螺旋槳鳴叫判斷方法及解決對策

趙立震

（南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005）

螺旋槳鳴叫判斷方法及解決對策

趙立震

（南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005）

針對某輪艉部區(qū)域出現(xiàn)刺耳的金屬鳴叫的聲音，經(jīng)排查，排除了主軸和軸承等問題，判斷屬于螺旋槳鳴叫問題。基于此，就螺旋槳鳴叫問題的判斷方法、原因、解決對策進(jìn)行探討，以供參考。

螺旋槳鳴叫；判斷方法；影響因素；維修施工

某輪在滿載運(yùn)營時，主機(jī)在超過半速轉(zhuǎn)速即以69rpm運(yùn)轉(zhuǎn)時，船艉部區(qū)域出現(xiàn)了刺耳的金屬鳴叫聲音，船員為此非常擔(dān)心，不清楚是主機(jī)軸的問題，還是主軸承、螺旋槳等設(shè)備問題。經(jīng)觀察，金屬鳴叫在艉部甲板區(qū)域、舵機(jī)房、應(yīng)急消防泵室等區(qū)域較為明顯，自船艉部至船舯部鳴叫聲音逐漸變小，在船艏部難以聽到；而空載和主機(jī)低轉(zhuǎn)速時沒有此聲音。

1 螺旋槳鳴叫的判斷方法

僅憑金屬鳴叫聲音難以判斷是螺旋槳鳴叫還是主軸等故障。通過以下判斷方法，可判斷此類金屬鳴叫是否屬于螺旋槳鳴叫。

1.1 直接判斷法

①出現(xiàn)鳴叫時，將舵左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，確認(rèn)金屬鳴叫是否消失。若屬于螺旋槳鳴叫，在出現(xiàn)鳴叫時，通過轉(zhuǎn)舵改變螺旋槳周圍的水流狀況，通常鳴叫會消失。本輪經(jīng)船員測試，發(fā)現(xiàn)金屬鳴叫會消失。

②是否僅在重載情況下出現(xiàn)金屬鳴叫，或者在船舶空載時有無鳴叫。若屬于螺旋槳鳴叫，通常在重載或滿載情況下會出現(xiàn)鳴叫。根據(jù)船員反饋，本輪在重載情況下才出現(xiàn)鳴叫，在空載情況下沒有鳴叫現(xiàn)象。

③出現(xiàn)鳴叫時，將螺旋槳倒轉(zhuǎn)，核對金屬鳴叫是否消失。若屬于螺旋槳鳴叫，在出現(xiàn)鳴叫時，通過將螺旋槳倒轉(zhuǎn)來改變螺旋槳周圍的水流狀況，通常鳴叫會消失。本輪經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)金屬鳴叫會消失。

④目視螺旋槳槳葉有無問題，或槳葉上是否纏繞了異物。本輪經(jīng)船員檢查，發(fā)現(xiàn)槳葉正常，槳葉上未纏異物。

通過直接判斷法，從以上各方面情況反饋來看，本輪金屬鳴叫符合螺旋槳鳴叫的特征。

1.2 間接排除法

1.2.1 艉軸管有無問題。艉軸管一般不會有異響的聲音，因為是純圓的，且軸與艉軸管之間間隙很小。

1.2.2 耐磨套與軸之間有無問題。耐磨套與軸之間一般也不會有異響的聲音，因耐磨套材料是樹脂的。

1.2.3 軸的振動有無問題。從主機(jī)參數(shù)監(jiān)控器讀到軸的振動數(shù)據(jù)如表1所示，經(jīng)評估后認(rèn)為本輪軸的振動在正常范圍內(nèi)。

表1 軸的振動數(shù)據(jù)表

1.2.4 主機(jī)拐檔差是否正常。經(jīng)船員測量，如表2所示，本輪拐檔差數(shù)值符合要求，主機(jī)拐檔差正常。

表2 主機(jī)拐檔差數(shù)值表

1.2.5 主軸承溫度是否正常。根據(jù)規(guī)范要求，主軸承溫度不高于55℃為正常。經(jīng)船員核對，本輪主軸承溫度低于55℃以下，符合要求，主軸承正常。

1.2.6 是否屬艉軸管冷卻水艙內(nèi)水晃動的聲音。檢查艉軸管冷卻水艙是否是滿的，若不滿，水在艉軸管冷卻水艙內(nèi)晃動拍打艙壁，也會發(fā)出聲音。打開艉艙壁軸管上方的檢測閥，若有水流出，證明冷卻水艙是滿的；若不滿，請船員加滿，查看是否還有此類聲音。經(jīng)船員核對，發(fā)現(xiàn)本輪檢測閥有水流出，排除了冷卻水艙內(nèi)水晃動的聲音。

1.2.7 主軸或軸承是否正常。從艉軸管油濾器取沉淀物，由船員用磁鐵檢驗是否是金屬粉末。若不是金屬，應(yīng)該是絮狀物，可能是部分墊片滲入的膠，對設(shè)備無影響。若是金屬粉末，則安排材質(zhì)分析，并與主軸或軸承比對是否一致。同時過段時間再取樣，查看是否再次出現(xiàn)該粉末。據(jù)此經(jīng)船員取樣驗證后，本輪未發(fā)現(xiàn)金屬粉末，因此可以排除本輪主軸或軸承問題。

通過間接排除法，從以上各方面情況反饋來看，進(jìn)一步驗證了本輪金屬鳴叫屬螺旋槳鳴叫。

2 螺旋槳鳴叫原因分析

螺旋槳鳴叫是一種共振現(xiàn)象，即當(dāng)螺旋槳運(yùn)行時，形成于螺旋槳槳葉的隨邊處的卡門渦流的頻率與螺旋槳槳的固有頻率偶合而形成的一種共振現(xiàn)象。螺旋槳鳴叫不影響螺旋槳的性能表現(xiàn)（效率），僅僅是聽得見刺耳的金屬鳴叫。

3 螺旋槳鳴叫的影響因素

螺旋槳鳴叫不僅是螺旋槳自身的因素（參數(shù)）造成的，其產(chǎn)生還與水流條件、船體條件、船舶吃水、船舶操作條件和螺旋槳槳表面狀況等相關(guān)。通常當(dāng)船舶運(yùn)行過程中出現(xiàn)螺旋槳鳴叫時，如上述直接判斷法，改變以上任何一個條件時，螺旋槳鳴叫就會消失。

4 解決螺旋槳鳴叫的對策

用“減小螺旋槳槳厚度法”作為對策非常適用，即通過減小螺旋槳槳葉的厚度，使螺旋槳槳葉的隨邊形成非對稱的截面，以至于形成于螺旋槳槳葉隨邊處的卡門渦流的頻率發(fā)生改變，進(jìn)而偏離刺耳的金屬鳴叫頻率區(qū)間（500～1 500Hz），避免共振現(xiàn)象發(fā)生［1］。具體方法如下。

4.1 自行磨合法

通過以上判斷方法，在確定了金屬鳴叫屬螺旋槳鳴叫以后，可無需干預(yù)，隨著時間的推移，船舶經(jīng)過運(yùn)營，螺旋槳槳邊緣被水流磨得厚度逐漸減小，以至于形成于螺旋槳槳葉隨邊處的卡門渦流的頻率發(fā)生改變，不再出現(xiàn)螺旋槳鳴叫。即通過自行磨合即可逐漸減小螺旋槳槳葉隨邊處厚度，消除螺旋槳鳴叫。

4.2 切削打磨槳葉法

通過進(jìn)塢手工打磨螺旋槳槳葉，減小螺旋槳槳葉隨邊處的厚度，使形成于螺旋槳槳葉隨邊處的卡門渦流的頻率發(fā)生改變，從而達(dá)到消除螺旋槳鳴叫的目的。

5 維修施工

借助本輪第一次例行進(jìn)塢機(jī)會，采用切削打磨槳葉法，對螺旋槳槳葉進(jìn)行打磨和切削維修施工。具體維修步驟如下：①搭腳手架和連接用于氣動工具的7kg壓縮空氣管；②對螺旋槳進(jìn)行檢查，同時安排著色探傷，結(jié)果表面狀況良好，無裂紋和腐蝕情況；③將螺旋槳其中一個槳葉旋轉(zhuǎn)至水平位置，以便于維修；④從0.3R至0.95R在槳葉上標(biāo)線；⑤依照如圖1所示的維修方案圖，對螺旋槳槳葉0.4R～R出水邊區(qū)域進(jìn)行打磨變薄作業(yè)，對0.3R～R的出水邊區(qū)域進(jìn)行做切削作業(yè)；⑥用校驗?zāi)＞呖▽κ┕ず蟮臉~厚度進(jìn)行測量校驗，確認(rèn)是否達(dá)到施工要求；⑦完成一個槳葉后，順時針盤車，將另一個槳葉調(diào)整至水平，按以上同樣的步驟對其他4個槳葉逐一安排維修，直至完成。

6 維修驗證

本輪維修完成后，經(jīng)過一段時間重載運(yùn)行后，由船員持續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)不再出現(xiàn)螺旋槳鳴叫現(xiàn)象，表明問題得以解決。

圖1 維修方案示意圖

［1］田賢噴.3 800dwt加油船螺旋槳諧鳴分析及消除方法［J］.廣東造船，2015（6）：30-32.

The Propeller Singing Judgment Method and Countermeasures

Zhao Lizhen
（Nantong Cosco Khi Ship Engineering Co.Ltd.，Nantong Jiangsu 226005）

For a vessel stern zone appears sharp metallic sound,after investigation,ruled out the main shaft and bear?ing,judgment belongs to propeller singing.Based on this,this paper discussed the judgment method of propeller sing?ing,the cause of the problem and countermeasures,for reference.

propeller singing；judgment method；influence factor；maintenance construction

U664.33

A

1003-5168(2016)09-0081-02

2016-08-15

趙立震（1978-），男，碩士，高級工程師，研究方向：船舶與海洋工程。