船用螺旋槳平衡儀綜述

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1、移動(dòng)式2T船用螺旋槳靜平衡儀綜述摘要:就螺旋槳不平衡過(guò)大帶來(lái)的危害、傳統(tǒng)的平衡軸掛重法的弊端,并由此介紹介紹一種采用球面靜壓液壓支承的船用螺旋槳靜平衡儀，給出了采用電子稱重和角位移確定螺旋槳不平衡質(zhì)量及方位的檢測(cè)方法，提高了檢測(cè)精度。關(guān)鍵詞：螺旋槳；靜平衡；平衡軸掛重法；靜壓支承ASurveyonStaticBalanceMachinewithHydrostaticBearingforMarinePropellerAbstract：Thispapertellstheharmfromunbalancedpropellerandmalpracticefromtraditionalw

2、eight-hangingonbalancingshaft.,andintroducestaticbalancemachineforlarge-scalemarinepropeller，whichincludeshydrostaticbearing．Finally,amethodtomeasuretheunbalancingmassanditspositionisdiscussed，inwhichelectronicweigherandangulardisplacementsensorareused．Keywords：Propeller;Staticbalance;Weight

3、-hangingonbalancingshaft;hydrostaticbearing1引言新造螺旋槳由于鑄造及加工誤差方面的原因,如葉片的厚度、寬度、葉片間夾角、葉片后傾角的誤差;修理的螺旋槳,由于出廠時(shí)遺留的上述誤差,以及經(jīng)過(guò)實(shí)際使用,使各槳葉傾角、螺距因時(shí)效作用發(fā)生變化,由于材料的化學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性能的不均勻性,結(jié)果使得各葉片化學(xué)腐蝕、空泡氣蝕、磨損等呈現(xiàn)不均衡,槳葉損傷修補(bǔ),割邊后打磨處理不當(dāng),這些均會(huì)造成螺旋槳重心與槳轂中心軸線合。二者的偏心距e成為螺旋槳工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的一個(gè)原因。螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的性質(zhì)動(dòng)不平衡。但由于螺旋槳的轉(zhuǎn)速不高,長(zhǎng)徑比不大,在實(shí)用中除非有特殊要求對(duì)其

4、作動(dòng)平衡試驗(yàn)外,一般只作靜平衡檢驗(yàn),將實(shí)際存在的不平衡控制在允許的范圍內(nèi)。螺旋槳的靜平衡檢驗(yàn)有兩種方法,一是平衡軸掛重法,二是球面液體靜壓軸承電子秤法。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)船廠仍一直延用平衡軸掛重法,而后一種較先進(jìn)的方法,由于技術(shù)、資金、習(xí)慣或是觀念上的原因卻鮮有采用。2不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的危害設(shè)直徑D=2R(R為螺旋槳半徑,單位m)的螺旋槳某葉片葉梢處存在不平衡質(zhì)量Pa(單位kg),螺旋槳額定轉(zhuǎn)速為n(單位r/min),那么當(dāng)螺旋槳在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),不平衡質(zhì)量Pa產(chǎn)生的慣性離心力F為　　　　F=PaR(πn/30)2(1)力F的方向位于不平衡質(zhì)量所在的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi),由槳中心指向不平衡質(zhì)

5、量的瞬時(shí)所在點(diǎn)(見圖1)。圖1不平衡質(zhì)量的作用力力F在水平方向和鉛垂方向的分力分別為　　　　Fx=Fcosθ=Fcosωt(2)　　　　Fy=Fsinθ=Fsinωt(3)式中:ω=πn/30,為螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。由(2)、(3)式知,螺旋槳不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性離心力,通過(guò)槳轂傳遞到螺旋槳軸上,它在水平方向和鉛垂方向的分量按正弦或余弦規(guī)律變化。其極值為F和-F,即波動(dòng)范圍為2F?，F(xiàn)舉例驗(yàn)算力F的量級(jí)。某輪螺旋槳,質(zhì)量m=20t,半徑R=3m,額定轉(zhuǎn)速n=150r/min,螺旋槳級(jí)別為2級(jí)。在國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)中,葉梢處允許的最大不平衡質(zhì)量[P]=11.85kg,按此值代入(1)式

6、得F=11.85×3×(π×150/30)2=8763(N)則　2F=1.75×104N可見即使螺旋槳的不平衡質(zhì)量在允許的范圍內(nèi),它所產(chǎn)生的慣性離心力也是一個(gè)不容忽視的量值。這種慣性離心力主要引起如下幾方面的危害。(1)使艉軸承負(fù)荷產(chǎn)生脈動(dòng),如圖2所示,破壞軸承液體潤(rùn)滑膜的形成,使軸承和艉軸頸磨損加快。圖2艉軸承負(fù)荷的波動(dòng)(2)引起軸系振動(dòng),使軸及軸承的受力趨于惡化。(3)由于潤(rùn)滑不良,使軸與軸承的摩擦增加,以及軸系的振動(dòng),使軸系的傳動(dòng)效率下降。(4)振動(dòng)使艉軸密封裝置易發(fā)生泄漏和損壞。如果螺旋槳實(shí)際存在的不平衡質(zhì)量超出了某種程度,當(dāng)它的作用與螺旋槳槳葉的水動(dòng)力作用的不均衡和軸

7、的彎曲、軸的固有振蕩頻率等因素發(fā)生疊加時(shí),無(wú)疑會(huì)使上述危害加劇,因此,必須對(duì)螺旋槳的不平衡質(zhì)量加以控制。3平衡軸掛重法的弊端如前所述,平衡軸掛重法測(cè)量螺旋槳靜平衡是目前船廠最常用的方法,雖然這種裝置較為直觀、簡(jiǎn)單,但仍有必要對(duì)它本身和如何使用有全面的了解。平衡軸掛重法測(cè)量裝置如圖3所示。進(jìn)行螺旋槳靜平衡試驗(yàn)時(shí),它們的組裝程序?yàn)?借助吊車將心軸3左端向下垂直立于地面平臺(tái)上→將錐形頂塊5滑套到心軸3上→用吊車將螺旋槳錐孔大端向下套到心軸上→依次裝上頂塊7、墊片8、螺母9并用專用扳手旋緊→使用吊車