265总吨钢质围网渔船螺旋桨设计书解析

1、265总吨钢质围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：2014/4/23142.主机参数3.推进因子的确定4.桨叶数Z的选取5. AE/AO的估算6.桨型的选取说明7.根据估算的AE/A0选取23张图谱8.列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计9.空泡校核10.计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线11.船舶系泊状态螺旋桨计算12.桨叶强度校核13.桨叶轮廓及各半径切面的型值计算14.桨毂设计1015.螺旋桨总图绘制1116.螺旋桨重量及转动惯量计算1117.螺旋桨设计总结1218.课程设计总结12265总吨钢质围网渔船螺旋桨设计书单桨，单舵，前倾首柱，巡洋舰尾，

2、柴油机驱动，尾机型钢质围网渔船。设计水线长：LwL=39.50m垂线间长：Lbp=37.00m型宽：B=7.60m型深：D=3.80m设计吃水：T d=2.90m方型系数：Cb=0.554排水量：A =463.3t棱型系数：Cp=0.620纵向浮心坐标Xb= -1.08m纵向浮心位置xc=3.46%L/ 1/34.78A 0-64A50.83宽度吃水比B/T2.62速度V(kn)111213Froude 数 Vs/ VgLBP0.2950.3240.357标准Co查图7-3265218196标准Cbc,查表7-50.590.5680.534实际Cb(肥或瘦)(%)4.480.7172.4Cb修

3、正(%)，瘦则查表7-64.380.3001.478Cb修正数量A 19.456.222.96已修正Cb之C1248.8220.12201B/T修正%-2.53-3.56-2.51B/T修正数量，A 2-7.16-7.55-5.13已修正B/T之C2276.412211.001172标准Xc,%L，船中后，查表7-51.922.392.51实际Xc， %L船中后3.333.672.11相差%L在标准后(+)前(-)0.930.110.3Xc修正(%),查表7-71.30.17-0.23xc修正数量，A 3-2.1-2.482已修正Xc之G255.41210.2198长度修正 %=(Lwl-1.

4、025L pp)/L wl*100%4.150.0410.046长度修正A 410.6768.780.012已修正长度之C4265.1217.28199V133117282199Pe=A 0'64*V3/C4 (hp)255.6404.3512.92.主机参数型号：6300C标定功率：Ps2 = 441kw标疋转速：400 r/min减速比：j = 1.603.推进因子的确定(1)伴流分数w本船为单桨海上运输船，故使用泰勒公式估算 w=0.5X G-0.05=0.5 X 0.555-0.05=0.0.2275(2)推力减额分数t使用汉克歇尔公式 t=0.50 X G0.12=0.50

5、X 0.620-0.12=0.19(3)相对旋转效率：近似地取为n R =0.98(4)船身效率1 -1n H =- =(1-0.19)/(1-0.2275)=1.051 - w4 .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/Ao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/Ao = (1.3+0.3X Z) X T / (po-pv)D2 + k 进行估算,其中：T=(1 ：)v =297/(1-0.19)X 12X 0.5144)=59.43kN2 2水温 15C 时 Pv=174 kgf/m2=174

6、 X 9.8 N/m =1.705 kN/m2 静压力 po=pa+Y hs=(10330+1025X 2) X 9.8 N/m 2=121.324 kN/m2k 取 0.2D 允许=0.7 X T= (0.70.8 )X 2.90=2.03m2.32m (单桨船)Ae/A0 = (1.3+0.3 X Z) X T /(P0-Pv)D2 + k=(1.3+0.3 X 4)X 59.43/(121.324-1.705)X 2.032)+0.2 = 0.5016.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MAI型)螺旋桨应用最为广泛。由于本船为近海运输船，

7、教科书例子为MAU型，且其图谱资料较齐全，故选用 MAU型更方便设计出螺旋桨。7.根据估算的Ae/Ao选取23张图谱根据 Ae/Ao=O.415 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n S=0.98,齿轮箱效率n g=0.96螺旋桨敞水收到功率Pdo = Psx (1-0.10) X n Rn sXq g=441X 0.9 X 0.98X 0.98X 0.96= 365.94kw = 490.53 hp 螺旋桨转速 n=j n=400r/min / 1.6=250r/min项目单

8、位数量假定航速Vkn111213Va=Vs*(1-w)kn8.59.410.6Bp=n*(P do)0.5/Va2.526.321.216.5V Bp5.014.613.2MAU4-4061.2005649.210P/D0.7250.740.700n 00.6130.640.67D=S *VA/nm2.0212.082.08Pte=PDo* n 0 n H n rhp312.9324.7336.8MAU4-55S61.154.147.2P/D0.7780.8180.854n 00.6060.6440.667D=S *VA/nm2.0212.0352.075Re=PDo* n 0 n H n r

9、hp310.939319.5332.32列表查图谱可得:据1.1中艾亚法估算的有效功率及上表计算结果可绘制Pte、 S、P/D、D及n 0对V的曲线，如图一所示:PZDO- S4002- OSO3502* 0303 00250200PE口 OO- GOPZDPTE555D121 160T1 O 0- 65V CKn)图一可得不同盘面比所对应的设计从PTE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点,航速及螺旋桨最佳要素P/D、D及n 0如下表所列。MAUVMk n)P/DD(m)n 04-4011.650.7357.72.090.6324-5511.620.8056.802.030.6209.空

10、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、n 0、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2.0mp(rPv= Pa+ 丫 hs-pv =(10330+1025 X2-174) kgf/m 2 = 12206 kgf/m2计算温度 t =15C, Pv = 174 kgf/m Pdo = 365.94 kw = 490.53 hpp =104.63 kgf S/m4序 号项目单位数值MAU4-40MAU4-551Ae/Ao0.400.552Vmaxkn11.5111.623V=0.5144*Vma)*(1

11、-w)m/s4.714.6424(0.7 n ND/60)2(m/s) 2362.335O5V0.7r2=VA2+(4)(m/s) 2385.237O.O/ 2 p V).7R20130.61219387.126(T =(P 0-p v)/( / 2 p V).7R )O.6O6O.6317T c(查图 6-2O)O.160.16688推力 T=75*Pd* n o/Vakgf5O2O49339需要投射面积 4Q21.561.523mAp=T/( T c* / 2 p Vo.7R )10需要展开面积A=A/(1.O67-O.229* P/D)m1.7321.71911A)=n D2/4m3.5

12、O3.2712需要的Ae/A oO.5O.530.5011.6511,60.630.620.72792.12.04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04 AE/AO 0.55图二由上图得最佳要素为:Ae/A0=0.52 P/D=0.79, D=2.17 m,n 0=0.62,Vmax =11. 6kn10.计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线由MAU4-40 , MAU4-55 ,P/D=0.788的敞水性征曲线内插得到 MAU 4-524、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No由敞水性征曲线得 J=0时，Kt

13、=0.342, Kq=0.04计算功率 Pd= PsX n sX n g=441 x 0.98X 0.96=414.8kw=564.7hp系柱推力减额分数取t0=0.04.主机转矩Q=Pd X 60 X 75/(2 n N)=564.1 X 60X 75/(2 X 3.1416X 250)= 1617 kgf.m系柱推力T=(K t/Kq)X (Q/D)=(0.339/0.0395) X (1835.5/2.24)= 6684.9kgf系柱推力车叶转速T0=T X( 1- t0)=7032.5X( 1- 0.04) =6428.5 kgfN0=60 XVT/( p X D4X Kt)=60X

14、(6418/(104.63X 24X 0.342)0.5=194 rpm12.桨叶强度校核P/D=0.788的螺旋桨无因次敞水性征曲线如图三所示，其数据如下:J00.1 1 0.20.30.40.50.60.70.8Kt0.342 ().316 0.：286 0.250 0.2140.175 0).141 0.()87 0.04110Kq0.400.376).351 0.；317 0.284 0.2480.201 0).152 0.()94n 00.003 ().145 0.：263 0.372 0.4820.581 0).6420.680.616按我国1990钢质海船入级与建造规范校核 tO

15、.25R及t0.6R，应不小于按下式计算所的之值:t=V Y/(K-X) (mm)2310式中 Y=A1X Ne/(Z X bX N),X=A2X G X AdX N X D /(10 X ZX b)计算功率 Ne=441 X 0.98X 0.96=414.86kw=564.2hp3Ad= Ae/A0=0.53,P/D=0.79,£ =10o, G=7.6gf/cm , N=250rpm在0.6R处切面弦长bo.6R=1 X Ae/Ao X D/Z=0.63 mbo.25R=0.7212X bo.6R =0.46m项目单位数值0.25R0.6R弦长bm0.4570.63K16342O

16、7K225O151K31410635K4434Ai=D/P(Ki-K2D/Po.7)+ K3D/Po.7-K42190791.5Y=A 1*N e/(Z*b*N)3342.222873.264K58223K63412K74165K8380330A=D/P(K5+K6 £ )+K7 £ +K81654.11274.32材料系数K （铝青铜）kgf/cm 31.21.22310X=A 2*G*A d*N 2*D 3/(1O *Z*b)0.1890.108t= V Y/(K-X)mm4824.4MAI标准桨叶厚度t ,查表8-14mm78.644.4校核结果满足要求满足要求实取桨

17、叶厚度mm78.644.413.桨叶轮廓及各半径切面的型值计算最大切面在0.66R处,b0.66R=2.26 X Ae/A0 X D/Z=2.26 X 0.53X 2.048/4=0.617 m最大厚度在轴线处 tmax= 0.05D=0.05X 2.047X 1000=102.36mm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/mr/R从母线到 叶片随边 的距离从母线到 叶片导边 的距离叶片宽度0.20.17530.241920.41683.210.13350.30.29730.277450.48773.50.15590

18、.40.24340.303670.54564.10.17480.50.27310.318560.59154.350.19170.60.31110.315440.62738.840.23720.660.30000.320120.62144.560.21620.70.32170.303560.62435. 040.25120.80.33220.253320.58325.710.26520.90.30510.157300.46115.290.22510.950.26420.082910.33711.430.174410.10816.1814.桨毂设计按船舶原理（下）P156桨毂形状及尺度的相应公式计

19、算最大连续功率一1/3.-PD=565hp,此时 N=225 rpm.1/3(Pd/N) = (565/250) = 1.35根据船舶原理（下）P157图8-40可查得螺旋桨桨轴直径dt=185mm采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径dh=1.8dt=1.8X 185=333mm毂前后两端的直径 d2=0.88 X dh=0.88 X 333=293mmdi=1.10X dh=1.10X 333=366mm桨毂长度 lo=dh+100=433mm减轻孔的长度 li=0.3X lo=O.3X 433=130mm轴孔锥度取K=0.1毂部筒圆厚度 S =0.75X to.2R=O.75X 84=62.4

20、mm叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径门=0.033D=0.033X 2.0X 1000=67.56mm,r2=0.044D=0.044X 2.0 X 1000=90mm。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 ）1.-M3.44iLm-IJ II K J- I : J： J F |h. H '： ：li： I* n ；i ；c_±- 2.El ploEu,:-! : ,>k?j|- , o| I： ,; , I H : 31 r三好甘 1工n五r "F芥,_ B h » : 11Ii bi Ill-I |H . pl. L

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24、53-l數童1金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）铝青铜材料重量密度 丫 =8410kgf/m3，0.66R处叶切面的弦长（即最大弦长）b0.66=0.62m,螺旋桨直径 D=2. m，10.2=0.08 m, 1 0.6= 0.0381m最大连续功率PD=564.25hp，此时N=250rpm毂径 dh=d=1.8X dt=1.8X 0.185=0.333m, 毂长 Lk=lo=0.433m桨毂长度中央处轴径d0 =0.045+0.108(Pd/N)1/3-0.5X KL k=0.045+0.108X (565/250)1/3-0