宋健-调距桨

大连海事大学毕业论文二〇一〇年五月浅析调距桨操作规程与常见故障应对专业班级：轮机06-1班姓名：宋健指导教师：轮机工程学院内容摘要摘要：本文首先介绍了“育鲲”教学实习船可调螺距螺旋桨（CPP）的结构组成，进而从整个系统以及部分重要组件的角度详细分析了调距桨液压伺服系统工作原理，随后总结归纳了调距桨在各种工作状况下的操作规程，最后结合调距桨可能出现的故障提出了针对性的检查修理措施，力图对船舶现实运营管理有一定的裨益。关键词：调距桨、结构组成、液压伺服系统、操作规程、故障检修ABSTRUCT:Firstly,thisthesisintroducedtheconstructionoftheControllablePitchPropellerofDMUinternship“Yukun”,thenmadeaconclusionoftheoperatingproceduresinvariousworkingconditionafteradetailedanalysisofthehydraulicservosystemfromtheviewofthewholesystemandsomeimportantcomponents,atlastbroughtoutcheckandmaintenancemeasuresagainstvariousCPPmalfunctionssothatitcanhavesomeeffectsforthepracticaloperationandmanagement.KEYWORDS:CPP;construction;hydraulicservosystem;operatingprocedure;malfunctioni目录前言........................................................................11.VBS980调距桨系统的组成....................................................11.1VBS980调距桨的调距桨部分............................................21.2VBS980调距桨的轴系部分..............................................31.3VBS980调距桨的调距机构..............................................31.4VBS980调距桨的伺服液压系统..........................................41.5VBS980调距桨的遥控系统..............................................42.VBS980调距桨工作原理......................................................52.1调距桨液压伺服系统工作原理...........................................52.2调距桨配油器工作原理.................................................72.3调距桨比例调节阀工作原理.............................................82.4调距桨伺服油压调节阀的工作原理.......................................83．“育鲲”轮调距桨（CPP）操作规程...........................................93.1驾驶台或集控室的正常操作.............................................93.2驾驶台的辅助操作....................................................103.3CPP在泵站的现场手动操作............................................103.4CPP螺距应急设定的操作要点..........................................104.调距桨常见故障分析.......................................................114.1螺距控制故障........................................................114.1.1不能进行螺距调整..............................................114.1.2螺距只能单向调节..............................................124.1.3螺距不稳定....................................................124.1.4螺距调整指令反应缓慢..........................................124.1.5螺距有误差....................................................134.2液压系统构造性故障..................................................134.2.1水分渗入液压油中..............................................134.2.2液压油向外溢流................................................134.2.3重力油柜溢油..................................................134.2.4配油环漏油....................................................134.3异常噪声及振动......................................................14总结.......................................................................14【参考文献】................................................................141浅析调距桨操作规程与常见故障应对前言自第一台调距桨(ControllablePitchPropeller，简称CPP)在加拿大问世以来，调距桨随着机械制造业、液压技术、电子技术的发展而日臻完善，并在今天的航运市场上得到了广泛应用。我校校船“育鲲”轮是我国第一艘自行设计和建造的专用航海教学实习船，为了满足航海类专业学生的教学实习以及进行交通运输工程、航海技术和轮机工程等学科的科学研究和实船试验的需求，“育鲲”轮安装了丹麦MAN公司生产的VBS980型可调螺距螺旋桨（下简称VBS980调距桨），为四叶式桨、直径3800mm、螺旋桨设计工况点功率3996kW，对应转速170rpm。可调螺距螺旋桨即是桨叶螺旋面与桨毂可作相对转动的一种螺旋桨。它借助一套转叶机转动桨叶以达到改变螺旋桨螺距H的目的。对于桨径D一定的螺旋桨，则等于换了一个新的螺距比H/D，其性能也就发生了变化。与一般的定距桨相比，调距桨具有十分显著的特点，它的优缺点如下：优点：（1）对航行条件适应性强：在航行条件改变的情况下，可以通过调节螺旋桨的螺距比H/D，就可使主机保持发出最大功率的能力，因此船舶可获得较高的航速并获得较大的推力。（2）动力装置的经济性好：相较于定距桨唯一的效率线，调距桨有一条最佳n—H/D匹配曲线，可以兼顾螺旋桨效率和主机燃油消耗率，获得较好的经济性。（3）提高了船舶的机动性；除了靠改变主机转速调节船舶航速，还可以借助于螺旋桨叶片角度的改变,实现正车、倒车、停车以及航速变化，并且换向时间短、反向推力大、可实现船舶的无级调速。（4）有利于驱动辅助负载：主机以恒定的转速运转，对使用轴带发电机或使用轴带设备的船舶非常有利。（5）延长了发动机寿命：由于调距桨的变螺距功能,减少了主机起、停及改变转速的次数，以此减少了运动部件的磨损和受热部件的热疲劳损坏,大大延长主机的寿命,减少主机的维修时间和维修费用。（6）便于实现遥控：遥控系统功能强大、操作方便，驾驶员可以在驾驶台直接操纵控制手柄进行调距桨螺距的调节。缺点：（1）调距桨及轴系由于要安装螺距调节机构及遥控系统，因此构造复杂，造价比定距桨高；（2）由于桨毂中的转叶机构零件尤其是运动部件多，可靠性不及定距桨；（3）在相同情况下，调距桨由于桨毂部结构较定距桨复杂，使得其毂径比（d/D）较大。在相同的设计工况时，其效率要比定距桨低1%～3%。1.VBS980调距桨系统的组成“育鲲”轮所用的VBS980调距桨系统主要是由调距桨部分、轴系部分、调距机构、伺服液压系统、操纵系统五大部分组成。21.1VBS980调距桨的调距桨部分图-1调距桨部分的结构图2-桨毂缸；3-保护锌块；5-伺服活塞；7-桨毂；8-活塞螺栓；11-滑块；14-伺服管法兰；15-伺服活塞螺栓；16-桨叶螺栓；17-密封环；18-滑动环；19-伺服机构盖螺栓；21-法兰端盖；22-轴毂螺栓；23-轴向销轴；24-端盖螺栓；26-尾端轴封螺栓；35-密封法兰螺栓；39-桨毂螺栓；40-伺服机构盖；50-衬套；54-导块；57-导块螺栓；80-螺旋桨叶片；81-叶片法兰；82-螺距控制头；90-螺旋桨轴；91-输油管。调距桨包括桨叶80和桨毂7，如图-1所示，安装有四个桨叶80的桨毂7用螺栓22连接在螺旋桨轴90后端整段法兰上，在法兰和桨榖7的圆周上还装配有轴向销轴23，用以将螺旋桨轴90的扭矩传至螺旋桨。并用带有密封圈和注入了矿物油脂的法兰端盖21来保护螺栓22和销轴23。3桨毂油缸伺服活塞5通过曲柄滑块机构(82，11，75)与桨叶80相连，当活塞5移动，螺距相应变化。轴系内的螺旋桨轴90和输油管91构成通往桨毂7的两条同心油道，液压油就通过这两条同心油道流进和流出伺服油缸。输油管91与油缸伺服活塞6相连作为实际螺距的反馈机构。桨毂本体7位于一个大的轴承座圈内以吸收桨叶和曲柄滑块机构（82，11，75）施加的负荷。每个桨叶80都用螺栓16、销轴61连接到它的叶片法兰81上，并用装在螺栓头下的O型圈17给以密封。轴向移动伺服活塞5通过曲柄滑块机构（82，11，75）可以旋转叶片法兰81和桨叶80。桨毂后部的高压腔与调距机构以及桨叶法兰分开，确保桨叶密封上仅有重力油箱的油压作用，在达到防止海水渗入的前提下有效地避免了漏油。1.2VBS980调距桨的轴系部分桨毂被螺栓22和销轴23连接到螺旋桨轴法兰上，桨轴的前端通过联结法兰与中间轴相联。传动轴部分由螺旋桨轴和配油轴组成，两者用套筒联轴器相连。中空的传动轴既可以将主机输出的动力传递到螺旋桨又可以作为进回油通道。配油轴可以将液压油供应到两个通道（输油管内部的通道和螺旋桨轴和输油管之间的环形通道），继而液压油分别进入到伺服活塞艉部或艏部的液压油腔。此外，输油管还通过反馈杆连接伺服活塞和配油器旁的反馈机构，它用来传递伺服活塞和桨叶的位置信号。在配油轴间的液压单向阀的作用：从配油轴来的压力油通过配油轴上的小孔进入锁止阀,然后进入内、外油管,在不进行调距的情况下锁止阀是关闭(锁死)的,可以起到锁紧桨叶的作用；调距时,进入油腔的压力油打开回油腔的锁止阀才能形成回路。1.3VBS980调距桨的调距机构调距机构包括产生转动桨叶动力的伺服油缸、伺服活塞，分配压力油给伺服油缸的配油器，桨叶位置反馈装置及其附属设备等。它的主要任务是调距、稳距以及对螺距进