CN106428416A - 一种螺旋桨切割修改提高转速余量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋桨切割修改提高转速余量方法，包括：选择6级风浪的海况下试航，检验螺旋桨偏重程度，测试主机在不同功率时的轴功率、转速、航速以及油耗，描绘出功率航速曲线和转速航速曲线；结合螺旋桨敞水试验以及船模试验数据分析，找出螺旋桨偏重的量；在原有螺旋桨图纸上，对螺距和盘面比进行微量调整；根据修改后的螺旋桨图纸，制作样板卡模；将螺旋桨固定在专用的工装上；根据修改后的螺旋桨图纸和样板卡模对不同受损情况的螺旋桨的修改应用不同的方法进行修改螺旋桨的盘面比和螺距；测量螺距；静平衡试验。本发明的有益效果是：螺旋桨的修改，大大节省了造船的成本，既满足了船东对船舶的能耗指数的要求，又满足了排放环保的问题。

Description

一种螺旋桨切割修改提高转速余量方法
技术领域
本发明涉及先进制造与自动化的高技术船舶与海洋工程装备设计制造技术领域，尤其涉及船舶与海洋工程核心配套装备设计制造的一种螺旋桨切割修改提高转速余量方法。
背景技术
随着人类环保意识提高，碳排放税的征收氮氧化物和硫氧化物控制区的扩大，船东对船舶的能耗指标要求越来越高，迫使设计者在主机选型及螺旋桨设计时的轻转余量都很小，这就为螺旋桨偏重埋下了隐患。
船舶阻力一般通过水池试验测所得，是无风无浪的环境，如果设计预留3％-4％的轻转余量，在航行中遇到风浪，就会出现螺旋桨偏重，转速上不去的问题。
船舶投入营运后，又由于螺旋桨及船底表面附着有海生物，使得船体粗糙度增加，阻力上升，螺旋桨偏重，同样会带来转速上不去的问题。
螺旋桨偏重，就出现超过扭矩限制线，爆缸压力增加，排气温度上升，油耗增加。实际运营时一般降低螺旋桨转速，使之不超过扭矩限制线，这使主机功率不能充分发挥。就急需一种解决办法，使得船、机、桨匹配就是将三者调整到一个合理范围内，除了清理船体污垢，还需要修改螺旋桨，从根本上降低螺旋桨负荷，增加转速余量，使螺旋桨达到最佳推进效率。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，以供满足从根本上降低螺旋桨负荷，增加转速余量。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种螺旋桨切割修改提高转速余量方法，所述改装方法包括：。
J.选择6级风浪的海况下试航，检验螺旋桨偏重程度，测试主机在不同功率时的轴功率、转速、航速以及油耗，记录下数据；
K.对试航所记录的数据进行整理，描绘出功率航速曲线和转速航速曲线；
L.功率航速曲线和转速航速曲线结合螺旋桨敞水试验以及船模试验数据分析，找出螺旋桨偏重的量；
M.在原有螺旋桨图纸上，对螺距和盘面比进行微量调整，将螺旋桨的推进效率控制在突变点之前，使得修改后螺旋桨轻转余量增加，推进效率不变，轴功率落在扭矩控制线以内；
N.根据修改后的螺旋桨图纸，制作样板卡模；
O.将螺旋桨固定在专用的工装上；
P.根据修改后的螺旋桨图纸和样板卡模对不同受损情况的螺旋桨的修改应用不同的方法进行修改螺旋桨的盘面比和螺距；
Q.测量螺距；
R.静平衡试验；
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
优选地，6级风浪的海况下试航，检验螺旋桨偏重程度，测试主机在50％/75％/85％以及100％功率时的轴功率、转速、航速以及油耗，为最优。
进一步，不同受损情况的螺旋桨的修改包括：桨叶弯曲的修改、桨叶裂纹的修改、桨叶空泡腐蚀修改、嗡鸣的修改以及桨叶表面严重腐蚀的修改。
进一步，测量螺距时先检测桨叶叶背、叶面打磨情况，染色探伤合格，抗呜边的修复。
进一步，桨叶弯曲的修改，一般如弯曲不严重，可采取局部加热，用榔头捶击修复，但修复后必须退火，常用厚的石棉布覆盖在被捶击部位，以消除残余应力，如修复后在原来部位再发生类似现象，则应切除弯曲部分，叶形轮廓重新修复。
进一步，桨叶裂纹的修改，补裂纹时，要开坡口再焊补，并要采取有效的退火措施。如裂纹较短又来不及进坞修理，用钻止裂孔救急。
进一步，桨叶空泡腐蚀修改，叶背和叶轮廓受损的修复，要结合修改图纸，进行直径、随边切割，表面打磨后再进行焊补，并要采取有效的退火措施。
本发明的有益效果是：螺旋桨的修改，大大节省了造船的成本，既满足了船东对船舶的能耗指数的要求，又满足了排放环保的问题，解决了缸内爆缸的压力、油耗的增加及螺旋桨偏重的问题，降低了螺旋桨的负荷，增加了转速，将船机桨三者合理匹配，达到了最佳的推进功率。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例选取螺旋桨切割修改提高转速余量对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，所述螺旋桨切割修改提高转速余量方法包括：
A.选择6级风浪的海况下试航，检验螺旋桨偏重程度，测试主机在不同功率时的轴功率、转速、航速以及油耗，记录下数据；
B.对试航所记录的数据进行整理，描绘出功率航速曲线和转速航速曲线；
C.功率航速曲线和转速航速曲线结合螺旋桨敞水试验以及船模试验数据分析，找出螺旋桨偏重的量；
D.在原有螺旋桨图纸上，对螺距和盘面比进行微量调整，将螺旋桨的推进效率控制在突变点之前，使得修改后螺旋桨轻转余量增加，推进效率不变，轴功率落在扭矩控制线以内；
E.根据修改后的螺旋桨图纸，制作样板卡模；
F.将螺旋桨固定在专用的工装上；
G.根据修改后的螺旋桨图纸和样板卡模对不同受损情况的螺旋桨的修改应用不同的方法进行修改螺旋桨的盘面比和螺距；
不同方法的修改包括：切割叶稍，减少螺旋桨直径，降低盘面比，从而达到降低螺旋桨负荷的目的；打磨随边和桨叶厚度，调整螺距，减轻螺旋桨的负荷，降低扭矩；根据实际情况采取不同的方法或者两者结合使用。
桨叶随边如果碰到暗礁和水面，使得靠近叶稍的随边朝叶面卷曲，且每个叶片都在同一位置，有相同范围和形状的弯曲。一般如弯曲不严重，可采取局部加热，用榔头捶击修复，但修复后必须退火，常用厚的石棉布覆盖在被捶击部位，以消除残余应力，如修复后在原来部位再发生类似现象，则应切除弯曲部分，叶形轮廓重新修复。
在表观检查时，如发现铸造缺陷后，用焊补方法纠正，由于局部金相变化会引起裂纹，采用的焊条不当或施焊后不退火也要产生裂纹；再如在冷态下用鎯头捶击桨叶，也易有裂纹产生。还有水动力作用引起的裂纹，补裂纹时，要开坡口再焊补，并要采取有效的退火措施。如裂纹较短又来不及进坞修理，也有钻止裂孔救急。
在表面检查时，常常发现在导边附近叶背有严重的空泡腐蚀，逐渐成布满砂眼的泡沫状表面凹凸不平，该处叶片轮廓边缘也成为极为粗糙的锯齿形。对于叶背和叶轮廓受损的修复，要结合修改图纸，进行直径、随边切割，表面打磨后再进行焊补，并要采取有效的退火措施。
如桨叶的固有频率和随边后泄出的卡门涡列频率相同产生共鸣，造成有害船员健康和工作的鸣音，在随边修抗呜边修改掉，因此在桨叶切割、打磨、修补好后，仍应在随边相应部位修复抗呜边。
由于桨叶表面因腐蚀严重，叶背有较大范围的弧坑，轮廓边缺损，螺距仪划线规划出半径线后，弦长很难准确测量，这时要找出轮廓形状较完整的部位作测量起点，将现有实际弦长与图纸对照，最后确定随边切割线，切割叶梢也应保证切割后的半径，再确定切割部分。特别要注意导边、随边端圆半径尽量符合图纸要求。
H.测量螺距；
测量螺距前，先应检查桨叶叶背、叶面打磨情况，染色探伤合格，抗呜边修复，再进行指定半径的局部螺距测定。如用螺距规，可测出每个半径导边和随边端点的高度差△h，通过计算，求出每个半径的局部螺距，再求出算术平均值，局部螺距Hr的求法如下：
式中：为每个半径导边和随边端点的高度差，由螺距仪划线规测量。
AB为计算中直角三角形一直角边。
弦长，在划出半径后直接测量得到。
由上式可知，△h和弦长测出后，就可计算各半径螺距变化情况。
I.静平衡试验；
修改完工、螺距测定后，应进行静平衡试验。试验前，可根据ISO/R484有关不平衡重量计算公式，事先算出允许的不平衡重。所用公式如下：
P＝Cm/RN2
P为允许的不平衡重量(kg)
m为桨叶重量(kg)
R为桨叶半径(m)
N为桨叶每分钟转数rpm
C为按精度等级而定的因子
高精度 C＝25
中等精度 C＝40
静平衡试验时，可检查其实际重是否等于或小于允许的值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种螺旋桨切割修改提高转速余量方法，其特征在于，包括：
A.选择6级风浪的海况下试航，检验螺旋桨偏重程度，测试主机在不同功率时的轴功率、转速、航速以及油耗，记录下数据；
B.对试航所记录的数据进行整理，描绘出功率航速曲线和转速航速曲线；
C.功率航速曲线和转速航速曲线结合螺旋桨敞水试验以及船模试验数据分析，找出螺旋桨偏重的量；
D.在原有螺旋桨图纸上，对螺距和盘面比进行微量调整，将螺旋桨的推进效率控制在突变点之前，使得修改后螺旋桨轻转余量增加，推进效率不变，轴功率落在扭矩控制线以内；
E.根据修改后的螺旋桨图纸，制作样板卡模；
F.将螺旋桨固定在专用的工装上；
G.根据修改后的螺旋桨图纸和样板卡模对不同受损情况的螺旋桨的修改应用不同的方法进行修改螺旋桨的盘面比和螺距；
H.测量螺距；
I.静平衡试验。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，其特征在于，6级风浪的海况下试航，检验螺旋桨偏重程度，测试主机在50％/75％/85％以及100％功率时的轴功率、转速、航速以及油耗。
3.根据权利要求1所述的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，其特征在于，不同受损情况的螺旋桨的修改包括：桨叶弯曲的修改、桨叶裂纹的修改、桨叶空泡腐蚀修改、嗡鸣的修改以及桨叶表面严重腐蚀的修改。
4.根据权利要求1所述的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，其特征在于，测量螺距时先检测桨叶叶背、叶面打磨情况，染色探伤合格，抗呜边的修复。
5.根据权利要求3所述的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，其特征在于，桨叶弯曲的修改，一般如弯曲不严重，可采取局部加热，用榔头捶击修复，但修复后必须退火，常用厚的石棉布覆盖在被捶击部位，以消除残余应力，如修复后在原来部位再发生类似现象，则应切除弯曲部分，叶形轮廓重新修复。
6.根据权利要求3所述的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，其特征在于，桨叶裂纹的修改，补裂纹时，要开坡口再焊补，并要采取有效的退火措施。如裂纹较短又来不及进坞修理，用钻止裂孔救急。
7.根据权利要求3所述的螺旋桨切割修改提高转速余量方法，其特征在于，桨叶空泡腐蚀修改，叶背和叶轮廓受损的修复，要结合修改图纸，进行直径、随边切割，表面打磨后再进行焊补，并要采取有效的退火措施。
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CN107186430A (zh) * 2017-06-15 2017-09-22 华南理工大学广州学院 一种智能无人机螺旋桨修剪机及其修剪方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨佑宗: "螺旋桨切割对船舶推进性能的影响", 《船舶工程》 *
杨波: "修改随边提高螺旋桨转速技术的应用", 《交通节能与环保》 *
陈达权: "提高旧船螺旋桨转速的一些实用方法", 《交通部上海船舶运输科学研究所学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107186430A (zh) * 2017-06-15 2017-09-22 华南理工大学广州学院 一种智能无人机螺旋桨修剪机及其修剪方法

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