船舶螺旋槳故障原因的分析與探討

陳順陽（華南造船廠（江門）有限公司,廣東 江門 529100）

船舶螺旋槳故障原因的分析與探討

陳順陽
（華南造船廠（江門）有限公司,廣東 江門 529100）

本文對螺旋槳故障的種類進行了羅列，并將這些故障產生的原因進行了分析，如船舶螺旋槳纏繞漁網的故障、螺旋槳與附屬部件接觸點的摩擦、螺旋槳葉斷裂造成的失衡、槳葉變形、螺旋槳鳴音、螺旋槳氣蝕等。

船舶；螺旋槳；故障

1 引言

船舶的螺旋槳將產生的推力傳給船本身，它是把發動機產生的力矩轉換成動能的部件。如果螺旋槳發生故障，船舶的正常行進將受到不同程度的影響，在發生不同的故障時，處理的方法有所不同，選擇合適的方法要基于對故障的合理分析，也就是說原因分析也非常重要，原因分析的準確與否直接影響判斷故障種類的結果，本文對船舶螺旋槳故障原因進行了分析和探討[1]。

2 船舶螺旋槳故障種類及原因分析

2.1 船舶螺旋槳纏繞漁網的故障

螺旋槳經常被漁網纏繞，這種情況發生后會使螺旋槳的力矩增加，從而造成了發動機負荷的增加，當超負荷進行工作地時候，很有核能會蹩停軸系或螺旋槳，使得螺軸系與旋槳槳葉損壞、變形，有時會產生軸系振動噪聲變大。當軸系出現基于轉速極品的沖擊信號時，證明軸系機械工作運行不正常，在這種情況下，需要對軸系或螺旋槳進行進一步檢查，找到沖擊信號的原由，這時有可能發生以下故障：

（1）罩鰭片發生變形；

（2）軸系艉軸法蘭磨損或損壞；

（3）艉軸承固定六角螺栓損壞或缺失；

（4）聯軸節連接法蘭發生移位；

（5）推力軸承倒車推力塊受損；

（6）軸系振動噪聲增大，這種情況一方面是因為漁網殘片堵塞柱軸承的冷卻水通道，再一就是軸系聯軸節法蘭移位使得軸系部件發生松動[2]。

2.2 螺旋槳與附屬部件接觸點的摩擦

由于艉軸工作環境相對復雜，軸承與艉軸有時因對中潤滑效果差、間隙不理想等原因致使軸系振動而產生較大聲響，也可能是因為其密封裝置安裝方法不對、槳葉與槳葉導流罩、艉軸保護罩與螺旋槳槳轂接觸等原因產生聲響。螺旋槳和附屬部件的接觸點有可能出現在螺旋槳槳轂與艉軸保護罩處，在進塢檢查時，應確保該處有足夠大的間距，將靠近槳轂處的保護罩進行適當切除，從而保證不會再出現接觸摩擦[3]。

2.3 螺旋槳葉斷裂造成的失衡

當船體在平靜的江面上行駛時， 瞬間發生船體劇烈的振動時，船員一般會減速航行， 振動會有所減弱， 持續減速， 振動變小[4]。

該種情況原因分析： 該種情況的發生很有可能是螺旋槳葉已經斷掉， 使得螺旋槳失掉了平衡， 使得船體發生劇烈的振動。 一般這種情況有可能是因為螺旋槳材料性能差、鑄造缺陷，或者螺旋槳葉被嚴重腐蝕、 水中生物污染或者螺旋槳葉碰到纜繩、礁石等物體使得螺旋槳葉的剝蝕、斷裂、變形等原因， 導致了螺旋槳各槳葉重心不穩 失去了平衡， 敲擊到艉軸，造成軸系或船體發生很嚴重地振動。

對于這種情況發生時要利用接補的方法把斷裂的槳葉進行修復，對表面的裂紋、穴蝕、腐蝕等缺陷進行系統的修補，把變形校正回來，再者，要對靜平衡性、螺旋槳的螺距等進行質量的檢驗，同時要滿足相關范的要求。

2.4 槳葉變形

螺旋槳在工作時，槳葉與水產生作用力，使得水體對船體產生反作用力，這樣才使船體前進。槳葉在長期的使用過程中，由于材質的不同，疲勞極限也不同，材質發生變形及斷裂都是在隨著時間的延長而直到產生這種情況，而除了這種作用力以外，仍有很多不確定因素，如水體的侵蝕使得槳葉厚度變薄， 這種厚度的變薄使得槳葉變形量增加。

2.5 螺旋槳鳴音

螺旋槳的鳴音是由于槳葉隨邊發放漩渦的頻率和槳葉振動最大振幅結構響應的頻率一致引起的，這些能量使得槳葉發生自激振動。要想將鳴音減弱有如下方法：

（1）修削槳葉的隨邊。要改變發放頻率首先要改變槳葉尾邊的厚度，尾邊的結構形態會影響發放渦的頻率與強度，也決定了形成的渦街橫向與縱向間距比。但不同把消除鳴音作為唯一的目的，因為尾緣被削弱得過薄會影響其強度，造成強度的降低以至于不能滿足工作需要。

（2）增加槳葉的阻尼。使用高阻尼的材料制造螺旋槳也可以消除鳴音。

（3）在槳葉葉背隨邊的附近，剖面弦長的1/15左右位置，沿著徑向等間距地固定一些小的金屬材質的突出體，并將其做成半圓形。

（4）將槳葉隨邊換成鋸齒形的結構，齒形高度為弦長的7%左右，齒形底邊與齒高相等。

2.6 螺旋槳氣蝕

螺旋槳在工作中，如果氣穴在其表面附近，槳葉材質會因為受到液壓撞擊的長期持續作用力，從而出現坑點的腐蝕。氣蝕往往產生振動和噪聲，而且在金屬表面會出現點狀的腐蝕，嚴重時可使得槳葉穿孔或破裂，造成整個螺旋槳重心不穩，產生振動和噪音。解決這些問題的方法如下：

（1）改進槳葉結構的設計，增加過流面積，減少葉片的厚度，使葉片的形狀變成流線型的形狀。

（2）增大槳葉的進口角度，減少葉片的彎曲，從而減少葉片阻塞。

（3）槳葉材質更換成抗氣蝕的材料，比如具有高硬度、強度、韌性的材料，同時其化學穩定性要好。

3 結束語

船舶螺旋槳發生的故障是一種常態化的故障，不同船舶不同材質的螺旋槳由于在工作中的情況存在差異而不能等同地去分析其故障產生的原因，在具體處理故障及分析時應把實際水面情況及螺旋槳周圍部件的工作情況都有考慮進去，避免憑借經驗來判斷故障原因。

[1]黃輝，儲建新，沈愛弟.基于定子電流的電力推進船舶螺旋槳故障診斷[J].中國航海，2014,37(03):28-31.

[2]刁愛民，田靜.某型特種船舶螺旋槳纏繞漁網的故障特征分析及處理方法[J].中國修船，2014(27):26-28.

[3]趙志均.船舶檢驗中常見的機械問題及相關解決辦法[J].大科技，2014(03):158.

[4]張立冬.船舶軸系異常噪聲分析及控制[J].中國水運,2014(09):164-165.