船用螺旋桨小知识集锦
螺旋桨基础知识
螺旋桨基础知识船舶在海上航行，靠的是螺旋桨在水下旋转产生推力实现的，如果我们把主机称为船舶的心脏，则我们可把螺旋桨称为船舶的腿，别以为螺旋桨很简单，其实它也相当的复杂，造一条船，要保证船舶的性能，就要靠机桨和船体的匹配，所以通常螺旋桨和船体需要做实验才能知道其性能，而船舶的其它设备则无需做船模实验，只要做出厂实验满足规范要求即可。
下面我们就浅谈一下螺旋桨的基础知识效率曲线螺旋桨效率曲线图如是图1所示K F是螺旋桨推力系数，和转速是二次方的关系。
按照相似定理通过船模实验求得。
K M是螺旋桨轴的扭距系数，螺旋桨转速也是二次方的关系，按照相似定理通过船模实验求得。
纵坐标是螺旋桨的效率，横坐标是进速系数值，用J表示J=v/nDV螺旋桨相对于水的速度n表示螺旋桨转速D表示螺旋桨直径公式的含义是螺旋桨每转一圈相对于水的进程与直径的比值。
通常是根据这个曲线来设计螺旋桨的最佳工作点的，以此达到最好的效率。
螺旋桨操作工况定距桨操作工况定距桨只有一个最佳工作点，就是在设计转速下达到设计的转距，此时螺旋桨才能达到设计的功率 .如图2的1号线所示通常这个设计点是船舶处于设计的负载状态下，船体清洁，水面无风浪，自由航行状态。
当由于船体有污，或风浪很大时，或水很浅，此时航速变慢，船的进速系数J值变小，轴的扭距增加，由公式M=9550*P/n 可知，必然引起原动机的功率增加，，M表示扭距，P表示功率，n表示转速。
如图2的3号线所示，原动机的转速达不到设计转速，原动机要降速运行，否则会引起超负荷。
当船舶货没装满，半载前行时，此时船舶的阻力变小，航速就会变快，J值增加，如是图2 的2号线所示，轴的扭距变小，原动机的转速达到设计转速时，扭距达不到设计的扭距，此时原动机的功率达不到设计的功率，不能充分发挥作用。
调距桨操作工况由于调距桨的螺距可以改变，所以在任何情况下都可以使原动机在设计的转速下获得最佳的的扭距，使得原动机可以充分利用其功率。
船舶螺旋桨知识
转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β=α+φ。空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J=V/nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算：T=Ctρn2D4P=Cpρn3D5η=J·Ct/Cp式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米/小时，发动转速为6500转/分时，η≈32%。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。
关于螺旋桨的一些知识
关于螺旋桨的一些知识螺旋桨是船舶和飞机等交通工具的重要部件，具有推动物体前进的功能。
在本文中，我们将介绍螺旋桨的工作原理、结构构造、选材等相关知识。
一、螺旋桨的工作原理螺旋桨依靠空气或水流动的原理产生推力，从而推动船舶或飞机前进。
其工作原理可简单归纳为以下几个方面：1. 流体动力学理论：根据流体动力学理论，螺旋桨叶片受到流体的作用会形成载荷，通过迎角改变和旋转速度调节，将动力转化为推进力。
2. 套氏定理：套氏定理指出，在涉及固定的螺旋桨时，液体或气体在进入螺旋桨以前，质量流率保持不变，但速度和压力会发生变化。
这种速度和压力的变化使得螺旋桨产生了推力。
二、螺旋桨的结构构造螺旋桨的结构构造通常由叶片、轴、轴套等组成。
1. 叶片：螺旋桨叶片是螺旋桨的最重要部分，其形状和数量会直接影响推力的大小和效率的高低。
通常，螺旋桨叶片会根据具体设计要求进行定制，以达到最佳的推进效果。
2. 轴和轴套：螺旋桨的轴起到支撑和固定作用，通常由高强度合金钢或碳纤维材料制成，以确保其在高速旋转时的安全可靠性。
轴套则用于固定轴与螺旋桨叶片的连接。
三、螺旋桨的选材螺旋桨的选材对于其使用寿命和推进效果有着重要影响。
常见的螺旋桨选材有以下几种：1. 铝合金：铝合金螺旋桨具有重量轻、制造成本低的优点，适用于速度较低的船舶和小型飞机。
2. 不锈钢：不锈钢螺旋桨在耐蚀性、强度和硬度方面表现出众，适用于海洋环境和高速航行的船舶和飞机。
3. 青铜：青铜螺旋桨具有较好的耐腐蚀性和抗磨损性能，适用于大型船舶和高负荷工况下的飞机。
四、螺旋桨的维护保养为了确保螺旋桨的正常运行和延长其使用寿命，维护保养工作至关重要。
以下是一些建议：1. 定期清洗：螺旋桨表面容易附着赘物，定期清洗可以减少其阻力，提高推进效率。
2. 检查叶片状态：定期检查螺旋桨叶片的变形、裂纹和磨损情况，及时修复或更换叶片，以确保其正常工作。
3. 螺母紧固：定期检查螺旋桨的连接螺母是否紧固，防止因螺母松动而导致螺旋桨脱落或异常运转。
船用柴油机螺旋桨工作原理
船用柴油机螺旋桨工作原理
船用柴油机螺旋桨是船舶动力系统中的关键部件，它主要负责推动船舶前进。
其工作原理如下：
1. 燃油供给：柴油机通过燃油系统供给燃油。
燃油经过过滤和预热后，进入燃烧室。
2. 燃烧：在燃烧室内，燃油与空气混合并被点火。
点火后，燃油燃烧释放热能，产生高温、高压燃气。
3. 活塞运动：燃气的膨胀作用将柴油机的活塞向下推动，使曲轴转动。
曲轴通过连杆与活塞运动形成机械能。
4. 传动装置：机械能通过传动装置传送到螺旋桨轴上。
通常，螺旋桨轴与柴油机的曲轴相连。
5. 螺旋桨工作：螺旋桨通过轴的转动将机械能转化为推进力。
螺旋桨上的叶片形状和角度设计使其在水中产生推进力，推动船舶前进。
6. 螺旋桨调节：为了满足船舶各种航行需求，螺旋桨可以根据需要进行调节。
调节通常通过控制柴油机的转速或舵角来实现。
总之，船用柴油机螺旋桨通过柴油机的燃烧作用，将产生的机械能传递给螺旋桨轴，进而转化为推进力，从而推动船舶前进。
船用螺旋桨小知识集锦
船用螺旋桨小知识集锦螺旋桨简介由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器，俗称车叶。
螺旋桨安装于船尾水线以下，由主机获得动力而旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进。
螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下而受到保护。
普通运输船舶有1～2个螺旋桨。
推进功率大的船，可增加螺旋桨数目。
大型快速客船有双桨至四桨。
螺旋桨一般有3～4片桨叶，直径根据船的马力和吃水而定，以下端不触及水底，上端不超过满载水线为准。
螺旋桨转速不宜太高，海洋货船为每分钟100转左右，小型快艇转速高达每分钟400～500转，但效率将受到影响。
螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金，也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。
驱动船前进的一种盘形螺旋面的推进装置。
由桨叶及与其相连结的桨毂构成。
常用的是三叶、四叶和五叶。
包括单体螺旋桨、龙叶导管螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨、可调螺距螺旋桨、超空泡螺旋桨、大侧斜螺旋桨等。
螺旋桨一般安装在船尾（水下）。
船用螺旋桨多由铜合金制成，也有铸钢，铸铁，钛合金或非金属材料制成。
对船用螺旋桨的研究分理论和试验两个方面。
理论方面现已有动量定理、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元方法等理论和分析方法，能较准确地预报螺旋桨的水动力性能并进行理论设计。
试验方面的研究主要是通过模型试验研究螺旋桨性能，绘制螺旋桨设计图谱。
船用螺旋桨的设计方法分两大类，即理论设计方法和图谱设计方法。
60年代以来，船舶趋于大型化，使用大功率的主机后，螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。
螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重，在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡，从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。
螺旋桨的分类在普通螺旋桨的基础上，为了改善性能，更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率，发展了以下几种特种螺旋桨。
可调螺距螺旋桨简称调距桨，可按需要调节螺距，充分发挥主机功率;提高推进效率，船倒退时可不改变主机旋转方向。
螺旋桨工作原理
螺旋桨工作原理螺旋桨是船舶和飞机等交通工具中常见的推进装置，其工作原理是通过螺旋桨的旋转来产生推力，从而推动交通工具前进。
本文将详细介绍螺旋桨的工作原理及其相关知识。
一、螺旋桨的结构和组成螺旋桨一般由螺旋叶片、轴、轴套等部分组成。
螺旋叶片是螺旋桨的核心部分，其形状呈螺旋状，负责将水或空气推向后方。
轴是螺旋桨的支撑部分，负责将螺旋叶片与动力源相连接。
轴套则是螺旋桨的固定部分，负责固定螺旋叶片和轴。
二、螺旋桨的工作原理螺旋桨的工作原理可以分为两个方面：流体动力学和牛顿第三定律。
1.流体动力学当螺旋桨旋转时，螺旋叶片将水或空气推向后方。
根据流体动力学的原理，当螺旋叶片推动水或空气后退时，水或空气会产生相等大小的反作用力向前推动螺旋桨。
这种反作用力就是推力，它推动交通工具向前移动。
2.牛顿第三定律牛顿第三定律指出，任何作用力都会有一个同大小、反向的反作用力。
当螺旋桨旋转时，螺旋叶片向后推动水或空气的同时，水或空气也会向前推动螺旋叶片，产生一个相等大小的反作用力。
这个反作用力正是推力，用于推动交通工具前进。
三、螺旋桨的调整和优化为了使螺旋桨能够更有效地工作，需要对其进行调整和优化。
1.螺旋叶片角度的调整螺旋叶片角度的调整可以改变螺旋桨的推力大小和方向。
通过调整螺旋叶片的角度，可以使螺旋桨产生更大的推力，从而提高交通工具的速度和效率。
2.螺旋叶片数量的优化螺旋叶片数量的优化可以提高螺旋桨的效率。
一般情况下，螺旋桨叶片数量越多，推力越大，效率越高。
但是过多的叶片数量也会增加螺旋桨的阻力，影响交通工具的速度和效率。
3.螺旋桨材料的选择螺旋桨材料的选择可以影响螺旋桨的耐用性和性能。
常见的螺旋桨材料有铝合金、不锈钢等。
根据实际需求选择合适的材料，可以提高螺旋桨的使用寿命和性能。
四、螺旋桨的应用领域螺旋桨广泛应用于船舶、飞机、潜水艇等交通工具中，推动这些交通工具前进。
在船舶中，螺旋桨通过推动水的力量使船舶前进；在飞机中，螺旋桨通过推动空气的力量使飞机前进；在潜水艇中，螺旋桨通过推动水的力量使潜水艇下潜或浮起。
螺旋桨
能获得较大的螺旋桨效率又有 较小的耗油率：通过调节n 与H／D并经两者适当的组合
效率包络线 标定速度特性曲线
最低油耗率线
等油耗率曲线
定距特性曲线
适应船舶阻力变化， 充分利用主机功率
• 在保证主机转速和功率不变的情况下
（充分利用主机功率），当船舶阻力变 化（p变化）时，调节适当的H／D，使
主机不超机械负荷
螺旋桨特性的影响因素
〉 〉
二、螺旋桨与尾轴propeller shaft的连接
1. 有键连接 2. 无键连接 3. 法兰gland连接
有键连接
• 桨毂锥孔与尾轴锥体的紧配、 键连接、螺母nut锁紧，靠摩擦 面间的摩擦力传递力矩和承受 力 • 要求：锥孔与锥体：接触有效 面积≮75%，每25×25ｍｍ２ 面积接触油粉斑不少于２～4点， 键的两侧要紧贴在尾轴和桨毂 的键槽内 • 安装方法：多采用干式安装 （缺点是无法验证配合表面压 力）在实际工作中有可能：
船舶的机动性提高
缺点
• 结构复杂，造价高 • 可靠性不如定距桨 • 在相同的设计工况下，效率比定距桨低 1%~3% • 叶根剖面宽度较小，厚度较大，使叶根 容易产生空泡
３、变距桨c.p.propeller的 动作原理和组成
1) 动作原理 2) 组成
I. 调（变）距桨 II. 传动轴 III. 调距机构 IV. 液压系统 V. 操纵系统
第五节 螺旋桨
一、定距螺旋桨
1. 作用和构造
2. 几何参数
3. 工作原理 4. 螺旋桨特性 及影响因素
作用
在船舶中主要起推进作用，多桨船有时
也起协助船舶回转的作用 是一种反作用式推进器。
构造பைடு நூலகம்
右旋桨和左旋桨：从 船尾向船首看，螺旋 桨在正车工作时沿顺 时针方向旋转的称为 右旋桨；沿逆时针的 称为左旋桨
螺旋桨知识
当前位置：首页> 网络课堂> 第八章> 螺旋桨的工作原理螺旋桨的几何特征鱼雷螺旋桨位于鱼雷的尾部，由发动机带动以产生推力，利用该推力克服鱼雷运动时的阻力，使鱼雷以既定的速度航行。
不难理解，为了经商鱼雷的速度，不仅要求鱼雷具有阻力最小的雷体外形，还须要配置效率较高的螺旋桨，才能获得较好的推进效果。
螺旋桨通过推进轴直接由发动机驱动，当螺旋桨旋转时，将水流推向鱼雷后方。
根据作用与反作用原理，水便对螺旋桨产生反作用力，该反作用力即称为螺旋桨的推力。
我们研究螺旋桨的几何特征时，首先要对螺旋面有所了解。
设有一水平线AB（图8-1），匀速地绕线EE旋转，同时又以均匀速度向上移动，则线AB上每一个点就形成一条螺旋线，由这些螺旋线所组成的面叫做螺旋面。
线段AB称为螺旋面的母线，它可以是直线或曲线。
展开了的螺旋线与圆柱体底线间的角度称为螺旋角，以表示，其值可按下式求得（8-1）式中H为螺距。
图8-1 螺旋面的形成（螺旋面的形成演示动画）当母线的圆周运动和直线运动均为匀速运动时，所得到的螺旋面称为等螺距螺旋面。
其螺旋线的展开图形如图8-1所示，不同半径处具有相同的螺距。
图8-2a 径向变螺距螺旋面螺旋线的展开图螺旋面也可以由不同螺距的螺旋线组成。
例如母线AB以均匀的速度绕EE轴线旋转。
也以均匀速度直线上升，只是在不同的半径上具有不同的上升速度，则得到径向变螺距螺旋面，不同的半径处螺距是不同的，其螺旋线的展开图如图8-2（a）所示。
假若母线的旋转运动和前进运动不是均匀的．或者其中任一种运动不是均匀的，则得到轴向变螺距螺旋面，其螺旋线的展开图如图8-2（b）所示。
图8-2b 轴向变螺距螺旋面螺旋线的展开图图8-3 螺旋桨的结构参数（螺旋桨的结构参数演示动画）螺旋桨的结构参数如图8-3所示。
螺旋桨与推进轴联接的部分称为桨毂以一定的角度联按于轮毅上。
鱼雷的桨叶一般为2-7片。
叶片数主要决定于螺旋桨推力的大小。
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船用螺旋桨小知识集锦
螺旋桨简介
由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器，俗称车叶。
螺旋桨安装于船尾水线以下，由主机获得动力而旋转，将水推向船后，利用水的反作用力推船前进。
螺旋桨构造简单、重量轻、效率高，在水线以下而受到保护。
普通运输船舶有1～2个螺旋桨。
推进功率大的船，可增加螺旋桨数目。
大型快速客船有双桨至四桨。
螺旋桨一般有3～4片桨叶，直径根据船的马力和吃水而定，以下端不触及水底，上端不超过满载水线为准。
螺旋桨转速不宜太高，海洋货船为每分钟100转左右，小型快艇转速高达每分钟400～500转，但效率将受到影响。
螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金，也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。
驱动船前进的一种盘形螺旋面的推进装置。
由桨叶及与其相连结的桨毂构成。
常用的是三叶、四叶和五叶。
包括单体螺旋桨、龙叶导管螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨、可调螺距螺旋桨、超空泡螺旋桨、大侧斜螺旋桨等。
螺旋桨一般安装在船尾（水下）。
船用螺旋桨多由铜合金制成，也有铸钢，铸铁，钛合金或非金属材料制成。
对船用螺旋桨的研究分理论和试验两个方面。
理论方面现已有动量定理、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元方法等理论和分析方法，能较准确地预报螺旋桨的水动力性能并进行理论设计。
试验方面的研究主要是通过模型试验研究螺旋桨性能，绘制螺旋桨设计图谱。
船用螺旋桨的设计方法分两大类，即理论设计方法和图谱设计方法。
60年代以来，船舶趋于大型化，使用大功率的主机后，螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。
螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重，在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡，从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。
螺旋桨的分类
在普通螺旋桨的基础上，为了改善性能，更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率，发展了以下几种特种螺旋桨。
可调螺距螺旋桨
简称调距桨，可按需要调节螺距，充分发挥主机功率;提高推进效率，船倒退时可不改变主机旋转方向。
螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。
调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好，在拖船和渔船上应用较多。
对于一般运输船舶，可使船-机-桨处于良好的匹配状态。
但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多，叶根的截面厚而窄，在正常操作条件下，其效率要比普通螺旋桨低，而且价格昂贵，维修保养复杂。
导管螺旋桨
在普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。
此导管又称柯氏导管。
导管与船体固接的称固定导管，导管被连接在转动的舵杆上兼起舵叶作用的称可转导管。
导管可提高螺旋桨的推进效率，这是因为导管内部流速高、压力低，导管内外的压力差在管壁上形成了附加推力;导管和螺旋桨叶间的间隙很小，限制了桨叶尖的绕流损失;导管可以减少螺旋桨后的尾流收缩，使能量损失减少。
但导管螺旋桨的倒车性能较差。
固定导管螺旋桨使船舶回转直径增大，可转导管能改善船的回转性能。
导管螺旋桨多用于推船。
串列螺旋桨
将两个或三个普通螺旋桨装于同一轴上，以相同速度同向转动。
当螺旋桨直径受限制时，它可加大桨叶面积，吸收较大功率，对减振或避免空泡有利。
串列螺旋桨重量较大，桨轴伸出较长，增加了布置及安装上的困难，应用较少。
对转螺旋桨
将两个普通螺旋桨一前一后分别装于同心的内外两轴上，以等速反方向旋转。
因可减小尾流旋转损失，效率比单桨略高，但其轴系构造复杂，大船上还未应用。
⑤直叶推进器：由4～8片垂直的桨叶组成。
直叶推进器上部呈圆盘形，桨叶沿圆盘周缘均匀安装，圆盘底与船壳板齐平相接，圆盘转动时，叶片除绕主轴转动外，还绕本身的垂直轴系摆动，从而产生不同方向的推力，所以可使船在原地回转，不必用舵转向，船倒退时也不必改变主机转向。
但因机构复杂，价格昂贵，桨叶易损坏，仅用于少数港务船或对操纵性能有特殊要求的船上。
螺旋桨安装方式
螺旋桨安装在轴上的方式有两种，一种是有键安装，另一种是无键安装。
随着造船技术不断发展，由于螺旋桨与轴无键安装连接的结构，避免了螺旋桨轴上加工键槽而引起轴的应力集中，所以船舶越来越多使用螺旋桨无键安装，逐步替代有键安装。
无键液压套合安装螺旋桨的方法，如图所示。
将螺旋桨套在艉轴上，装上液压螺母，用油泵泵出的高压油经高压油管由桨毂内孔的油槽进入艉轴与螺旋桨的锥面配合处，使桨毂产生弹性变形而被胀开。
与此同时，向液压螺母供给高压油，液压螺母产生向前的推力，使螺旋桨向前移动。
当螺旋桨被推至规定位置时，先放去桨毂锥孔的高压油，然后再放泄液压螺母内高压油，由于桨毂弹性变形的恢复，使螺旋桨紧配在艉轴上。