陳順陽（華南造船廠（江門）有限公司,廣東 江門 529100）

船舶螺旋槳故障原因的分析與探討

陳順陽
（華南造船廠（江門）有限公司,廣東 江門 529100）

本文對螺旋槳故障的種類進(jìn)行了羅列，并將這些故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，如船舶螺旋槳纏繞漁網(wǎng)的故障、螺旋槳與附屬部件接觸點(diǎn)的摩擦、螺旋槳葉斷裂造成的失衡、槳葉變形、螺旋槳鳴音、螺旋槳?dú)馕g等。

船舶；螺旋槳；故障

1 引言

船舶的螺旋槳將產(chǎn)生的推力傳給船本身，它是把發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的力矩轉(zhuǎn)換成動能的部件。如果螺旋槳發(fā)生故障，船舶的正常行進(jìn)將受到不同程度的影響，在發(fā)生不同的故障時(shí)，處理的方法有所不同，選擇合適的方法要基于對故障的合理分析，也就是說原因分析也非常重要，原因分析的準(zhǔn)確與否直接影響判斷故障種類的結(jié)果，本文對船舶螺旋槳故障原因進(jìn)行了分析和探討[1]。

2 船舶螺旋槳故障種類及原因分析

2.1 船舶螺旋槳纏繞漁網(wǎng)的故障

螺旋槳經(jīng)常被漁網(wǎng)纏繞，這種情況發(fā)生后會使螺旋槳的力矩增加，從而造成了發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增加，當(dāng)超負(fù)荷進(jìn)行工作地時(shí)候，很有核能會蹩停軸系或螺旋槳，使得螺軸系與旋槳槳葉損壞、變形，有時(shí)會產(chǎn)生軸系振動噪聲變大。當(dāng)軸系出現(xiàn)基于轉(zhuǎn)速極品的沖擊信號時(shí)，證明軸系機(jī)械工作運(yùn)行不正常，在這種情況下，需要對軸系或螺旋槳進(jìn)行進(jìn)一步檢查，找到?jīng)_擊信號的原由，這時(shí)有可能發(fā)生以下故障：

（1）罩鰭片發(fā)生變形；

（2）軸系艉軸法蘭磨損或損壞；

（3）艉軸承固定六角螺栓損壞或缺失；

（4）聯(lián)軸節(jié)連接法蘭發(fā)生移位；

（5）推力軸承倒車推力塊受損；

（6）軸系振動噪聲增大，這種情況一方面是因?yàn)闈O網(wǎng)殘片堵塞柱軸承的冷卻水通道，再一就是軸系聯(lián)軸節(jié)法蘭移位使得軸系部件發(fā)生松動[2]。

2.2 螺旋槳與附屬部件接觸點(diǎn)的摩擦

由于艉軸工作環(huán)境相對復(fù)雜，軸承與艉軸有時(shí)因?qū)χ袧櫥Ч?、間隙不理想等原因致使軸系振動而產(chǎn)生較大聲響，也可能是因?yàn)槠涿芊庋b置安裝方法不對、槳葉與槳葉導(dǎo)流罩、艉軸保護(hù)罩與螺旋槳槳轂接觸等原因產(chǎn)生聲響。螺旋槳和附屬部件的接觸點(diǎn)有可能出現(xiàn)在螺旋槳槳轂與艉軸保護(hù)罩處，在進(jìn)塢檢查時(shí)，應(yīng)確保該處有足夠大的間距，將靠近槳轂處的保護(hù)罩進(jìn)行適當(dāng)切除，從而保證不會再出現(xiàn)接觸摩擦[3]。

2.3 螺旋槳葉斷裂造成的失衡

當(dāng)船體在平靜的江面上行駛時(shí)， 瞬間發(fā)生船體劇烈的振動時(shí)，船員一般會減速航行， 振動會有所減弱， 持續(xù)減速， 振動變小[4]。

該種情況原因分析： 該種情況的發(fā)生很有可能是螺旋槳葉已經(jīng)斷掉， 使得螺旋槳失掉了平衡， 使得船體發(fā)生劇烈的振動。 一般這種情況有可能是因?yàn)槁菪龢牧闲阅懿?、鑄造缺陷，或者螺旋槳葉被嚴(yán)重腐蝕、 水中生物污染或者螺旋槳葉碰到纜繩、礁石等物體使得螺旋槳葉的剝蝕、斷裂、變形等原因， 導(dǎo)致了螺旋槳各槳葉重心不穩(wěn) 失去了平衡， 敲擊到艉軸，造成軸系或船體發(fā)生很嚴(yán)重地振動。

對于這種情況發(fā)生時(shí)要利用接補(bǔ)的方法把斷裂的槳葉進(jìn)行修復(fù)，對表面的裂紋、穴蝕、腐蝕等缺陷進(jìn)行系統(tǒng)的修補(bǔ)，把變形校正回來，再者，要對靜平衡性、螺旋槳的螺距等進(jìn)行質(zhì)量的檢驗(yàn)，同時(shí)要滿足相關(guān)范的要求。

2.4 槳葉變形

螺旋槳在工作時(shí)，槳葉與水產(chǎn)生作用力，使得水體對船體產(chǎn)生反作用力，這樣才使船體前進(jìn)。槳葉在長期的使用過程中，由于材質(zhì)的不同，疲勞極限也不同，材質(zhì)發(fā)生變形及斷裂都是在隨著時(shí)間的延長而直到產(chǎn)生這種情況，而除了這種作用力以外，仍有很多不確定因素，如水體的侵蝕使得槳葉厚度變薄， 這種厚度的變薄使得槳葉變形量增加。

2.5 螺旋槳鳴音

螺旋槳的鳴音是由于槳葉隨邊發(fā)放漩渦的頻率和槳葉振動最大振幅結(jié)構(gòu)響應(yīng)的頻率一致引起的，這些能量使得槳葉發(fā)生自激振動。要想將鳴音減弱有如下方法：

（1）修削槳葉的隨邊。要改變發(fā)放頻率首先要改變槳葉尾邊的厚度，尾邊的結(jié)構(gòu)形態(tài)會影響發(fā)放渦的頻率與強(qiáng)度，也決定了形成的渦街橫向與縱向間距比。但不同把消除鳴音作為唯一的目的，因?yàn)槲簿壉幌魅醯眠^薄會影響其強(qiáng)度，造成強(qiáng)度的降低以至于不能滿足工作需要。

（2）增加槳葉的阻尼。使用高阻尼的材料制造螺旋槳也可以消除鳴音。

（3）在槳葉葉背隨邊的附近，剖面弦長的1/15左右位置，沿著徑向等間距地固定一些小的金屬材質(zhì)的突出體，并將其做成半圓形。

（4）將槳葉隨邊換成鋸齒形的結(jié)構(gòu)，齒形高度為弦長的7%左右，齒形底邊與齒高相等。

2.6 螺旋槳?dú)馕g

螺旋槳在工作中，如果氣穴在其表面附近，槳葉材質(zhì)會因?yàn)槭艿揭簤鹤矒舻拈L期持續(xù)作用力，從而出現(xiàn)坑點(diǎn)的腐蝕。氣蝕往往產(chǎn)生振動和噪聲，而且在金屬表面會出現(xiàn)點(diǎn)狀的腐蝕，嚴(yán)重時(shí)可使得槳葉穿孔或破裂，造成整個(gè)螺旋槳重心不穩(wěn)，產(chǎn)生振動和噪音。解決這些問題的方法如下：

（1）改進(jìn)槳葉結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，增加過流面積，減少葉片的厚度，使葉片的形狀變成流線型的形狀。

（2）增大槳葉的進(jìn)口角度，減少葉片的彎曲，從而減少葉片阻塞。

（3）槳葉材質(zhì)更換成抗氣蝕的材料，比如具有高硬度、強(qiáng)度、韌性的材料，同時(shí)其化學(xué)穩(wěn)定性要好。

3 結(jié)束語

船舶螺旋槳發(fā)生的故障是一種常態(tài)化的故障，不同船舶不同材質(zhì)的螺旋槳由于在工作中的情況存在差異而不能等同地去分析其故障產(chǎn)生的原因，在具體處理故障及分析時(shí)應(yīng)把實(shí)際水面情況及螺旋槳周圍部件的工作情況都有考慮進(jìn)去，避免憑借經(jīng)驗(yàn)來判斷故障原因。

[1]黃輝，儲建新，沈愛弟.基于定子電流的電力推進(jìn)船舶螺旋槳故障診斷[J].中國航海，2014,37(03):28-31.

[2]刁愛民，田靜.某型特種船舶螺旋槳纏繞漁網(wǎng)的故障特征分析及處理方法[J].中國修船，2014(27):26-28.

[3]趙志均.船舶檢驗(yàn)中常見的機(jī)械問題及相關(guān)解決辦法[J].大科技，2014(03):158.

[4]張立冬.船舶軸系異常噪聲分析及控制[J].中國水運(yùn),2014(09):164-165.