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高速船用螺旋桨设计(船用螺旋桨制造工艺)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2022-11-22 16:45   点击:279  编辑:jing 手机版

1. 船用螺旋桨制造工艺

螺旋桨是由一群翼面构建而成,因此它的做功原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化和入流的攻角,使流经翼面上下的流体有不同的速度,而由伯努利定律可知这速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同,因而产生升力,翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力。船用螺旋桨一般来说,在同样的桨面直径,同样的螺距比情况下,螺旋桨的叶数越多,推力越好,推进效率越高!

船用螺旋桨的分类:

在普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。

一、可调螺距螺旋桨

简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时

2. 船用螺旋桨设计及制作

原理CPP 就是通过调节螺旋桨的螺距角来改变主机输出到桨负荷的装 置,直接点 CPP 就是主机负荷控制器. 以 MAN B&W 8L48 机为例,它的额定转速为 500rpm.怠速 300rpm. 正常航行时转速在这点个范围内可调.但目前考虑到大部分远洋 船舶均配置轴带发电机,轴发由于并网的频率固定,因此主机在 大部分航行时间里均以额定转速运行.

CPP 的控制目的就是使主 机在额定转速运行时输出的功率最大.这种模式也称做恒速模式. MAN B&W 8L48 在 500 转时允许的最大负荷对应到燃油齿条上一 般是 63mm.当然由于目前多数 MAN 的机器均采用 723 电子调速器, 其燃油齿条信号从电子调速器直接给出,而不再在机械齿条上装 一个齿条刻度反馈装置.

 CPP 是如何知道主机的实际负荷的呢?就是从上面所说的油齿条 信号里获取主机负荷信息的. 那么 CPP 的调节就变的简单了,只要使燃油齿条始终保持在 63mm 即达到控制目的.一般在 CPP 里已经把额定转速时候允许的最大 燃油齿条刻度预设在系统里了,也就是 63mm 已经预设置在系统 里,然后将主机来的实际燃油信号与之比较,小了则增大螺距,直 到负荷达增大到预设值.提大了则减少螺距,直到负荷减少到预 设值. ;. . ;. CPP 就是这么工作的,就是这么简单.

3. 船用螺旋桨结构

数还是采取传统的螺旋桨推进。若再观察

一下,这些螺旋桨,99%从外表一看就知道是铜材料制作的。大家都知道,铜的硬度和韧性远远不如钢材,那么为何当今的船舶首先,随着现代船舶越造越大,民船已经有50万吨级别的,而最大的航母也超过了11万吨,因此螺旋桨其实也越造越大,螺旋桨的直径,已经从过去的1到6米,扩大到最大到了10米以上!这种尺寸的部件,在工业加工上,就已经属于大型和超大型零件,螺旋桨表面曲面多,线条复杂,而要求的工艺指标为精度高于0.

1mm,这就造成技术非常普通的民用螺旋桨,也难以用一般的车床、铣床加工成型;至于军用的高精度螺旋桨,就更需要先进的高精度数控机床来加工。

4. 船舶螺旋桨安装工艺

和大多数人猜想的不一样,螺旋桨其实基本不使用钢铁材料打造,因为这玩意儿不耐腐蚀,而且不易加工切割,因此在二战之前,不管是军用还是民用螺旋桨大多采用的是高强度黄铜(铜锌锡合金)铸造而成。这种材料强度较高,又比钢材更好加工塑型,特别是在海水的高盐环境下有很好的耐腐蚀作用,在造船业曾经得到了长时间的青睐。

(1911年泰坦尼克号黄铜螺旋桨安装)

但是随着船舶特别是军舰的快速发展,吨位越来越大,速度越来越快,黄铜逐渐显露出自己的劣势。首先万吨级海轮要求使用与自己体型相符的米级以上大叶片螺旋桨,而黄铜材质的抗拉强度和耐腐蚀疲劳性较弱,因此必须保持一定的厚度和体积才能满足要求,而这就造成了螺旋桨重量过大,不仅增加了船舶动力负担,而且对传动轴承的磨损也更加剧烈。

(脾斯麦号战列舰)

另一方面,船只速度的加快促使螺旋桨的旋转速度不断提高,附加在叶片上的空泡腐蚀量(旋转过程中气泡快速生成与爆裂造成的腐蚀)也成倍增加,而这就导致黄铜发生了不可逆转的脱锌现象,结构强度进一步降低。随着黄铜螺旋桨经常性的开缝破损断裂,迫切地要求人们找到一种更适用于大型船只的新型螺旋桨材料。

(螺旋桨边缘空泡腐蚀)

这样的尴尬最终被英国海军所打破,在二战中,英国海军为了提高鱼雷艇的速度,给它们加装了飞机发动机,这使得螺旋桨的速度成倍增加,结果在使用黄铜螺旋桨的试验过程中发生了非常严重的空泡腐蚀现象,有时候甚至没到100海里就直接龟裂折断。英国海军在经过多次试验对比后,最终选择了一种新型的镍铝青铜材料制造螺旋桨,并最终获得了成功。

(英国1935年级高速鱼雷艇)

镍铝青铜材料是具有跨时代意义的,它的密度比黄铜小10%,但是耐空泡腐蚀性能是黄铜的3倍,腐蚀疲劳强度是黄铜的2倍,在海水特别是高污染海水中的脱材料现象也比黄铜要小50%以上,难能可贵的是镍铝青铜还继承了黄铜材料易铸造,好切割的优点。经过实际应用统计,使用镍铝青铜材料制成的螺旋桨厚度减少了8%,重量减轻15%,螺旋桨的寿命提高两倍以上,效率提高20%。正因为它如此优良的特性,在二战后迅速普及,成为了大型船舶,特别是大型潜艇和军舰(包括航母)螺旋桨材料的不二选择!

在镍铝青铜材料的基础上,西方各国还通过调整镍铝成分配比以及使用新的急冷铸造法,进一步提高了军舰螺旋桨的耐腐蚀性能和抗拉强度。而为了减少船只噪音,又通过增加螺旋桨叶片和使用大倾斜的外形,取得了不错的静音效果,在泵推技术没有诞生之时,七叶大倾斜螺旋桨是各国核潜艇的标配,航母因为对噪音的要求没有核潜艇高,因此使用的多是维护性和成本更低一些的五叶大倾斜螺旋桨。

(潜艇七叶大倾斜螺旋桨)

而即使有了镍铝青铜材料和急冷加工技术,想要铸造打磨出合格的航母螺旋桨依旧不是那么容易。美军尼米兹和福特级航母上总共有4个五叶螺旋桨(便于转向机动),每一个直径大约6.4米,重量约为30吨。

(尼米兹级航母螺旋桨)

然而这么大的航母螺旋桨却对精度的要求极其严苛,表面要求绝对平整光滑,曲面角度要求丝毫无差,加工铸造难度极大。以几个工人轮班打磨数十天才能完成,现在多采用7轴五联动大型数控机床加工,效率提高了十倍以上,但是这种机器目前全世界能制造的不超过五个!你说难度大不大?

5. 船用螺旋桨制作方法

自制电塑料船:

1、器材

玩具电机、5号电池盒(装2节5号电池)、塑料螺旋桨、废圆珠笔芯、泡沫塑料块、螺钉螺母、废塑料瓶、股导线

2、制作

用塑料瓶瓶底部设计制作装电机电池盒支架电机轴瓶底孔穿再用塑料片、螺钉固定端铜笔尖圆珠笔芯插电机轴支架内装电池盒用螺钉固定用导线接电机装电池电机能转

用泡沫塑料块设计制作船体根据支架、安装位置船体挖空部

支架装船体挖泡沫塑料位置让电机轴加装圆珠笔芯船体尾部孔穿调整轴位置使能转自支架固定再装螺旋桨船体做装饰

感觉这样的提问是没有意义的

还是自己找下资料吧

6. 船舶螺旋桨设计

铜。其中船舶螺旋桨铜的材料又分为锰青铜、镍锰青铜、镍铝青铜、锰铝青铜这四种。螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。

7. 船用螺旋桨制造工艺有哪些

主要成分是锡,然后就是铜和其他合金组成,这样看产品说明书,一般情况船厂买主机的话都和可调浆配套过来。

8. 船用螺旋桨制造工艺流程

  安装步骤:外边装是外转子电机,电机链接电机座后面有4个螺丝,一般十字盘和塑料电机座都配有,桨保护器一边有一个螺孔,用配的螺丝拧紧在电机轴上,尽量靠电机安装,加紧螺丝后把螺旋桨用桨保护器配的橡胶圈套在两边的螺丝上。

  螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。

9. 船用螺旋桨制造工艺流程图

以前的船用螺旋桨,主要是以铜合金为主,尤其是以 镍铝青铜合金为主。随着技术发展,需要更大吨位更强动力的轮船,这时,以不锈钢为主的螺旋桨应运而生。尤其是马氏体型不锈钢:13Cr-1Ni-1Mo获得广泛应用。后续发展的更多型号不锈钢材料,对螺旋桨整体性能得到很大提高。并且,人们也没有停止对轮船螺旋桨用更新材料和性能的探索。

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