CPP螺旋桨

CPP可调距螺旋
张培宇
CPP简述
可调桨技术来源于国外，世界知名的推进器制造商有：瑞典的卡梅瓦 (KAMEWA)、芬兰的瓦锡兰（WASILTA）、德国的肖特尔（ SCHOTTEL）、挪威的博格（BERG）。卡梅瓦的调距桨技术全世界 首屈一指，“Aquamaster”是其旗下世界知名的全回转舵桨品牌，现 在卡梅瓦被英国罗尔斯-罗伊斯（Rolls-Royce）兼并，但是人们一直对 “卡梅瓦”津津乐道，当初卡梅瓦是世界上生产调距桨最大的公司， 根据生产卡普兰水轮机的经验，该公司从1937年即生产出第一台船用 调距桨，全球多家公司均引进卡梅瓦专利进行生产，如日本三菱公司 、美国伯德.约翰逊公司等。肖特尔的产品有可调桨、侧向推进器、舵 桨、喷水推进器等，其SRP舵桨是世界第一品牌。瓦锡兰不但生产推 进器，还是世界上最著名的柴油机制造商，兼并了荷兰的列泼斯（ LIPS）推进器，列泼斯是专门生产推进器的厂商，创立于1928年，是 世界上从事调距桨生产较早的公司之一，在日本、法国、美国、意大 利、西班牙、加拿大等地均有该公司子公司或制造商，其产品涵盖侧 推、调距桨、定距桨、舵桨、喷水推进器等，并入瓦锡兰后其推进器 品牌仍为LIPS。
气蚀： 又称穴蚀。流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触 的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心 泵叶片叶端的高速减压区。气蚀的特征是先在金属表面形成 许多细小的麻点，然后逐渐扩大成洞穴。 气蚀的形成原因是由于冲击应力造成的表面疲劳破坏，但液 体的化学和电化学作用加速了气蚀的破坏过程。 疲劳破坏： 当液体在与固体表面接触处的压力低于它的蒸汽压力时，将 在固体表面附近形成气泡。另外，溶解在液体中的气体也可 能析出而形成气泡。随后，当气泡流动到液体压力超过气泡 压力的地方时，气泡变溃灭，在溃灭瞬时产生极大的冲击力 和高温。固体表面经受这种冲击力的多次反复作用，材料发 生疲劳脱落，使表面出现小凹坑，进而发展成海绵状。严重 的其实可在表面形成大片的凹坑，深度可达20mm。
液压联轴节清洗
将联轴器上压板先拆去， 然后用装拆油缸活塞专用 工具把活塞旋出，，再轻 轻把内套从外套中拉出， 然后用布擦去油污，用干 净的汽油或轻柴油清洗两 次。后用干净的压缩空气 吹干（若无干净的压缩空 气可不吹），最后用无毛 头的干净布擦干，特别应 注意内外套锥面和内套的 内表面上。清洗擦干后用 清洁沉淀过的机油涂于内 外套锥面和内套内表面， 在清洗外套时应旋出两个 注油螺孔，并清洗。
1、部 分负 荷下 的经 济性 较好
当船舶在低于发动机额定 功率，即在部分负荷下航 行时，通过调节主机转速 n与螺距H/D,使机桨配合 获得较大的螺旋桨效率， 又有较小的耗油率，从而 使船舶在该航速下每小时 的燃油消耗最小。这就改 善了经济性，增加了续航 力。
2、适 应 船 舶 阻 力 的 变化， 使 主 机 发 出 额 定 功 率
4、提 高船 舶的 机动 性和 操纵 性
调距桨能在良好的主机转速下把推 力从最大值减到任何值，因而能使 船舶超低速航行。必要时还可使调 距桨交替正车和倒车，以保证舵效。 此外，采用调距桨的船舶，停航时 间和距离较短。因而使船停下来的 时间和距离，取决于螺旋桨发出倒 车推力的大小和决定停车后能发出 倒车推力的时间。调距桨由于能把 螺距调到合适的工况，因而它比定 距桨能发出更大的倒车推力，而且 迅速换向
当船舶由于气候、海况、船体 表面而引起阻力增加时，船速 和转速下降，功率随之下降， 发不足额定功率。但对于调距 桨，可以选用一新的螺距比， 使转矩系数不变而减少进速系 数，结果使螺旋桨仍在额定转 速运行，因而主机能发出额定 功率。 由此可见，调距桨装置能使主 机适应船舶阻力的变化，发足 额定功率，使船舶有较高的航 速
液压联轴节组装
将内套装入外套前再次检查表面有 无毛刺等，若有应用油石磨去，装 时严禁接触表面有油污和沙粒存在 ，后把密封环装入油缸中（注意密 封环大端向内安装），活塞旋入内 套上，并旋紧，最后把压板等件装 上，并用干净塑料布包好后上船安 装。
液压联ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ节的上船安装
上船安装 （1）将被安装联轴器处轴的外径用轻柴油洗干净，擦去锈斑，擦干后涂 上洁净机油。 （2）把组装后的联轴节拆去塑料包布，把联轴器套在轴上。按现场情况 确定其位置。 （3）拆去联轴器上两处进油孔螺塞，并检查是否清洁，接上手动高压油 泵接管接头。 （4）先不打径向油泵，泵轴向油泵使其压力在1~2MPa，即压力表指针动 ，卸去油压，此时外套位置为“0”位。以“0”位开始先泵径向油泵 ，当联轴器非活塞端面内外套之间表面四周有均匀渗油时，即泵轴向 油泵，两泵泵油时使内外套之间始终有油渗出。联轴器安装应慢慢进 行。当安装至初始位置时，稳压20S后，才先停止径向油泵，后停轴 向油泵，以防止套在内套上后退。停泵10分钟后即把两泵及接管拆下 ，再装上联轴器进油孔螺塞，最后装上压环、垫片和螺栓。
概述
可调螺距螺旋桨CPP（Controllable Pitch Propeller)，一般称为可调桨或调距桨，此 称呼是相对于定距桨FPP（Fixde Pitch Propeller）而言的，在推进器中属于高端 产品，性能好，价格高。
由于调距桨能改变螺距，因而它 与定距桨相比，有许多优点。
1、部分负荷下的经济性较好 2、适应船舶阻力的变化，使主机发出额定功率 3、主机或齿轮箱可不装换向装置 4、提高船舶的机动性和操纵性 5、有利于推进装置驱动辅助负载
液压联轴节
液压联轴节由两个高强度的缸套组成，内 套较薄，外套较厚。内套的外表面略带锥 度，外套的内孔锥度与此相应。内套孔径 略大于轴颈，因此能在轴上滑移，外套在 液压作用下，朝内套的大端移动，压紧内 套。为了实现这一点，内外套之间需充以 高压油，形成一层承载油膜，克服内外套 配合锥面的摩擦力。一旦外套达到预定位 置时，放出高压油，使内外套之间恢复正 常的摩擦力，并迫使内套紧压在两轴段的 接触表面。
液压联轴节拆卸
船上拆下联轴器 1、 首先应拆除联轴器附近的管子和杂物，把联轴器的外表 和轴表面清除干净，漆除去。 2 、拆前做联轴节配合件相对位置标记，做好套轴、套套之 间轴向、径向标记和记录。 3 、拆去联轴器两进油口的螺塞，小心清除周围的锈斑和赃 物，并防止赃物掉入孔内。接上两只高压油泵。 4 、先泵轴向油泵，使活塞建立起压力后停止，再泵径向高 压油泵，使联轴器径向压力慢慢升高，直至内外套接触面四 周有均匀油渗出。径向高压油泵继续保持其压力，此时轴向 油泵泵至径向油泵压力的1/11左右。稳定10S后，即打开轴向 油泵的泄油阀，同时快速的泵径向高压油泵，使联轴器的外 套在内套上均匀的滑下来。注意轴向油先泄的慢些，后快速 泄放。泄油时，径向高压油泵不能不泵油或泵的过慢。 5、直至泵送轴套，拆除工具。将套缓慢悬空后移。
3、主 机或 齿轮 箱可 不装 换向 装置
主机运行中，如调距桨的螺距为正值， 则发出正车推力，反之则倒车；如螺 距为零，则推力为零，船舶不前进也 不后退。所以在调距桨装置中，如果 是减速运动，齿轮箱不必设换向装置， 如果是直接传动，主机可不设换向机 构。它避免了换向期间的停车和反向 启动，因而减少了压缩空气的消耗， 提高了发动机的寿命和减少了维修工 作。
换新时注意事项
1、在整个液压泵操作过程中，必须用压力表 监控各部工作压力且操作者离开运动部件 移动方向。吊装工件时注意安全操作勿伤 人、勿损坏工件。 2、如果是新的联轴节安装时应按设计要求安 装到位： 安装之前选择两个有代表性的位 置，测量外套的轴径，在安装过程中测量 其直径的膨胀量，直到膨胀量达到设计要 求。
液压联轴节结构图
液压联轴节的加工和装配
1、液压联轴节利用锥孔和锥体间的摩擦力来传递扭矩，由于 弹性变形产生很大的静配合过盈，使联轴节紧固在轴上 2、其锥面一般加工成1:80---1:100的锥度。 3、联轴节与轴配合的过盈量为△=（1.4/1000~1.8/1000）*d
液压联轴节拆卸
装拆联轴节的准备工作 由于联轴节是一种加工制造较精密的液压元件，所以安装 和拆卸应注意清洁。 1、油料准备 使用的液压油料必须清洁，并须经过过滤和沉淀才好使用 沉淀时间应超过48小时。另准备清洗用柴油和盆等。 2、 拆卸专用工具设备： （1）高压油泵两台，一台最大压力不得小于150MPa，另 一 台最大压力不得小于25MPa，泵使用前必须清洗干 净才可 使用。 （2）装拆活塞油缸专用工具。 （3）准备擦洗用布料若干，应是无毛头的。
5、 有利 于推 进装 置驱 动辅 助负 载
因为靠改变螺距能在发动机转速不 变的情况下，使船舶得到全航速范 围内的任何航速，因此可使发动机 以恒速运行，以驱动轴带发电机。
在具备上述优点的同时，其叶 存在一定的缺点
1、桨和轴系复杂，制造工艺要求高，所用 材料较好，因此造价较高 2、桨毂中的转叶机构难于维修和养护、可 靠性差 3、调距桨的桨毂比定距桨大，因此在相同 的设计工况下，调距桨的效率比定距桨略 低 4、调距桨的叶根较厚，容易产生气泡。