托尔(Rotol)公司、美国的摩根史密斯(Morgen Smith)公司、荷兰的列泼斯(Lipes)公司等也相继开发了具有各自特点的螺旋桨。
1963年的瑞典的Kamewa公司制造了当时世界上最大的调距桨(桨重28.5吨,桨直径5.8米)安装在25000吨散货船Sliver Isle号上,主机功率7281kW(9900马力)。
1974年瑞士的Escher—Wyss公司在日本川崎工厂生产了当时世界上最大的调距桨,功率为3338kW(45300马力),直径7.2米安装在澳大利亚国家轮船公司的《澳洲企业》号集装箱船上。