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1、·调距桨的最大转叶扭矩计算滕正之王景炎.一、问题的提出全正车调距过程中而这一极大值在初步设计,为阶段是极为重要的此我们在统计了一定数,调距桨转叶扭矩特性涉及几何学与流体动量的实船和模型试验资料基础上提出了用以力学方面一些极为复杂的问题众所周知,当计算桨叶调距过程中最大转叶扭矩的半经验半调距桨桨叶离开了设计螺距后,其剖面就发生理论公式.了畸变。即使同一转角,不同半径处的叶元体、,二公式的简单推导畸变度均不相同更何况调距桨桨叶调距于全,正车到全倒车范围内这无疑使桨叶的畸变变桨毅是整套调距桨装置的一个重要组成部得更为复杂了.为此在求解调距桨的转叶扭矩分.它不仅要能承受作用于桨叶上
2、的全部外负.,:1前必须解决下列两个问题要找出表征各荷以及来自于伺服油缸的转叶主动力而且直种不同叶元体畸变度的某个(或某几个)特征参接影响到桨叶的转叶扭矩值.在桨毅设计中桨.、.;数2要找出不同转角不同剖面叶元体的畸叶的固紧部件则尤为重要目前国内外调距桨。:变规律并以上述特征参数予以表达毅部固紧结构主要分为两大类平面式固紧结,.这就要求进行大量的三元翼型的流体动力构与径向式固紧结构其中平面式极为普遍研究。(即使求解了畸变叶型的变化规律,在下面就上述两种结构的调距桨提出一种用以计计算其流体动力性能时将遇到更为困难的问算调距过程中最大转叶扭矩的半理论半经验估题,因为调距过程是,
3、。一个非定常的动态过程其算公式流场是十分复杂的,1.要解决这样一个非定常的具有平面固紧结构的润距桨的,大转动态流::场还有待于做进一步的大量理论研究工叶扭矩计算及简单推导公式为..:1=+:+:+:+`作)目前有若干种求桨叶转叶扭矩的方法M(1K)(MMMM).,:纯理论计算法2理论计算与试验研究相结式中M为调距过程中每只叶片最大转叶..;3;合的方法纯经验估算法可以认为在试扭矩,M:验条件和设备不能满足要求的情况下特别对为每只叶片离心力在平面轴承上产生于;初步设计阶段采用经验公式估算桨叶转叶扭的摩擦力矩。,其关键在于经验M:切力合成力在径向矩是一种有效而经济的方法为每只叶
4、片推力。;估算公式必须具有一定的理论和实践基础要轴承上产生的摩擦力矩能尽可能多的考虑到与桨叶转叶扭矩有关的各K为引入设计工况作为计算工况而引起的,总转叶扭;种因素和结构尺寸使公式能充分反映各种要矩修正值.,M。切力合成弯矩在平素对转叶扭矩的影响为每只叶片推力;由于在设计工况下大部分调距桨的转叶扭面轴承上产生的摩擦力矩矩。4.不是最大值而峰值往往发生在从全倒车到M为每只叶片流体动力转叶扭矩一29一:个桨叶的平衡由下列方程式确定.。一1RC=0力在。:轴上的投影;.尸A,+,二。x2一Q你力在轴上的投尸户户’;影,,、.。,一T一+A,一,=3RQ0力在oy轴上甲..下尸飞喊;
5、的投影-叫.钾份一+,R、ea一,R:sa二4MQosQin0相{I门性。:;对于轴力矩..二。,,一r`+一,:+,+,a一6TRYRZMA=0相对于。x;图1平面轴承桨毅结构O砖轴的力矩..o。,r,一二a+二e一二一x=6PAQMR0相对于ol1轴力矩.,=甲;70吼gt这样从上述7个方程式中,联列求解7个:二,,,A二,,,,。,,。未知数MMACOQ利用,,.吼O值可以计算伺服油缸的变矩压力:上述方法存在着三个主要问题,①为了求解方程组事先必须有较完整的敞水、空泡试验曲线以及水动力扭矩曲线,而在调距桨初步设计阶段这是难以做到的。②在整个调距过程中,各轴承座间的摩擦
6、力矩是不可忽略的,它在整个转叶扭矩中占有相当大的比例(约为20~30%左右).然而在上述平衡方程式中却完全不考虑各部件间的摩,.擦力这是极不切实际的如果要考虑这一因,素就必须对上述方程组进行多次的逐次逼近计算,,其工作量是很大的,而且计算结果未必、y理想.图2平面紧固时作用在桨叶上的力与,二,③在上述方程组中作为已知数的尸支反力(不考虑摩擦力)二,,。TaM实际上在调距过程中是一变量如果,,为了便于比较先介绍一下转叶扭矩的一单一求解设计工况时的方程组还属比较方便,二,:,,般计算方法图2为作用于桨叶上的外负荷以因为此时的尸TaM可以较容易地确及支座支反力简图.定.然而当要求
7、解调距过程中的最大转叶扭矩图中M,、M,为作用于平面轴承上的力矩时(这往往是设计者所关心的问题之一)就面临::A:分量C为平面轴承内的轴向力为径向轴着两个问题(1)在调距过程中各种参数的变.、、、;Q为伺服油缸作用于曲柄销上承的反作用力化规律是不同的推力力矩离心力流体的力.动力转叶扭矩均有着不同的组合.(2)即使初、,a甲步确定了最大转叶扭矩工况角决定于桨叶位置及摩擦力此时桨叶远离了,,,在不考虑各轴承座中的摩擦力情况下整设计位置叶型发生了畸变而畸变叶型的流一30一体动力特性又是十分复杂的,因而难以求得此在桨叶转动
