螺旋桨鸣叫判断方法及解决对策

赵立震

（南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005）

螺旋桨鸣叫判断方法及解决对策

赵立震

（南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005）

针对某轮艉部区域出现刺耳的金属鸣叫的声音，经排查，排除了主轴和轴承等问题，判断属于螺旋桨鸣叫问题。基于此，就螺旋桨鸣叫问题的判断方法、原因、解决对策进行探讨，以供参考。

螺旋桨鸣叫；判断方法；影响因素；维修施工

某轮在满载运营时，主机在超过半速转速即以69rpm运转时，船艉部区域出现了刺耳的金属鸣叫声音，船员为此非常担心，不清楚是主机轴的问题，还是主轴承、螺旋桨等设备问题。经观察，金属鸣叫在艉部甲板区域、舵机房、应急消防泵室等区域较为明显，自船艉部至船舯部鸣叫声音逐渐变小，在船艏部难以听到；而空载和主机低转速时没有此声音。

1 螺旋桨鸣叫的判断方法

仅凭金属鸣叫声音难以判断是螺旋桨鸣叫还是主轴等故障。通过以下判断方法，可判断此类金属鸣叫是否属于螺旋桨鸣叫。

1.1 直接判断法

①出现鸣叫时，将舵左转或右转，确认金属鸣叫是否消失。若属于螺旋桨鸣叫，在出现鸣叫时，通过转舵改变螺旋桨周围的水流状况，通常鸣叫会消失。本轮经船员测试，发现金属鸣叫会消失。

②是否仅在重载情况下出现金属鸣叫，或者在船舶空载时有无鸣叫。若属于螺旋桨鸣叫，通常在重载或满载情况下会出现鸣叫。根据船员反馈，本轮在重载情况下才出现鸣叫，在空载情况下没有鸣叫现象。

③出现鸣叫时，将螺旋桨倒转，核对金属鸣叫是否消失。若属于螺旋桨鸣叫，在出现鸣叫时，通过将螺旋桨倒转来改变螺旋桨周围的水流状况，通常鸣叫会消失。本轮经测试，发现金属鸣叫会消失。

④目视螺旋桨桨叶有无问题，或桨叶上是否缠绕了异物。本轮经船员检查，发现桨叶正常，桨叶上未缠异物。

通过直接判断法，从以上各方面情况反馈来看，本轮金属鸣叫符合螺旋桨鸣叫的特征。

1.2 间接排除法

1.2.1 艉轴管有无问题。艉轴管一般不会有异响的声音，因为是纯圆的，且轴与艉轴管之间间隙很小。

1.2.2 耐磨套与轴之间有无问题。耐磨套与轴之间一般也不会有异响的声音，因耐磨套材料是树脂的。

1.2.3 轴的振动有无问题。从主机参数监控器读到轴的振动数据如表1所示，经评估后认为本轮轴的振动在正常范围内。

表1 轴的振动数据表

1.2.4 主机拐档差是否正常。经船员测量，如表2所示，本轮拐档差数值符合要求，主机拐档差正常。

表2 主机拐档差数值表

1.2.5 主轴承温度是否正常。根据规范要求，主轴承温度不高于55℃为正常。经船员核对，本轮主轴承温度低于55℃以下，符合要求，主轴承正常。

1.2.6 是否属艉轴管冷却水舱内水晃动的声音。检查艉轴管冷却水舱是否是满的，若不满，水在艉轴管冷却水舱内晃动拍打舱壁，也会发出声音。打开艉舱壁轴管上方的检测阀，若有水流出，证明冷却水舱是满的；若不满，请船员加满，查看是否还有此类声音。经船员核对，发现本轮检测阀有水流出，排除了冷却水舱内水晃动的声音。

1.2.7 主轴或轴承是否正常。从艉轴管油滤器取沉淀物，由船员用磁铁检验是否是金属粉末。若不是金属，应该是絮状物，可能是部分垫片渗入的胶，对设备无影响。若是金属粉末，则安排材质分析，并与主轴或轴承比对是否一致。同时过段时间再取样，查看是否再次出现该粉末。据此经船员取样验证后，本轮未发现金属粉末，因此可以排除本轮主轴或轴承问题。

通过间接排除法，从以上各方面情况反馈来看，进一步验证了本轮金属鸣叫属螺旋桨鸣叫。

2 螺旋桨鸣叫原因分析

螺旋桨鸣叫是一种共振现象，即当螺旋桨运行时，形成于螺旋桨桨叶的随边处的卡门涡流的频率与螺旋桨桨的固有频率偶合而形成的一种共振现象。螺旋桨鸣叫不影响螺旋桨的性能表现（效率），仅仅是听得见刺耳的金属鸣叫。

3 螺旋桨鸣叫的影响因素

螺旋桨鸣叫不仅是螺旋桨自身的因素（参数）造成的，其产生还与水流条件、船体条件、船舶吃水、船舶操作条件和螺旋桨桨表面状况等相关。通常当船舶运行过程中出现螺旋桨鸣叫时，如上述直接判断法，改变以上任何一个条件时，螺旋桨鸣叫就会消失。

4 解决螺旋桨鸣叫的对策

用“减小螺旋桨桨厚度法”作为对策非常适用，即通过减小螺旋桨桨叶的厚度，使螺旋桨桨叶的随边形成非对称的截面，以至于形成于螺旋桨桨叶随边处的卡门涡流的频率发生改变，进而偏离刺耳的金属鸣叫频率区间（500～1 500Hz），避免共振现象发生［1］。具体方法如下。

4.1 自行磨合法

通过以上判断方法，在确定了金属鸣叫属螺旋桨鸣叫以后，可无需干预，随着时间的推移，船舶经过运营，螺旋桨桨边缘被水流磨得厚度逐渐减小，以至于形成于螺旋桨桨叶随边处的卡门涡流的频率发生改变，不再出现螺旋桨鸣叫。即通过自行磨合即可逐渐减小螺旋桨桨叶随边处厚度，消除螺旋桨鸣叫。

4.2 切削打磨桨叶法

通过进坞手工打磨螺旋桨桨叶，减小螺旋桨桨叶随边处的厚度，使形成于螺旋桨桨叶随边处的卡门涡流的频率发生改变，从而达到消除螺旋桨鸣叫的目的。

5 维修施工

借助本轮第一次例行进坞机会，采用切削打磨桨叶法，对螺旋桨桨叶进行打磨和切削维修施工。具体维修步骤如下：①搭脚手架和连接用于气动工具的7kg压缩空气管；②对螺旋桨进行检查，同时安排着色探伤，结果表面状况良好，无裂纹和腐蚀情况；③将螺旋桨其中一个桨叶旋转至水平位置，以便于维修；④从0.3R至0.95R在桨叶上标线；⑤依照如图1所示的维修方案图，对螺旋桨桨叶0.4R～R出水边区域进行打磨变薄作业，对0.3R～R的出水边区域进行做切削作业；⑥用校验模具卡对施工后的桨叶厚度进行测量校验，确认是否达到施工要求；⑦完成一个桨叶后，顺时针盘车，将另一个桨叶调整至水平，按以上同样的步骤对其他4个桨叶逐一安排维修，直至完成。

6 维修验证

本轮维修完成后，经过一段时间重载运行后，由船员持续观察，发现不再出现螺旋桨鸣叫现象，表明问题得以解决。

图1 维修方案示意图

［1］田贤喷.3 800dwt加油船螺旋桨谐鸣分析及消除方法［J］.广东造船，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

赵立震（1978-），男，硕士，高级工程师，研究方向：船舶与海洋工程。