调距桨桨毂加载重块考核试验的设计原理
船舶主推调距桨方案设计与实现
动， 从而带动活塞杆往复运动 ， 活塞杆通过滑块使 曲柄销盘在桨毂体 内旋转运动 ， 进而改变桨叶的 螺距角 。 在接 到 调距 桨 产 品 需 求订 单 的 时候 ， 论 是 无
收 稿 日期Βιβλιοθήκη ２０ ．５２ ０ ６０ —４
修 回 日期
２０ —６３ ０ ６０ —０
Ｗ ｕ ａ ａｉｅＭ ａ ｈｎ ｒ ． ＴＤ ， Ｗ ｕ ａ ４ Ｏ ８ ｈ ｎ Ｍ ｒ ｃ ｉｅｙＣｏ ，Ｌ ｎ ｈｎ ３０ ４
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｅ ｒｉｇｐｉｃ ａ ａ ｄｐｏｅｔ ｅｉ ｔｏ ｆ ｈ ｏ ｔ ｌｂｅｐ ｃ ｒｐｌｒ（ Ｐ ） ｒ ｎ — ｂｔ ｃ ｈ ｋｎ ｒ ｉ ｌ ｎ ｒｊ ｓ ｎｍｅｈ ｄｏ ｅｃｎｒ ｌ ｌ，ｔｈｐｏｅ ｅ Ｃ Ｐ ａｅ ａ ｒ ｗｏ ｎ ｐ ｃｄ ｇ ｔ ｏａ ｉ ｌ ａ
ｏ ｔｒｄ ｉ ｒｔ ｅＣ Ｐ． ｆｔ ｌ ｅ ｅ ｇ ｆ ｈ Ｐ ｈｅ ａ ｓｎ ｏ
Ｋｅ ｏｄ ｃｎｒｌｂ ｉ ｈｐ ｐｌｒ ｄｍｅｓ ｎ ｉｅｔ ｃ ｒ ｐｏｅｔ ｅ ｇ ｙｗ ｒｓ ｏ ｔ ｌ ｌ ｐｔ ｒ ｅｅ ｉ ｎｉ ｎ ｒａｆ ｔ ｓ ｒｊ ｓ ｎ ｏ ａｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｉ ａｏ ｃｄ ｉ
理 工大学交通学 院 ，０ ４ １８ ２ ０ ：－．
［］ ４ 刘晓东 ， 白齐 ， 德祥 ． 李 朱 高速水 面舰加 装尾 板后 的船
舶兴波模拟 ［ ］ 船舶水动力学学术会议 ， Ｃ． 武汉理工大
学交通学 院 ，０ ４ ９１ ． ２ ０ ：—５
［ ］清 ３
泉． 艉板 对推 进性 能 的影 响［ ］ 航 海科技 动态 ， Ｊ．
摘 要 论述调距桨的工作原理及调距桨方案设计方法， 提出用图谱设计法实现方案设计 ， 即根据螺旋
调距桨系统工作原理及常见故障分析
调距桨系统工作原理及常见故障分析作者：朱彬程来源：《科学与财富》2015年第24期摘要：文章从保证船舶正常航行安全的角度出发，简要叙述了调距桨液压系统组成及其工作原理，给出了可能出现的故障，分析介绍了引发故障的原因，为轮机员的日常管理提供了一些参考。
关键词：调距桨；液压系统；控制系统；故障分析【分类号】U672.70 引言近几年来我国船舶工业有了很大发展，调距桨的应用越来越广泛。
调距桨的使用实现了船舶的无级调速，减少了主机起停次数，进而减少了运动部件的磨损和受热部件的热疲劳损害，延长了主机的寿命。
在主机转向和转速一定的情况下，调距桨可以很方便地通过改变桨叶的角度，实现主机负荷的增大或减小，以改善船舶在不同航行工况下的主推进效率和船舶操纵性能。
1 调距桨液压系统组成及工作原理如图1所示，作为主用的高压机带泵（20a）将液压油由液压油柜抽出，电动高压泵（1a）作为备用。
经过高压止回阀（5）、高压滤器（4）和顺序阀（13）后，分成两路，一路通到方向控制阀（34）等待，一路经滤器进入减压阀（34a），经减压后进入方向控制阀（34）的导阀等待。
当通过电磁阀或手柄使方向控制阀（34）阀芯右移，则方向控制阀（34）左侧导通，液压油由方向控制阀（34）“A”路进入布油箱的“C2”接口，经过布油箱及轴系进入桨毂；桨毂另一侧液压油经布油箱的“C1”接口和方向控制阀（34）“B”路返回。
当通过电磁阀或手柄使方向控制阀（34）阀芯左移，则方向控制阀（34）右侧导通，液压油由方向控制阀（34）“B”路进入布油箱的“C1”接口，经过布油箱及轴系进入桨毂；桨毂另一侧液压油经布油箱的“C2”接口和方向控制阀（34）“A”路返回。
当返回的液压油油压太高时，低压管路上的压力控制阀（11）使其直接回油柜。
注：1a.电动高压泵1b.电动低压泵3.压力警报面板4.高压滤器5.高压止回阀5a.止回阀6.温控阀11.压力控制阀12.高压安全阀13.高压顺序阀20a.机带高压泵20b.机带低压泵21.离合器啮合方向阀22.油冷却器23a.离合器供油调节及释放阀23b.离合器啮合压力调节阀24.主高压供油压力表24a.滑油压力表24b.离合器油压表24c.离合器供油压力表25.螺距控制系统伺服油压表26.低压滤器27a.低压备用泵止回阀27b.低压机带泵止回阀29.方向阀34.方向控制阀34a.减压及释放阀35.先导调节阀35a.先导释放阀36.负荷锁闭阀图1 螺距控制液压系统图当螺距转到指定位置时，方向控制阀（34）在弹簧力作用下回中，负荷锁闭阀（36）使桨毂内的液压油不能流回以保持螺距不变。
飞机螺旋桨变距的工作原理
飞机螺旋桨变距的工作原理展开全文在严格的意义上，螺旋桨桨距是指螺旋桨转一圈纵向前进的理论距离。
桨距和桨叶角描述两个不同的概念，然而它们是密切相关的。
如说一个螺旋桨有固定的桨距，实际上意味螺旋桨桨叶给定在固定的梁叶角上。
桨距和桨叶角存在下述关系，即几何桨距定义为螺旋桨通过不可压缩介质转一圈前进的距离，没有任何效率损失。
所以，桨叶角大，则几何桨距大。
几何桨距是从距离桨毂桨叶长度75%点测量的。
有效桨距是指螺旋桨转一圈实际前进的距离。
有效桨距从飞机在地面静止时的零到最有效的飞行状态几何桨距的90%变化。
几何桨距和有效桨距之间的差称为滑流（滑距）。
螺旋桨滑流代表由于低效引起的总损失。
滑流的大小影响拉力的大小。
飞行速度的大小则取决于螺旋桨的有效桨距和转速。
可调桨距螺旋桨。
地面可调桨距螺旋桨在飞行中桨叶角不能改变，在地面桨叶角可以改变。
可控桨距螺旋桨在螺旋桨旋转时桨叶角可被改变。
这使桨叶角为特定的飞行状态提供最好的性能。
桨里位置的数目可被限制，如双位可控螺旋桨，或桨距在最小和最大给定之间任何角度调节。
下面则将重点介绍双位螺旋桨调节桨距的工作原理：1.双位螺旋桨双位螺旋桨利用控制活门引导发动机滑油进入螺旋桨以减小桨叶角；泄放滑油返回发动机，使桨叶进入高桨叶角。
两种力用于引起桨叶角改变：在螺旋桨油缸里的滑油压力和作用在配重上的离心力。
其他的力对系统工作影响很小。
当螺旋桨控制杆向前移时减小桨叶角，选择活门转动引导发动机滑油进入螺旋桨油缸，滑油压力克服配重的离心力，桨叶角转到低桨叶角（见图一）。
图一：桨叶角减小为增大桨叶角，驾驶舱控制杆后移，选择活门转动从螺旋桨释放滑油，现在配重的离心力大于螺旋桨油缸中滑油产生的力。
滑油流出油缸返回发动机集油槽，螺旋桨由配重的离心力保持在高桨叶角（见图二）。
图二：桨叶角增大2.螺旋桨调速器恒速螺旋桨系统中螺旋桨桨叶角由调速器作用改变而保持螺旋桨转速不变。
几乎所有现代中、高性能飞机都使用恒速螺旋桨。
调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进
调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进
许京 荆 ，王 秀荣 ，谢 清 程 王 小静 王 亚 红 ， ，
（． １ 上海大学 ，上海 ２ ０ ７ ） ０ ０ ２ （． ２ 中船重工集 团公 司第 ７ ４ 究所 ，上海 ２ ０ ３ ） ０研 ０ ０ １
摘要 ：舰船调距 桨浆毂 为一 曲柄一 滑块机 构，桨毂油缸 内活 塞的直 线运动通过导 架，滑槽 内的滑块 带动曲柄 盘旋转 ，曲柄盘 与浆叶叶
图中 ，以桨轴 轴线 和桨 叶轴 线 的交点为 坐标原 点 ， 桨轴轴 线为 ｘ轴 ， 桨
无相对运动面 问的摩擦系数为 ０ １ ；相对运动面间的摩擦系数为 ０ １ ８ ．。
图 ２有 限元分析模 型
本文对 该模型 进行有 限元静 力分析 ， 由于模型 的结构 和载荷 具有循
图 １桨毂结构几何模 型图
化设计 方法 ，编制 Ａ Ｄ Ｐ Ｌ参数化 设计程 序 ，采用软件 Ａ Ｙ １ ． 对 桨 ＮＳ Ｓ １ ０
１
推力 、扭力作用半径 Ｌ ＝０ ３ Ｄ ｍ） １ ．５ （ 单桨叶推力 Ｐ ｂ＝Ｐ ｚｋ ／ （Ｎ） 单桨叶扭力 Ｔ ｂ＝Ｍ／ ｌ（Ｎ） Ｌ ｚｋ 单桨叶水动力扭矩 Ｑ Ｈ ＝Ｋ Ｈ Ｐｎ２ Ｈ Ｓ Ｓ Ｄ ５ ＫＳ 单个 叶
毂部件 整体及 其 中的桨壳 体 、曲柄 盘 、滑块 、叶根螺栓 、叶根 法 兰等 零 件进行 有限元 分析 。 究 了桨毂 中各零件 相互作 用 下的应力大 小及分 布 研 情况 ，对分析 结果 进行分 析 ，完成 了局 部 区域 的结构 改进设 计 。
２８ 一 ２ ．Ｅ ０ ０６ ． ５ａ ｓ １ ０ ｒ ｍｉ ８ ／ ｎ
泊松 比 ｕ
曲柄盘、销 、螺钉等钢制材料。其材料特性参数如下：
调距桨工作原理
调距桨工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊调距桨这神奇的玩意儿到底是咋工作的。
你说调距桨像啥呢？就好比是一艘船的“超级变速器”！想象一下，船在水里航行，就跟咱人在路上走似的，有时候得快点跑，有时候得慢点走，这调距桨啊，就能帮船实现这样的变速。
它的工作原理呢，其实挺有意思的。
调距桨有个桨毂，就像是一个聪明的“指挥中心”，然后呢，还有桨叶，这些桨叶可不是固定不动的哦，它们能根据需要转动角度呢！当需要船加速的时候，嘿，这桨叶就调整角度，让船能更有力地向前冲；要是想慢点或者要灵活转向啥的，桨叶就再变个角度，就像咱人走路时调整步伐大小和方向一样。
这调距桨可厉害啦！它能让船在不同的情况下都能发挥出最佳性能。
比如说，在复杂的水域里，它能让船轻松地应对各种水流和障碍，这多牛啊！而且哦，它还特别节能呢，能根据实际需要来调整动力输出，不浪费一点儿力气。
你想想看，要是没有调距桨，船得多难开呀！就好像一辆车只有一个固定的挡位，那开起来得多别扭呀。
有了调距桨，船就变得灵活多啦，想去哪儿就去哪儿，想怎么跑就怎么跑。
咱再说说它的可靠性。
这调距桨就像是一个可靠的老伙计，只要保养得当，它就能一直稳稳地工作，很少出毛病。
而且就算出了点小问题，维修起来也不算太麻烦。
总之呢，调距桨这东西，真的是船舶的好帮手呀！它让船变得更加强大、灵活、可靠。
咱可得好好珍惜和利用它，让它为我们的航运事业发挥更大的作用呀！这调距桨的工作原理，是不是挺神奇的呀？你们觉得呢？。
调距桨推进系统的优化设计
调距桨推进系统的优化设计调距桨推进系统是一种用于船舶和飞机的推进装置，它具有重要的作用和意义。
优化设计调距桨推进系统可以提高船舶和飞机的性能，降低能耗，提高经济效益。
本文将介绍调距桨推进系统的工作原理，分析其存在的问题，提出优化设计的方法和策略。
调距桨推进系统是一种具有可变桨叶角度的推进装置，其工作原理是通过改变桨叶角度来调整推进力的大小和方向。
通过调整桨叶角度可以提高推进效率，并实现快速启动和制动。
这种装置具有推进效率高、运行稳定、操作简便等优点，因此在船舶和飞机上广泛采用。
然而，在实际应用中，调距桨推进系统存在一些问题。
首先，系统的调整范围较小，无法满足不同工况下的需求。
其次，系统的响应速度较慢，不能及时适应外部环境的变化。
此外，系统存在能耗大、噪声高等问题，影响了操作和使用效果。
为了解决上述问题，需要进行优化设计。
首先，可以考虑采用先进的材料和制造工艺，提高桨叶的刚度和强度，减小桨叶的重量，提高系统的灵活性和响应速度。
其次，可以引入智能控制技术，通过传感器和电控装置实时监测和调整桨叶角度，以实现自动控制和优化调整。
这样可以大大提高系统的可靠性和性能。
另外，还可以考虑在系统设计中引入节能和环保的理念。
比如通过改进桨叶的气动设计，减小阻力和空气动力噪声，降低系统能耗。
此外，可以对系统进行流体力学分析和仿真模拟，对各种工况进行优化匹配，以提高系统的效率和推进力。
总结起来，优化设计调距桨推进系统可以采用先进材料、智能控制技术、节能环保设计等方法，以提高系统的性能和经济效益。
在实际设计中，需要充分考虑船舶和飞机的运行环境和需求，结合系统的特点和问题，选择合适的优化方法和策略。
通过不断的研究和实践，相信调距桨推进系统的优化设计将会取得更大的突破和进步。
【船海讲坛】可调桨的工作原理你知道么？带动画和轮机长视频讲解
【船海讲坛】可调桨的工作原理你知道么？带动画和轮机长视频讲解“船海人”1. CPP简介可调螺距螺旋桨，简称可调桨或调距桨，以下为了方便描述全部简称CPP。
它通过设置于桨毂中的操纵机构，使桨叶能够相对于桨毂转动从而调节螺距，从而改变船舶航速或正车、倒车，调距桨装置由桨叶、桨毂机构、轴系（艉轴、艉管、中间轴等）、配油器、液压系统和电子遥控系统等几大部件或系统组成。
2. CPP和FPP对比CPP的优点：•调距桨能够在不改变螺旋桨和主机转向的情况下，仅用改变螺距的方法得到从最大正值到最大负值的各种推力值，既可以省去换向装置，又可缩短船舶换向航行的时间。
•对于多工况船舶，可以在不同航行工况下充分吸收主机的功率，利用无级变速，如若螺旋桨与主机处于联合控制模式下即同时改变主机转速和螺距比并使之匹配适当，可以使船舶在单位时间内消耗的燃料最少。
•可以使船舶微速前进，如海洋调查船、布缆船、扫雷舰等工程船和军用辅助船，要求船舶能够微速稳定航行，利用调距桨可以实现。
•改善船舶操纵性能。
装有调距桨的船舶可以提高靠离码头、改变航向、紧急停车或倒车、避免碰撞的机动性能。
使用调距桨的船舶停船时间大约比定距桨减少1/3，滑行距离缩短一半，这对于改善船舶操纵性能十分重要。
•在部分螺旋桨工作状态下，用置桨叶于顺水位的方法可使螺旋桨所受阻力减少。
CPP的缺点：如毂径比大，螺旋桨效率降低；桨叶易产生空泡等；可调桨构造复杂，造价昂贵；维护技术要求高等。
3. CPP的原理CPP结构形式可以分为毂内油缸式和推拉杆式，毂内油缸式CPP 其伺服油缸布置在桨毂内部，而推拉杆式CPP其伺服油缸布置在轴系上，前者一般用于大马力船舶，但油缸维修不方便，后者一般用于小马力船舶，油缸维修方便。
可以在驾驶室、集控室、机旁控制CPP。
在驾驶室操纵控制杆，电液伺服控制系统通过配油机构，将来自液压站的高压油输入到位于螺旋桨桨毂中的伺服油缸，并通过转叶机构，驱动桨叶，在全正车和全倒车范围内，无级调节螺距角。
调距桨桨毂机构设计
调距桨桨毂机构设计施睿贇; 朱凌南; 朱剑【期刊名称】《《机电设备》》【年(卷),期】2019(036)006【总页数】4页(P77-80)【关键词】调距桨; 桨毂机构; 机械设计; 软件设计; 机构选型; 强度校核【作者】施睿贇; 朱凌南; 朱剑【作者单位】上海船舶设备研究所上海 200031【正文语种】中文【中图分类】U664.210 前言调距桨是上世纪30年代迅速发展起来的一种船舶推进装置，通过设置桨毂中的调距机构（通常为曲柄—滑块机构）驱使桨叶绕其中心线转动，从而达到改变螺距的目的。
通过调节主机转速和螺距比，获得较高的桨效率和较小的耗油率，使船舶在该航速下具有较高的经济性，进而提高其续航能力。
同时，也可在不改变主机转速和方向的情况下，通过改变螺距比获得不同的航速，使船舶正航或倒航，从而充分改善舰船的机动性和操纵性能。
因此，调距桨在舰船上得到了越来越广泛的应用[1]。
桨毂是调距桨的核心部件之一，它既是推进功率的承载部件，也是调距的最终执行机构。
其主要构成零件的可靠性是调距桨设计的关键，关系到调距桨、船舶动力装置乃至整条船的生命力。
随着造船进程的不断加快，调距桨从设计到交付的期限不断缩短，传统的设计方法已无法满足设计周期最短和设计方案最优化的需求，如何实现桨毂机构的快速设计在当今具有十分重要的理论和实际意义。
1 桨毂设计零件在进行桨毂结构设计时，主要考虑以下零件的强度：1）带叶根轴承的桨毂体；2）伺服油缸；3）油缸螺钉；4）叶根螺钉；5）轴法兰螺钉；6）曲柄盘；7）滑块；8）活塞杆。
典型的桨毂机构如图1所示。
图1 典型的桨毂机构2 桨毂直径估算在进行调距桨桨毂设计时，需留有安装调距机构的空间，因此其毂径与定距桨相比较大。
一般调距桨的毂径比（桨毂直径d0与桨叶直径D之比）约为0.25～0.35。
通常，在设计桨毂机构时，需先对毂径进行初步估算，根据毂径比和功率密度的范围，选取合适的桨毂直径，在此基础上进一步设计桨毂内各零件的尺寸及结构，并对关键零件进行强度校核。
调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进
调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进发表时间：2009-8-13 作者: 许京荆王秀荣谢清程王小静王亚红来源: 安世亚太关键字: 调距桨桨毂叶根螺栓ANSYS有限元分析舰船调距桨浆毂为一曲柄—滑块机构，桨毂油缸内活塞的直线运动通过导架，滑槽内的滑块带动曲柄盘旋转，曲柄盘与桨叶叶根法兰用螺栓联接，从而使桨叶转动以达到调节桨叶螺距的目的。
桨毂既是推进功率的承载部件，又是调距的最终执行机构，因此成为调距桨装置的重要设计部件。
本文对舰船调距桨桨毂结构在非工作状态，以及工作在匀速转动，承受桨叶推力、扭力、水动力扭矩、螺栓预紧力的设计工况进行有限元分析。
考虑桨毂部件的几何结构以及零件之间的装配接触关系，编制APDL 参数化设计程序，采用软件ANSYS11.0 对桨毂部件整体及零件进行有限元分析，研究了桨毂中各零件相互作用下的应力大小及分布，并对叶根螺栓联接件的强度失效进行了局部区域的结构改进设计。
1 前言舰船调距桨为一曲柄—滑块机构，见图1，桨毂油缸内活塞的直线运动通过导架（与活塞刚性联接），滑槽内的滑块带动曲柄盘旋转，曲柄盘与桨叶叶根法兰用螺栓联接，从而使桨叶转动以达到调节桨叶螺距的目的，同时，桨毂绕桨轴转动。
桨毂作为调距桨装置的核心部件，既是推进功率的承载部件，又是调距的最终执行机构，由于桨毂中各零件的形状特殊，受力复杂，以往采用经典力学公式进行的计算存在较大局限性。
本文对舰船调距桨桨毂结构非工作状态，以及工作在匀速转动，承受桨叶推力、扭力、水动力扭矩以及螺栓预紧力的设计工况下进行有限元分析。
考虑桨毂部件设计的几何结构以及零件之间的装配接触关系，采用参数化设计方法，编制APDL 参数化设计程序，采用软件ANSYS11.0 对桨毂部件整体及其中的桨壳体、曲柄盘、滑块、叶根螺栓、叶根法兰等零件进行有限元分析。
研究了桨毂中各零件相互作用下的应力大小及分布情况，对分析结果进行分析，完成了局部区域的结构改进设计。
可调距螺旋桨桨毂结合面有限元分析
可调距螺旋桨桨毂结合面有限元分析龙晨曦;曾文会;王朋;饶运清【摘要】全回转推进器的可调距螺旋桨工作时,桨毂和桨叶法兰之间使用被动压缩变形的O型圈进行密封,其间隙大时O型圈压缩量小可能泄漏;桨毂和曲柄销盘之间的摩擦压力和接触应力影响调距的灵敏性及磨损程度.通过在ANSYS Workbench软件中建立桨毂、桨叶、法兰和曲柄销盘的有限元模型,仿真模拟螺旋桨在不同预紧力、温度、离心力以及调距时装配间隙及摩擦力的变化,研究分析各工况下间隙和摩擦力的分布规律,得出螺旋桨的最佳服役状态,并为服役寿命计算提供数据支持.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】4页(P221-223,227)【关键词】可调距螺旋桨;工况;接触压力;服役状态【作者】龙晨曦;曾文会;王朋;饶运清【作者单位】华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北武汉 430074;华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北武汉 430074;华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH117.11 引言全回转推进器可以360°旋转，可调距螺旋桨转动桨叶调节螺距，从而在各种工况下都充分吸收主机功率，改善海上平台的操纵性和续航能力[1]。
来源于高服役性能海洋动力定位装备制造的基础研究，研究对象是3500kW全回转推进器的可调距螺旋桨。
图1 可调距螺旋桨桨毂结合面剖面图Fig.1 Cross-Section of Controllable-Pitch Propeller影响可调距螺旋桨寿命的主要因素是密封圈压缩量变小引起密封圈的泄露，接触压力小于介质内压[2]。
螺旋桨装配时预紧力的不同，以及在不同温度、转速及调距角度的实际工况下工作时[3-5]，其相应的桨毂和法兰之间的间隙（图1结合面1）不同，这个间隙直接影响密封圈的压缩量；不同工况还会使得桨毂和曲柄销盘（图1结合面2）的摩擦压力不同[6]，不仅会改变调距灵敏性，长期摩擦磨损还会使密封圈压缩量变小，如图1所示。
调距桨静态加载试验装置设计
调距桨静态加载试验装置设计
范凯;史俊武
【期刊名称】《机电设备》
【年(卷),期】2012(29)3
【摘要】研制了调距桨装置半实物加载试验装置,包括机械加载装置、加载液压系统和电控系统.该试验装置可模拟调距桨装置在实际航行时所受的各种静态载荷.通过试验模拟加载,可获得桨毂毂桥、叶根螺栓等主要零件的应力与加载负荷的关系及分布情况,并可验证理论分析、仿真计算,为叶根螺栓等零件的优化设计提供依据.【总页数】3页(P50-52)
【作者】范凯;史俊武
【作者单位】海军驻江南造船(集团)有限责任公司军事代表室,上海200011;上海船舶设备研究所,上海200031
【正文语种】中文
【相关文献】
1.调距桨桨毂机构设计
2.变频电力推进驱动调距桨船舶的推进控制系统设计
3.基于数字孪生的调距桨虚拟样机设计及应用研究
4.基于SimHydraulics物理模型的调距桨控制器设计
5.船舶柴油机-调距桨控制系统的设计及仿真研究
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可调螺距螺旋桨CPP工作原理简介
可调桨CPP工作原理简述CPP工作原理简述: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.但是以上讲的是在额定转速下CPP的工作情况.但如果把轴发脱开了,主机是可以调速的,也就是说不仅可以调螺距,还可以调主机转速.那么这种模式通常在船舶界被称为联合操作模式.大家知道主机在不同的转速时所允许的最大负荷也不同.CPP的另外一个控制目的就是使主机在任何转速下都能输出最大的负荷,以保证发挥主机的最大功率.但是不同转速允许最大负荷都不同,CPP如何知道是否到了最大负荷呢?假设MAN主机300rpm的时候最大允许42mm的负荷,350转的时候允许最大46mm,那么在CPP里我们设置这样两个点:300->42, 350->46. 这样CPP就得到一个转速对负荷的曲线.CPP认为任何在300和350之间的转速对应的负荷曲线是线性的,那么如果转速度在之间比如339rpm根据线性原理很容易计算出该转速允许的最大负荷.我们在CPP里设置从300到500多个点,并认为每两个点间的线段是直线,因此CPP就知道了任何转速时候的最大允许负荷.CPP再装一个转速传感器取得当前的主机转速,再根据前面的负荷曲线计算出该转速时候允许的最大负荷,再把燃油齿条信号与该最大负荷值比较,通过调节螺距即可得到主机的全负荷.实际上CPP增减螺距是有控制规律的,比如从在100%负荷附近的时候,如果需要增加螺距,速度必须缓慢,因为主机在高负荷时不能有负荷的剧烈波动,而减负荷既减螺距的时候则无速度限制.另外大多的船上把螺距角和负荷对应起来了,比如CPP螺距表的刻度在正车的时候是0-100,那么0-100也意味着对应的负荷是0-100.即螺距角是0的时候负荷为0,为100的时候负荷为100%.因为CPP是调节主机输出到桨的负荷,因此还必须从燃油齿条里扣除主机自身运行所需要的负荷以及轴发的负荷.CPP还必须实现SHUTDOWN. SLOWDOWN. LOAD REDUCTION. LOAD OVERRIDE. LOAD LIMITATION等多种功能.可调螺距螺旋桨（简称调距桨）由桨叶、桨毂机构、配油器、液压系统及电子遥控系统等五大部件或系统组成。
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［ ］汪 曾祥 ，魏先英 ，刘 祥至 编．弹 簧设 计手 册．上 海 ： ２
上 海 科 学 技 术 文 献 出 版 社 ，１８ ． ９６ ［ ］ 机 械 设 计 手 册 编 委会 编 机 械 设 计 手 册 （ 版 ） ３ 新 ．北 京 ：
机 械 工 业 出版 社 ， ０４ ２０ ．
［ ］ 中华人 民共 和国国家发 展和改 革委员 会 内燃 机气 门 ４ 弹簧技术条 件（Ｂ Ｔ １５ １２ ０ ） Ｊ／ ０ ９ － ７ ．机械 工业 出版社 ， ｏ
一
的零部件 ， 对水体 深度 、 流速等要求很高 ， 且水 中建立
试验 台架 的难 度较 大 ， 验费用高昂 ， 试 周期较长． 加载重块联 调试 验 ， 用加载 重块代 替桨 叶 ， 采 利
用加载重块在旋转 过程 中的离心力 对桨毂 产生 的综 合 作 用 力 ， 拟 桨 毂 机 构 实 际 受 到 的 载 荷 ． 毂 加 载 模 桨
２０ ０８．
门弹簧超过 了进 口气门弹簧的使用时 间， 并且 国产气 门弹簧的稳 定性较好 ， 能够满足机组使用要求 ．
（ 接第 １ 上 ８页 ） 在计算 工具并不发达 的时代 ， 采用桨 毂联调试 验 测试桨毂的强度 安全性 ， 由于无法 估计 误差 大小 ， 所
以设计 中往往带有较大 的安全余量． 随着计 算科学 和
（） ２— ． １ ： ８３ ０
［ ］许京 荆 ， ２ 王秀荣 ， 清程等 ．凋距 桨桨毂 结构 分析及 谢 叶根螺栓 联接 件强 度 改进 ［ ］ Ｊ ．中 国制造 业信 息化 ，
２０ ，（ ２ ： ６ ． ０ ８ １ ） ４ ４９ ［ ］ 唐军 ．调 距 桨 装 置 应 用 技 术 分 析 ［ ］ ３ Ｊ ．青 岛 远 洋 船 员 学 院 学 报 ， ０ ５ ２ （ ） ８２ ． ２０ ， ６ ４ ：１ ＿ ０
０ 引言
全尺 寸模拟试验和空 气台架 加载块模 拟试验．
桨毂是调距桨装置 的核心部件 ， 内部 的运动构 件 和液压装置均对桨毂产 生了较 大的作 用力 ， 是设计 中
水 中全尺寸模 拟试验 分为两 种 ， 一种采用实验船 进行实船验 证 ， 这种 方 法得 到 的试 验 验证 结 果最 真 实、 精确 、 有效 ， 其试 验费用 高 ， 但 甚至 可能超过 实际 装备 的费用 ， 且试 验周期 长． 另一种 方法是 在水 中建 立试验 台架 ， 装完 整的桨毂 、 叶、 安 桨 法兰 、 螺栓 和 曲 柄盘等构件． 中模拟试验 台能较 为真实的模 拟实际 水
可采用有限元计算 评估 推力 和扭力 的模 拟误 差对 桨 毂应 力产生的影响． ５为桨毂加载重块 的有 限元计 图
算模 型 ．
为加载重块联调试验 的运用 奠定 了扎实 的基础． 参考 文 献 ：
［ ］ 薛红军 ， 清程 ，周剑 平 ，易小冬 ．某 型调距 桨装置 １ 谢 桨毂强度有 限元 分析 研 究 ［ ］ Ｊ ．船舶 工 程 ， ０７， ９ ２ ０ ２
从 图 ４中可以看 出 ， 由于桨毂经典计算 中的推力 弯矩和扭力弯矩分别 作用在 ｙ 和 ｘ ｚ ｙ平面 ， 而加 载重 块 的离心力同样可以在桨毂载荷 中心产生在 ｙ 和 ｘ ｚ ｙ
平面 的弯矩 ， 以利用 加载重块 离心力 产生 的、 所 作用
在 ｙ 和 ｘ 平 面 内的弯矩 模拟 经典 计算 中 的推 力 弯 ｚ ｙ 矩和扭力弯矩 是可行 的． 除了推力 弯矩 和扭力 弯矩可 以利用加载 重块离 心力产生的弯矩模 拟外 ， 典计算 中的离 心力 载荷 、 经 离心力扭矩载荷等均可用加载重块离心力来模拟．
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调 距 桨 桨 毂 加 载 重 块 考 核 试 验 的设 计 原理
柴 镇 江
（ 驻沪东 中华造 船（ 团） 限公司军代表室 ， 集 有 上海 ２０２ ） ０ １９
Ｄｅ ｉ ｎ Ｐｒｎ ｉ ｌ ｏ ｈ ａ ｓｉ ｇ Ｅｑ ｐ ｅ ｔｏ ｈｅ ＣＰＰ ｕ ｓｇ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ Ｌｏ ｄ Ｔｅ ｔｎ ｍ ｍ ｎ ｆ ｔ Ｈ ｂ
（ 下转第 ２ ３页）
劳寿命试验结果显示 国产 气 门弹簧 的性 能达 到 了设 计要求． 中海油渤西作业 区采 用我 们设计 的气 门弹簧装 机后 ， 在平台上使用 ， ２ ０ 从 ０ ９年 １ １月到 ２ １ 年 ３月 ０１
参考 文献 ：
［ ］王欣 ， 大渊．内燃 机设计．天津 ： １ 林 天津大学 出版社 ，
１ 桨毂 加 载重块 联调 试 验简 介
针 对 桨 毂 强 度 设 计 验证 的 试 验 主 要 有 两 种 ： 中 水
收 稿 日期 ：０ １０ －３ ２ １ －５２
作 者 简 介 ： 镇 江 （９ ６ ） ， 级 工 程 师 ， 机 工 程 专 业 ， 要 从 事 舰 船 监 造 柴 １６ 一 男 高 轮 主
３ 加载重块 联调试 验原 理 桨毂设计计算 中 ， 考虑桨叶在运行过程 中受到的
水 动力 载荷 ， 图 ３所示 ． 如 推力和扭 力在桨毂 中心 位
ｌ 第 四期 ８ ２１ ０ １年 技术 篇
４ 加 载重块 考核试 验理论 设计 的有 限元计 算验证 加载重块模拟试验 可模拟 桨毂受 到的主要 弯矩 载荷 ， 但对于推力和扭力等 ， 不能很好 的满足 ， 因此其 试验结果和真实运行工况存在一定的误差．
［ ］ 易小冬 ， 清程 ，陈继 志 ，袁亚 民．调距 桨桨螺栓 材 ４ 谢 料试 验研 究 ［］ Ｊ ．船舶工 程 ， ０ ５ ２ （ ） ３ ４０ ２０ ， ７ ２ ： ６ ．
采用桨毂加载重块联调试验装置 ， 其受力分 析如
图 ４所 示 ．
图 ２ 桨毂机构加载重块联调试验模型（／ １５模型 ）
向， 桨毂转轴）
桨毂机构在运 行状态 下 ， 主要 受到桨 叶推力 、 扭 力和 离心力及其产生的推力弯矩 、 扭力弯矩和离心力
图 ４ 桨 毂 联 调 试 验 中 的 受 力 分析
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（ ｕ ｏｇＺ ｏｇｕ ｈｐ ｕｌ ｎ Ｇ ｏｐ ｏＬｄ ｈｎ ｈｉ ０ １９ ｈｎ ） Ｈ ｄ ｎ—ｈ ｎｈ ａＳ ｉ ｉ ｉｇ（ ｒｕ ）Ｃ ． ｔ，Ｓ ａｇａ ２ ０２ ，Ｃ ｉａ ｂ ｄ
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１ ９． ９８
拆 下检修 ， 共平稳运行 了 １ 个 月多的时 间 ， 门弹簧 ６ 气
没有出现断裂现象 ， 经过 对拆 下弹簧 自由高度 衰减 、 刚度 衰减 ， 门弹簧 自由高度 和 刚度 衰减 符合 Ｊ ／ 气 ＢＴ １５ １２０ ０９ ＿ ７标准． ０ 经过 探伤 检查 ， 门 内部 弹簧 没有 气 出现裂纹现象 ， 实际使用工况和使用 时间看 国产气 从
境 中， 评估推力 和扭力 对桨毂 强度 产生 的影 响 ， 达到 判断试验误差 的 目的． 试验 和计算 的结合 运用能避免 载重块联调试 验 的不 足 ， 供较 为准确 的试验 误差 ， 提
有限元计算技术 由于其适应性强 、 合于大 规模 适
编 程 而 得 到 了广 泛 的发 展 和应 用 ． 载 重 块 联 调 试 验 加
ｅ ｉ ｏ ｐａ ｔ ｅｍ ｈ ｎｓ ｍ ｒ ｆｔ ｒｃｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｈ ｅ ｃｅ ｍ．Ｉ ｒｅ ｏｅａｕ ｔ ｔｅｔｓ ｎ ｒｏ ，ｔ ａ ｅ ｏ ｉｅ ｔｅ ｎｔ ａ ａｙｉ ｎ ｏｄ ｒｔ ｖ ｌａｅ ｈ ｅｔ ｇ ｅｒｒ ｈ ｐ ｐ ｒｃｍｂｎｓ ｈ ｉ ｎ ｌｓ ｉ ｅ ｆ ｅ ｉ ｓ
运 行 工 况 下 水 对 桨 叶 的作 用 力 ， 由于 需要 制 造 完 整 但
需要重点考虑 的构件． 调距桨在运行过程 中 ， 叶表 面受到较大 的水 动 桨 力作用 ， 通过法 兰、 螺栓 等传递 到桨毂 上 ， 使桨毂 的轴 承 以及毂桥等位置产生较 大应 力 ． 以往的设计 中， 以材料力学和 弹性力学 为基础 的经典计算方法 ， 在 存 定 的局 限性 ． 根据经典计算方法设 计 的大型 、 新 型桨毂 ， 需要通 过试验 进对其进行可靠性验证 ．