歐禮堅(jiān)++李德玉++歐家銘++徐海汐

摘 要：通過(guò)對(duì)亞龍X輪案例分析，發(fā)現(xiàn)螺旋槳削邊技術(shù)不但可以?xún)?yōu)化船機(jī)槳的匹配，而且可以減小因螺旋槳脈動(dòng)壓力偏大引起的船體局部振動(dòng)。對(duì)于因螺旋槳脈動(dòng)壓力偏大引起局部振動(dòng)偏大的營(yíng)運(yùn)船舶，可采用螺旋槳削邊技術(shù)減小螺旋槳直徑，增大螺旋槳葉稍與船底的距離，從而減低螺旋槳表面力和減小船體局部振動(dòng)。

關(guān)鍵詞： 螺旋槳；削邊；減振

中圖分類(lèi)號(hào)：U661.313 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Analysis and Application of Vibration Reduction by Edge-Cutting of Propeller

OU Lijian1 ，LI Deyu1 ，OU Jiaming2 ，XU Haixi3

（1.South China University of Technology， Guangzhou， 5106401；2.Guangzhou Lijian Ship Engineering Co.， Ltd ， Guangzhou， 5106402）

Abstract： Through the application in the ship Yalong X， it is found that technical reconstruction of edge-cutting of propeller can not only match the ship with paddles， but also reduce local vibration of the ship which is caused by propellers fluctuating pressure. The technique of edge-cutting of propeller can be applied to the ships with too large local vibration because of too large propellers fluctuating pressure to reduce the diameter of propellers， increase the distance between the tip and bottom and thus reduces propellers surface force and local vibration of the ship.

Key words： Propeller； Edge-cutting； Vibration reduction

1 引言

亞龍X輪設(shè)計(jì)因受船舶長(zhǎng)度的限制，尾部線(xiàn)型去流段較短、梯度變化較大，尾流場(chǎng)伴流非常不均勻，舵效差，船舶進(jìn)出港操縱較困難。為了提高船舶進(jìn)出港的安全性，需提高船舶低速時(shí)的舵效。因此，亞龍X輪于2011年11月塢修期間安裝了前置補(bǔ)償導(dǎo)管，船舶進(jìn)出港舵效有了顯著的提高，但船舶正常航行時(shí)船體振動(dòng)比原來(lái)顯著增大，船長(zhǎng)和輪機(jī)長(zhǎng)房間及駕駛臺(tái)尤為明顯，并產(chǎn)生不明的耳鳴聲音。

經(jīng)過(guò)綜合分析，船尾及上層建筑的局部振動(dòng)增大，主要是由于螺旋槳脈動(dòng)壓力增大而引起的。螺旋槳脈動(dòng)壓力一般不會(huì)激起船體梁垂向振動(dòng)，但可激起尾部振動(dòng)、上層建筑振動(dòng)和局部振動(dòng)。船上90%的振動(dòng)現(xiàn)象是由螺旋槳脈動(dòng)壓力引起的，特別是在螺旋槳上方區(qū)域，往往由于螺旋槳脈動(dòng)壓力而激起局部結(jié)構(gòu)共振或強(qiáng)迫振動(dòng)，進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)疲勞破壞或居住舒適性降低。此外，亞龍X輪螺旋槳設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為161 r/min，營(yíng)運(yùn)多年后螺旋槳轉(zhuǎn)速下降到135 r/min， 船機(jī)槳的匹配已偏離最佳工況點(diǎn)，螺旋槳偏重。

采用螺旋槳削邊技術(shù)不但可以改善老舊船的船機(jī)槳匹配，而且可顯著減小因螺旋槳脈動(dòng)壓力引起的船體尾部或上層建筑的局部振動(dòng)。通過(guò)采用減小直徑法進(jìn)行螺旋槳削邊后，螺旋槳葉稍與船底之間的距離將增大，使船體承受因螺旋槳引起的脈動(dòng)壓力減少，因而可減小船體局部振動(dòng)。

2.螺旋槳削邊引起表面力變化的分析

2.1 螺旋槳表面力的計(jì)算方法

螺旋槳脈動(dòng)壓力分為無(wú)空泡螺旋槳在船體表面引起的壓力及因空泡引起的壓力兩個(gè)部分。

3 實(shí)例分析及應(yīng)用

亞龍X輪螺旋槳削邊后，螺旋槳直徑由3.9 m下降到3.75 m，直徑減少了3.85%。螺旋槳削邊后，可保持螺旋槳轉(zhuǎn)速不變；也可以保持航速基本不變，但轉(zhuǎn)速提高2.88 r/min。削邊前后，螺旋槳脈動(dòng)壓力引起的表面力計(jì)算結(jié)果如表1。

由表1可見(jiàn)， 亞龍X輪螺旋槳削邊后，若保持螺旋槳轉(zhuǎn)速不變，表面力可下降17.86%；若轉(zhuǎn)速提高2.88 r/min，保持航速基本不變，表面力可下降11.25%。 亞龍X輪螺旋槳削邊技術(shù)改造于2014年11月日完工，船機(jī)槳匹配改善達(dá)到了預(yù)期。船舶正常航行時(shí)船體振動(dòng)顯著減小，船長(zhǎng)和輪機(jī)長(zhǎng)房間及駕駛臺(tái)振動(dòng)也明顯減少，不明的耳鳴聲音消失，船公司及船員十分滿(mǎn)意。

4 結(jié)論

螺旋槳削邊技術(shù)不但可以?xún)?yōu)化船機(jī)槳的匹配，而且可以減小因螺旋槳脈動(dòng)壓力偏大引起的船體局部振動(dòng)。對(duì)于因螺旋槳脈動(dòng)壓力偏大引起局部振動(dòng)偏大的營(yíng)運(yùn)船舶，可采用螺旋槳削邊技術(shù)減小螺旋槳直徑，增大螺旋槳葉稍與船底的距離，從而減低螺旋槳表面力和減小船體局部振動(dòng)。

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