船用螺旋桨平衡仪综述.doc

移动式2T船用螺旋桨静平衡仪综述 摘要:就螺旋桨不平衡过大带来的危害、传统的平衡轴挂重法的弊端，并由 此介绍介绍一种采用球面静压液压支承的船用螺旋桨静平衡仪，给出了采用电子 称重和角位移确定螺旋桨不平衡质量及方位的检测方法，提高了检测精度。 关键词：螺旋桨；静平衡；平衡轴挂重法；静压支承 A Survey on Static Balance Machine with Hydrostatic Bearing for Marine Propeller Abstract： This paper tells the harm from unbalanced propeller and malpractice from traditional weight - hanging on balancing shaft., and introduce static balanee machine for large -scale marine propeller, which in eludes hydrostatic bearing- Finally, a method to measure the unbalancing mass and its position is discussed, in which electronic weigher and angular displacement sensor are used. Key words : Propeller ;Static balance ;Weight - hanging on balancing shaft; hydrostatic bearing 1引言 新造螺旋桨由于铸造及加工误差方面的原因，如叶片的厚度、宽度、叶片间夹角、 叶片后倾角的误差；修理的螺旋桨，由于出厂时遗留的上述误差，以及经过实际 使用，使各桨叶倾角、螺距因时效作用发生变化，由于材料的化学性质、机械性 能的不均匀性，结果使得各叶片化学腐蚀、空泡气蚀、磨损等呈现不均衡，桨叶 损伤修补，割边后打磨处理不半，这些均会造成螺旋桨重心与桨毂屮心轴线合。 二者的偏心距e成为螺旋桨工作吋产生振动的一个原因。螺旋桨运转吋的性质动 不平衡。但由于螺旋桨的转速不高，长径比不大，在实用屮除非有特殊要求对其 作动平衡试验外，一般只作静平衡检验，将实际存在的不平衡控制在允许的范 围内。螺旋桨的静平衡检验有两种方法，一是平衡轴挂重法，二是球面液体静丿力 轴承电子秤法。冃前国内大多数船厂仍一直延用平衡轴挂重法，而后一种较先进 的方法，由于技术、资金、习惯或是观念上的原因却鲜有采用。 2不平衡质量产生的危害 设直径D = 2 R ( R为螺旋桨半径，单位m)的螺旋桨某叶片叶梢处存在不平衡 质量Pa (单位kg),螺旋桨额定转速为n (单位i7 min),那么当螺旋桨在额定转 速下运转时，不平衡质量旳产生的惯性离心力F为 F 二 PaR (Jin/ 30) 2 (1) 力F的方向位于不平衡质量所在的旋转平面内，由桨屮心指向不平衡质量的瞬吋 所在点(见图1)。 、T 图1不平衡质量的作用力 力F在水平方向和铅垂方向的分力分别为 Fx = Feos 9 = Feos 31 (2) Fy = Fsi二 Fsin3t (3) 式屮：oj=jin/ 30 ,为螺旋桨转动角速度。 由(2)、(3)式知，螺旋桨不平衡质量所产生的惯性离心力，通过桨毂传递到螺 旋桨轴上，它在水平方向和铅垂方向的分量按正弦或余弦规律变化。其极值为F 和-F,即波动范围为2 F。现举例验算力F的量级。某轮螺旋桨，质20 t , 半径R = 3 m ,额定转速n = 150 r/ min ,螺旋桨级别为2级。在国际ISO标 准屮，叶梢处允许的最大不平衡质量[P ] = 11. 85 kg ,按此值代入(1)式得 F = 11. 85 X3 X (Ji X 150/ 30) 2 = 8763 (N)则 2 F = 1. 75 X 104 N 可 见即使螺旋桨的不平衡质量在允许的范围内，它所产生的惯性离心力也是一个不 容忽视的量值。这种惯性离心力主要引起如下几方面的危害。 使牌轴承负荷产生脉动，如图2所示，破坏轴承液体润滑膜的形成，使轴 承和舱轴颈磨损加快。 不平衡质塑相位句 图2靛轴承负荷的波动 引起轴系振动，使轴及轴承的受力趋于恶化。 由于润滑不良，使轴与轴承的摩擦增加，以及轴系的振动，使轴系的传动效 率下降。 振动使焜轴密封装置易发生泄漏和损坏。如果螺旋桨实际存在的不平衡质量 超出了某种程度，当它的作用与螺旋桨桨叶的水动力作用的不均衡和轴的弯曲、 轴的固有振荡频率等因索发牛叠加吋，无疑会使上述危害加剧，因此，必须对 螺旋桨的不平衡质量加以控制。 3平衡轴挂重法的弊端 如