JS805钢质拖网渔船螺旋桨设计书.docx
- 文档编号:10570133
- 上传时间:2023-05-26
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:255.23KB
JS805钢质拖网渔船螺旋桨设计书.docx
《JS805钢质拖网渔船螺旋桨设计书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《JS805钢质拖网渔船螺旋桨设计书.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
JS805钢质拖网渔船螺旋桨设计书
JS805钢质拖网渔船螺旋桨设计书
指导老师:
专业班级:
学生姓名:
学号:
完成日期:
JS805钢质拖网渔船螺旋桨设计书
1.船型
单桨流线型舵,前倾首柱,巡洋舰尾,柴油机驱动,尾机型钢质拖网渔船。
设计水线长:
LWL=
垂线间长:
LBP=
型宽:
B=
型深:
D=
设计吃水:
Td=
方型系数:
CB=
排水量:
Δ=192t
棱型系数:
CP=
纵向浮心坐标
Xb=
纵向浮心位置
xc=%
L/Δ1/3
Δ
宽度吃水比B/T
艾亚法有效功率估算表:
(按《船舶原理(上)》P285实例计算)。
由给定设计航速约,取V为10,11,12kn估算。
速度V(kn)
10
11
12
Froude数vs/√gLBP
标准C0查图7-3
229
192
172
标准Cbc,查表7-5
实际Cb(肥或瘦)(%)
Cb修正(%),瘦则查表7-6
Cb修正数量Δ1
已修正Cb之C1
240
197
175
B/T修正%
B/T修正数量,Δ2
已修正B/T之C2
228
187
170
标准xc,%L,船中后,查表7-5
实际xc,%L,船中后
相差%L,在标准后(+)前(-)
xc修正(%),查表7-7
—
—
xc修正数量,Δ3
0
0
1
已修正xc之C3
228
187
171
长度修正%=/Lwl*100%
长度修正Δ4
10
已修正长度之C4
238
195
177
V3
1000
1331
1728
PE=Δ*V3/C4(hp)
2.主机参数(设计航速约)
型号:
8E150C
标定功率:
PS2=198kw
标定转速:
750r/min
减速比:
i=
3.推进因子的确定
(1)伴流分数w
本船为单桨渔船,故使用汉克歇尔公式估算
w=
(2)推力减额分数t
使用汉克歇尔公式
t=(3)相对旋转效率:
近似地取为ηR=
(4)船身效率
ηH=
=/=
4.桨叶数Z的选取
根据一般情况,单桨船多用四叶,加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找,故选用四叶。
5.AE/A0的估算(注意:
对于内河船及大径深比螺旋桨的船不一定适用!
)
按公式AE/A0=+×Z)×T/(p0-pv)D2+k进行估算,
其中:
T=
=××=
水温15℃时pv=174kgf/m2=174×N/m2=kN/m2
静压力p0=pa+γhs=(10330+1025×2)×N/m2=kN/m2
k取
D允许=~×Td=(~)×=~(单桨船)
取D=AE/A0=+×Z)×T/(p0-pv)D2+k
=(+×4)×(=
6.桨型的选取说明
目前在商船螺旋桨设计中,以荷兰的楚思德B型和日本AU型(包括其改进型MAU型)螺旋桨应用最为广泛。
由于本船为近海渔船,故采用MAU4叶桨图谱进行设计计算。
7.根据估算的AE/A0选取2~3张图谱
根据AE/A0=选取MAU4-40,MAU4-55两张图谱。
8.按所选图谱(考虑功率储备)进行终结设计得到2组螺旋桨的要素及VsMAX
功率储备取10%,轴系效率ηS=,齿轮箱效率ηG=
螺旋桨敞水收到功率
PD=Ps××ηR×ηS×ηG
=198××××==
螺旋桨转速n=in=750r/min/=300r/min
列表查图谱可得:
项目
单位
数量
假定航速V
kn
10
11
12
VA=VS*(1-w)
kn
BP=n*(PD)^VA^
√Bp
MAU4-40
δ
P/D
η0
D=δ*VA/n
m
PTE=PD*η0ηHηR
hp
MAU4-55
δ
P/D
η0
D=δ*VA/n
m
PTE=PD*η0ηHηR
hp
据中艾亚法估算的有效功率及上表计算结果可绘制PTE、δ、P/D、D及η0对V的曲线,如图一所示:
图一
从PTE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点,可得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D、D及η0如下表所列。
MAU
VMAX(kn)
P/D
δ
D(m)
η0
4-40
4-55
9.空泡校核
由图解法求出不产生空泡的(AE/A0)MIN及相应的VsMAX、P/D、η0、D.
按柏努利空泡限界线中渔船下限线,计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深hs由船体型线图取
p0-pv=pa+γhs-pv=(10330+1025×2-174)kgf/m2=12206kgf/m2
计算温度t=15℃,pv=174kgf/m2PD==
ρ=kgfs2/m4
序号
项目
单位
数值
MAU4-40
MAU4-55
1
AE/A0
2
VMAX
kn
3
VA=*VMAX*(1-w)
m/s
4
πND/60)2
(m/s)2
5
=VA2+πND/60)2
(m/s)2
1/2ρ
6
σ=(p0-pv)/(1/2ρ
7
τc(查图6-20)
8
推力T=75*PD*η0/VA
kgf
9
需要投射面积AP=T/(τc*1/2ρ
m2
10
需要展开面积AE=AP/
需要的AE/A0
据上述结果作图二,可求得不发生空泡的最小盘面比及对应的最佳螺旋桨要素:
图二
由上图得最佳要素为:
AE/A0=,P/D=,D=,η0=,VMAX=
10.计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线
由MAU4-40,MAU4-55,P/D=的敞水性征曲线内插得到MAU、P/D=的螺旋桨无因次敞水性征曲线如图三所示,其数据如下:
J
0
KT
10KQ
η0
0
图三螺旋桨无因次敞水性征曲线
11.计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0
由敞水性征曲线得J=0时,KT=,KQ=
计算功率PD=Ps×ηS×ηG=198××==
系柱推力减额分数取t0=,
主机转矩Q=PD×60×75/(2πN)=×60×75/(2××300)=系柱推力T=(KT/KQ)×(Q/D)=×=
修正系柱推力T0=T×(1-t0)=×(1-)=
车叶转速N0=60×√To/(ρ×D4×KT)=60×××)
=
12.桨叶强度校核
按我国1990《钢质海船入级与建造规范》校核及,应不小于按下式计算所的之值:
t=√Y/(K-X)(mm)
式中Y=A1×Ne/(Z×b×N),X=A2×G×Ad×N2×D3/(1010×Z×b)
计算功率Ne=198××==
Ad=AE/A0=,P/D=,ε=10º,G=cm3,N=300rpm
Z=4D==P/D*D=
在处切面弦长
=bmax=Ad/()=**=
在处切面弦长
==
在处切面弦长
===
项目
单位
数值
弦长b
m
K1
634
207
K2
250
151
K3
1410
635
K4
4
34
A1=D/P(K1-K2D/+K3D/
Y=*Ne/(Z*b*N)
K5
82
23
K6
34
12
K7
41
65
K8
380
330
A2=D/P(K5+K6ε)+K7ε+K8
材料系数K(铝镍青铜)
kgf/cm3
X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010*Z*b)
t=√Y/(K-X)
mm
MAU标准桨叶厚度t′,查表8-4
mm
校核结果
满足要求
满足要求
实取桨叶厚度
mm
若采用标准桨的厚度极其分布,则可以满足强度要求,且有裕度
13.桨叶轮廓及各半径切面的型值计算
最大切面在处,
=Ad/()=**=
最大厚度在轴线处tmax==××1000=79mm
实际桨叶厚度MAU型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下:
(单位:
如表示)
叶片宽度/m
叶片厚度/mm
从导边至最厚点的距离/m
r/R
从母线到叶片随边的距离/m
从母线到叶片导边的距离/m
叶片宽度/m
1
14.桨毂设计
按《船舶原理(下)》P156桨毂形状及尺度的相应公式计算
最大连续功率PD=,此时N=300rpm
(PD/N)1/3=300)1/3=
根据《船舶原理(下)》P157图8-40可查得螺旋桨桨轴直径dt=145mm
采用整体式螺旋桨,则螺旋桨的毂径dh==×145=261mm
毂前后两端的直径d2=×dh=×261=230mm
d1=×dh=×261=287mm
桨毂长度l0=dh+100=361mm
减轻孔的长度l1=×l0=×361=108mm
轴孔锥度取K=
毂部筒圆厚度δ=×=×=48mm
叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径
r1==××1000=52mm,
r2==××1000=70mm。
15.螺旋桨总图绘制(附A3图纸的螺旋桨设计总图与计算书一起装订成册)
16.螺旋桨重量及转动惯量计算
(按《船舶原理(下)》P101(7-49)-(7-53)式计算)
铝镍青铜材料重量密度γ=7600kgf/m3,
处叶切面的弦长(即最大弦长)=,
螺旋桨直径D=,=m,=
最大连续功率PD=,此时N=300rpm
毂径dh=d=×dt=×145=261mm=,毂长Lk=lo=
桨毂长度中央处轴径
d0=+(PD/N)1/×KLK
=+×300)1/×2=
dh/D==
则根据我国船舶及海洋工程设计研究院(708所)提出的公式:
桨叶重
Gbl=γZbmax=×7600×4×××+××
=
桨毂重
Gn===
螺旋桨重量
G=Gbl+Gn=
螺旋桨惯性矩
Imp=γZbmax
=×7600×4×××+×^3=·m·s2
17.螺旋桨设计总结
螺旋桨直径:
D=
设计航速:
VMAX=
螺距比:
P/D=
毂径比:
dh/D=
型式:
MAU
旋向:
右旋
盘面比:
AE/AO=
材料:
铝镍青铜
叶数:
Z=4
总重量:
螺旋桨效率:
η0=
惯性矩:
·m·s2
纵倾角:
ε=10°
18.课程设计总结
本次课程设计,我是利用周末加三个晚上个人独立完成的。
虽然和一些优秀的同学相比,我的速度很慢,但能够静下心来独立做完全部的课设步骤,无疑加强加深了对课本的理解,也了解了更多工程图表的使用方法。
首先,我对船舶推进的知识有了一个比较好的回顾。
比如有效马力的估算方法、终结设计的过程、螺旋桨最佳要素的确定步骤、以及无因次敞水曲线的绘制方法等。
此外,对于利用Excel列值计算和使用Cad作图这两个在本次设计中常用的方法,我也花了很大的功夫去把以前的知识再捡起来。
然后,虽然设计中大都是通过直接查图表得到数据,这看似简单,但查图表和数据插值却是一个比较繁琐的过程。
在查图的过程中,自己就因为不理解图表而读取错误。
而且,书上的图表毕竟不是正式规范的图表,有些图的比例是不准的,所以有些值第一次读明显是不对的,之后还花了大量时间来得到每一个小格的比例。
船舶推进的课程和课设都已经结束了,也许我以后不会再进行这方面的设计,也不会再用到有关的知识,但这门课教会我的有关工程设计如何进行,这将使我受益一生。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- JS805 拖网渔船 螺旋桨 设计
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)