随着制造技术的不断进步，船舶吨位不断增加，航行速度不断提高，船用螺旋桨的尺寸越来越大，转速也越来越高，这就对大型螺旋桨静平衡检测提出更高的要求。由于加工误差、大面积堆焊以及汽蚀等因素都会造成螺旋桨中心偏心，运转过程中产生不平衡力矩，导致主轴偏磨，轴系摆动加大，影响设备寿命和轴系传动效率。因此螺旋桨安装前必须进行静平衡检测，确定偏心质量大小及方位，进行磨削、挖补，将不平衡质量控制在允许范围内。

目前国内螺旋桨静平衡检测大部分是采用传统的卧式平衡轴挂重检测方法［1］，这种方法采用刚性支承，轴颈与支承点摩擦力大，测量精度受到影响，而且拆装不方便，不适合用于大型螺旋桨的检测。本文对一种采用球面静压支承，电子测量确定偏心大小及方位，具有高测量精度的平衡检测仪进行设计研究。

1、螺旋桨静平衡仪工作原理

图1 所示的大型船用螺旋桨静平衡仪由球面静压轴承、检测板、定心轴、定心锥、称重传感器、角位移传感器、支承缸及液压供油系统等组成。检测板和定心轴作为整体与球头连接，3 个液压支承缸、4 个称重传感器和4 个角位移传感器平均分布在检测板下方，传感器信号经转换后输入到计算机。检测板上开有环形槽，槽内可以放置质量快，质量块可以在槽内滑动。

检测时首先向球面静压支承供油，将支撑组件举起，通过4 个角位移传感器检测组件平衡性，并通过在检测板槽中放置质量块平衡由于加工误差、使用偏差造成的支撑组件重心偏心，4 个角位移传感器位移相同时，组件平衡。平衡后给支撑液压缸供油，由支撑缸支撑组件，将

大型螺旋桨吊起，使螺旋桨桨毂锥孔与定心轴套合，并用定心锥进行定位、锁紧。支撑缸活塞缩回，球面静压支承形成，螺旋桨和支撑组件在偏心力矩作用下发生摆动，直到检测板与称重传感器接触。计算机采集角位移传感器位移量确定螺旋桨重心偏心空间象限位置。随后观察计算机显示的4 个位移数值，调节称重传感器高度到位移角度相同。计算机采集此时4 个称重传感器数值，根据设定的公式计算出螺旋桨不平衡力矩及方位。输入磨削半径，计算机直接给出需去除的质量和方位角。

2、平衡仪静压支承性能特点

平衡仪球面静压支承取代刚性支承，大大降低了球面副的摩擦阻力，其结构如图2所示。为提高承载能力，改善封油带油膜形成性能，球头底部为平面；为尽量减小机械加工误差造成的油膜厚度不均及径向液压力的不平衡，在球窝封油带增设环形槽。液压油从球窝底部供油，从球窝边缘槽回油。

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