调距桨工作原理和事故分析很全面.docx

浅析调距桨操作规程与常见故障应对内容摘要摘要：本文首先介绍了“育鲲”教学实习船可调螺距螺旋桨（CPP）的 结构组成，进而从整个系统以及部分重要组件的角度详细分析了调距桨液压伺服系统 工作原理， 随后总结归纳了调 距桨在各种工作状况下的操作规程， 最后结合调距桨可能出现 的故障提出了针对性的检查修 理措施，力图对船舶现实运营管理有一定的裨益关键词：调距桨、结构组成、液压伺服系统、操作规程、故障检修ABSTRUCT:Firstly, this thesis introduced the construction of the Controllable Pitch Propellerof DMU internship “ Yukun” , then made a conclusion of the operating procedures invarious working condition after a detailed analysis of the hydraulic servo system fromthe view of the whole system and some important components, at last brought outcheck and maintenance measures against various CPP malfunctionsso that it can have some effects for the practical operation and management. KEYWORDS: CPP; construction ; hydraulic servo system; operating procedure;malfunctioni目录前言 11.VBS980 调距桨系统的组成 11.1 VBS980 调距桨的调距桨部分 21.2 VBS980 调距桨的轴系部分 31.3 VBS980 调距桨的调距机构 31.4 VBS980 调距桨的伺服液压系统 41.5 VBS980 调距桨的遥控系统 42.VBS980 调距桨工作原理 52.1 调距桨液压伺服系统工作原理 52.2 调距桨配油器工作原理 72.3 调距桨比例调节阀工作原理 82.4 调距桨伺服油压调节阀的工作原理 83•“育鲲”轮调距桨（CPP）操作规程 3.1 驾驶台或集控室的正常操作 93.2 驾驶台的辅助操作 103.3 CPP 在泵站的现场手动操作 103.4 CPP 螺距应急设定的操作要点 104. 调距桨常见故障分析 114.1 螺距控制故障 114.1.1 不能进行螺距调整 114.1.2 螺距只能单向调节 124.1.3 螺距不稳定 124.1.4 螺距调整指令反应缓慢 124.1.5 螺距有误差 134.2 液压系统构造性故障 134.2.1 水分渗入液压油中 134.2.2 液压油向外溢流 134.2.3 重力油柜溢油 134.2.4 配油环漏油 134.3 异常噪声及振动 14总结 14浅析调距桨操作规程与常见故障应对、八 、-前言自第一台调距桨（Controllable Pitch Propeller,简称CPP）在加拿大问世以来，调距桨随着机 械制造业、液压技术、电子技术的发展而日臻完善，并在今天的 航运市场上得到了广泛应用。

我校校船“育鲲”轮是我国第一艘自行设计和建造的专用航海教 学实习船，为了满足航海类专业学生的教学实习以及进行交通运 输工程、航海技术和轮机工程等学科的科学研究和实船试验的需 求， “育鲲”轮安装了丹麦 MAN 公司生产的 VBS980 型可 调螺距螺旋桨（下简称 VBS980 调距桨） ，为四叶式桨、直径 3800mm、螺旋桨设计工况点功率3996kW，对应转速170rpm 可调螺距螺旋桨即是桨叶螺旋面与桨毂可作相对转动的一种螺 旋桨它借助一套转叶机转动桨叶以达到改变螺旋桨螺距 H 的 目的对于桨径 D 一定的螺旋桨，则等于换了一个新的螺距比 H/D，其性能也就发生了变化与一般的定距桨相比，调距桨具 有十分显著的特点，它的优缺点如下： 优点：（1）对航行条件适应性强：在航行条件改变的情况下，可以通 过调节螺旋桨的螺距比H/D，就可使主机保持发出最大功率的 能力，因此船舶可获得较高的航速并获得较大的推力2） 动力装置的经济性好： 相较于定距桨唯一的效率线， 调 距桨有一条最佳 n—H/D 匹配曲线，可以兼顾螺旋桨效率和主 机燃油消耗率，获得较好的经济性3）提高了船舶的机动性；除了靠改变主机转速调节船舶航速， 还可以借助于螺旋桨叶片角度的改变 ,实现正车、倒车、停车以 及航速变化，并且换向时间短、反向推力大、可实现船舶的无级 调速。

4）有利于驱动辅助负载：主机以恒定的转速运转，对使用轴 带发电机或使用轴带设备的船舶非常有利5）延长了发动机寿命：由于调距桨的变螺距功能,减少了主机 起、停及改变转速的次数，以此减少了运动部件的磨损和受热部 件的热疲劳损坏,大大延长主机的寿命,减少主机的维修时间和 维修费用6）便于实现遥控：遥控系统功能强大、操作方便，驾驶员可 以在驾驶台直接操纵控制手柄进行调距桨螺距的调节缺点：（1）调距桨及轴系由于要安装螺距调节机构及遥控系统，因此 构造复杂，造价比定距桨高；（2）由于桨毂中的转叶机构零件尤其是运动部件多，可靠性不 及定距桨；（3）在相同情况下，调距桨由于桨毂部结构较定距桨复杂，使得其毂径比（d/D）较大在相同的设计工况时，其效率要比定 距桨低1%〜3%1.VBS980调距桨系统的组成“育鲲”轮所用 的 VBS980 调距桨系统主要是由调距桨部分、轴系部分、调距 机构、伺服液压系统、操纵系统五大部分组成21.1 VBS980 调距桨的调距桨部分图-1 调距桨部分的结构图 2-桨毂缸；3-保护锌块；5-伺服活塞； 7-桨毂；8-活塞螺栓；11-滑块；14-伺服管法兰；15-伺服活塞螺 栓；16-桨叶螺栓；17-密封环；18-滑动环；19-伺服机构盖螺栓； 21-法兰端盖；22-轴毂螺栓；23-轴向销轴；24-端盖螺栓；26-尾 端轴封螺栓；35-密封法兰螺栓；39-桨毂螺栓；40-伺服机构盖； 50-衬套；54-导块；57-导块螺栓；80-螺旋桨叶片；81-叶片法兰； 82-螺距控制头；90-螺旋桨轴；91-输油管。

调距桨包括桨叶 80 和桨毂 7，如图-1 所示，安装有四个桨叶80 的桨毂 7 用螺栓 22 连接在螺旋桨轴 90 后端整段法兰上， 在法兰和桨榖 7 的圆周上还装配有轴向销轴 23， 用以将螺旋 桨轴 90 的扭矩传至螺旋桨并用带有密封圈和注入了矿物油脂 的法兰端盖 21 来保护螺栓 22 和销轴 233桨毂油缸伺服活塞 5 通过曲柄滑块机构（82， 11， 75）与桨叶 80 相连，当活塞 5 移动，螺距相应变化轴系内的螺旋桨轴 90 和 输油管 91 构成通往桨毂 7 的两条同心油道，液压油就通过这 两条同心油道流进和流出伺服油缸 输油管 91 与油缸伺服活 塞 6 相连作为实际螺距的反馈机构桨毂本体 7 位于一个大的轴承座圈内以吸收桨叶和曲柄滑块机 构（82，11，75）施加的负荷每个桨叶 80 都用螺栓 16、销 轴 61 连接到它的叶片法兰 81 上，并用装在螺栓头下的 O 型 圈 17 给以密封轴向移动伺服活塞 5 通过曲柄滑块机构（ 82 ， 11，75）可以旋转叶片法兰 81 和桨叶 80桨毂后部的高压腔 与调距机构以及桨叶法兰分开，确保桨叶密封上仅有重力油箱的 油压作用，在达到防止海水渗入的前提下有效地避免了漏油。

1.2 VBS980 调距桨的轴系部分桨毂被螺栓 22 和销轴 23 连接到 螺旋桨轴法兰上， 桨轴的前端通过联结法兰与中间轴相联传 动轴部分由螺旋桨轴和配油轴组成，两者用套筒联轴器相连中 空的传动轴既可以将主机输出的动力传递到螺旋桨又可以作为 进回油通道配油轴可以将液压油供应到两个通道（输油管内部 的通道和螺旋桨轴和输油管之间的环形通道） ， 继而液压油分 别进入到伺服活塞艉部或艏部的液压油腔此外，输油管还通过 反馈杆连接伺服活塞和配油器旁的反馈机构，它用来传递伺服活 塞和桨叶的位置信号在配油轴间的液压单向阀的作用：从配油 轴来的压力油通过配油轴上的小孔进入锁止阀 ,然后进入内、外 油管,在不进行调距的情况下锁止阀是关闭 （锁死）的,可以起到锁 紧桨叶的作用；调距时,进入油腔的压力油打开回油腔的锁止阀 才能形成回路1.3 VBS980 调距桨的调距机构调距机构包括产 生转动桨叶动力的伺服油缸、伺服活塞，分配压力油给伺服油缸 的配油器，桨叶位置反馈装置及其附属设备等它的主要任务是 调距、稳距以及对螺距进行反馈和指示VBS980调距桨的调距 机构为一曲柄-滑块机构，螺距控制头（滑块）与桨毂油缸内做 直线运动的活塞刚性连接，它在滑槽内运动带动叶片法兰旋转， 叶片法兰与叶根用螺栓连接，从而使桨叶转动以达到调节桨叶螺 距的目的。

4图-2 调距桨反馈机构结构图20-位移发送器；21-位移传感器；23-内六角螺钉；B41 -螺距指示 发送器；B42-螺距反馈发送器；16-固定块；50-滚轮反馈机构 用于稳距和指示桨角反馈机构的作用过程如下：伺服活塞的位 移由输油管及反馈杆传递， 带动反馈环和位移传动装置做往返 运动 螺距指示发送器 B41 和螺距反馈发送器 B42 是两个完 全相同的装有电桥的变送器 ，位移传动装置移动能改变电桥上 滑动变阻器的电阻，从而产生电压信号，该电压信号传到控制单 元用于指示螺距和反馈控制其中，用于提供螺距反馈控制信号 的变送器拥有更高的优先权通过改变接线柱连接，可以让用于 螺距指示的变送器代替出现故障的螺距反馈变送器当调距桨转 动时，反馈环随轴转动同时带动滚轮转动，这样能减少滚轮和反 馈环在传动过程中造成的损伤1.4 VBS980 调距桨的伺服液压系统VBS980 调距桨的伺服液压系统主要由伺服油箱、两台液压油 泵、管件、控制阀组、滤器、冷却器和保护元件组成 液压系 统的主要功能是按遥控系统的螺距指令,驱动桨毂调距机构工作, 将桨叶转动至指令要求的螺距位置 ,实现船舶的正、 倒车航行 , 满足船舶各种工况时要求的航速或推力 ,并可以使船舶在最大正 车至最大倒车之间无级调速,也可以通过调距桨倒车使船紧急制 动,提高船舶的机动性能。

当调距系统出现故障后,应急系统可将 桨叶固定于正车螺距位置,使之能按 定距桨状态工作.1.5 VBS980 调距桨的遥控系统 调距桨遥控系统主要由以下几个部分组成 :主驾驶台的操纵面板 （包括中心和两侧翼共三个面板）、集控室的操纵面板、包含主控 制计算机的主控制箱、螺旋桨伺服电子装置 （闭环放大和螺旋桨 指示电子装置）通过对控制手柄的动作，可以使调距桨的螺距 发生所需要的改变，并将螺 5旋桨实际的螺距值显示在相应的仪 表上2.VBS980 调距桨工作原理 下面从可调螺距螺旋桨、配油器、比例调节阀和伺服油压调节阀 的角度来简要介绍调距桨的工作机理2.1 调距桨液压伺服系统工作原理图-3 调距桨液压伺服系统工作原理图1-止回阀；2-伺服遥控箱；3-位置变送器；4-位置传感器；5-活塞 杆；6-配油轴；7-比例调节阀；8-伺服油压力调节阀；9-伺服活 塞；10、12、29-滤器；13-止回阀；1。