船舶螺旋桨故障原因的分析与探讨

陈顺阳（华南造船厂（江门）有限公司,广东 江门 529100）

船舶螺旋桨故障原因的分析与探讨

陈顺阳
（华南造船厂（江门）有限公司,广东 江门 529100）

本文对螺旋桨故障的种类进行了罗列，并将这些故障产生的原因进行了分析，如船舶螺旋桨缠绕渔网的故障、螺旋桨与附属部件接触点的摩擦、螺旋桨叶断裂造成的失衡、桨叶变形、螺旋桨鸣音、螺旋桨气蚀等。

船舶；螺旋桨；故障

1 引言

船舶的螺旋桨将产生的推力传给船本身，它是把发动机产生的力矩转换成动能的部件。如果螺旋桨发生故障，船舶的正常行进将受到不同程度的影响，在发生不同的故障时，处理的方法有所不同，选择合适的方法要基于对故障的合理分析，也就是说原因分析也非常重要，原因分析的准确与否直接影响判断故障种类的结果，本文对船舶螺旋桨故障原因进行了分析和探讨[1]。

2 船舶螺旋桨故障种类及原因分析

2.1 船舶螺旋桨缠绕渔网的故障

螺旋桨经常被渔网缠绕，这种情况发生后会使螺旋桨的力矩增加，从而造成了发动机负荷的增加，当超负荷进行工作地时候，很有核能会蹩停轴系或螺旋桨，使得螺轴系与旋桨桨叶损坏、变形，有时会产生轴系振动噪声变大。当轴系出现基于转速极品的冲击信号时，证明轴系机械工作运行不正常，在这种情况下，需要对轴系或螺旋桨进行进一步检查，找到冲击信号的原由，这时有可能发生以下故障：

（1）罩鳍片发生变形；

（2）轴系艉轴法兰磨损或损坏；

（3）艉轴承固定六角螺栓损坏或缺失；

（4）联轴节连接法兰发生移位；

（5）推力轴承倒车推力块受损；

（6）轴系振动噪声增大，这种情况一方面是因为渔网残片堵塞柱轴承的冷却水通道，再一就是轴系联轴节法兰移位使得轴系部件发生松动[2]。

2.2 螺旋桨与附属部件接触点的摩擦

由于艉轴工作环境相对复杂，轴承与艉轴有时因对中润滑效果差、间隙不理想等原因致使轴系振动而产生较大声响，也可能是因为其密封装置安装方法不对、桨叶与桨叶导流罩、艉轴保护罩与螺旋桨桨毂接触等原因产生声响。螺旋桨和附属部件的接触点有可能出现在螺旋桨桨毂与艉轴保护罩处，在进坞检查时，应确保该处有足够大的间距，将靠近桨毂处的保护罩进行适当切除，从而保证不会再出现接触摩擦[3]。

2.3 螺旋桨叶断裂造成的失衡

当船体在平静的江面上行驶时， 瞬间发生船体剧烈的振动时，船员一般会减速航行， 振动会有所减弱， 持续减速， 振动变小[4]。

该种情况原因分析： 该种情况的发生很有可能是螺旋桨叶已经断掉， 使得螺旋桨失掉了平衡， 使得船体发生剧烈的振动。 一般这种情况有可能是因为螺旋桨材料性能差、铸造缺陷，或者螺旋桨叶被严重腐蚀、 水中生物污染或者螺旋桨叶碰到缆绳、礁石等物体使得螺旋桨叶的剥蚀、断裂、变形等原因， 导致了螺旋桨各桨叶重心不稳 失去了平衡， 敲击到艉轴，造成轴系或船体发生很严重地振动。

对于这种情况发生时要利用接补的方法把断裂的桨叶进行修复，对表面的裂纹、穴蚀、腐蚀等缺陷进行系统的修补，把变形校正回来，再者，要对静平衡性、螺旋桨的螺距等进行质量的检验，同时要满足相关范的要求。

2.4 桨叶变形

螺旋桨在工作时，桨叶与水产生作用力，使得水体对船体产生反作用力，这样才使船体前进。桨叶在长期的使用过程中，由于材质的不同，疲劳极限也不同，材质发生变形及断裂都是在随着时间的延长而直到产生这种情况，而除了这种作用力以外，仍有很多不确定因素，如水体的侵蚀使得桨叶厚度变薄， 这种厚度的变薄使得桨叶变形量增加。

2.5 螺旋桨鸣音

螺旋桨的鸣音是由于桨叶随边发放漩涡的频率和桨叶振动最大振幅结构响应的频率一致引起的，这些能量使得桨叶发生自激振动。要想将鸣音减弱有如下方法：

（1）修削桨叶的随边。要改变发放频率首先要改变桨叶尾边的厚度，尾边的结构形态会影响发放涡的频率与强度，也决定了形成的涡街横向与纵向间距比。但不同把消除鸣音作为唯一的目的，因为尾缘被削弱得过薄会影响其强度，造成强度的降低以至于不能满足工作需要。

（2）增加桨叶的阻尼。使用高阻尼的材料制造螺旋桨也可以消除鸣音。

（3）在桨叶叶背随边的附近，剖面弦长的1/15左右位置，沿着径向等间距地固定一些小的金属材质的突出体，并将其做成半圆形。

（4）将桨叶随边换成锯齿形的结构，齿形高度为弦长的7%左右，齿形底边与齿高相等。

2.6 螺旋桨气蚀

螺旋桨在工作中，如果气穴在其表面附近，桨叶材质会因为受到液压撞击的长期持续作用力，从而出现坑点的腐蚀。气蚀往往产生振动和噪声，而且在金属表面会出现点状的腐蚀，严重时可使得桨叶穿孔或破裂，造成整个螺旋桨重心不稳，产生振动和噪音。解决这些问题的方法如下：

（1）改进桨叶结构的设计，增加过流面积，减少叶片的厚度，使叶片的形状变成流线型的形状。

（2）增大桨叶的进口角度，减少叶片的弯曲，从而减少叶片阻塞。

（3）桨叶材质更换成抗气蚀的材料，比如具有高硬度、强度、韧性的材料，同时其化学稳定性要好。

3 结束语

船舶螺旋桨发生的故障是一种常态化的故障，不同船舶不同材质的螺旋桨由于在工作中的情况存在差异而不能等同地去分析其故障产生的原因，在具体处理故障及分析时应把实际水面情况及螺旋桨周围部件的工作情况都有考虑进去，避免凭借经验来判断故障原因。

[1]黄辉，储建新，沈爱弟.基于定子电流的电力推进船舶螺旋桨故障诊断[J].中国航海，2014,37(03):28-31.

[2]刁爱民，田静.某型特种船舶螺旋桨缠绕渔网的故障特征分析及处理方法[J].中国修船，2014(27):26-28.

[3]赵志均.船舶检验中常见的机械问题及相关解决办法[J].大科技，2014(03):158.

[4]张立冬.船舶轴系异常噪声分析及控制[J].中国水运,2014(09):164-165.