265总吨钢质围网渔船螺旋桨设计书解析

1、1265 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：2014/4/231 船型. 32.主机参数. 43.推进因子的确定. 44.桨叶数 Z 的选取. 45.AE/AO 的估算. 426.桨型的选取说明. 47.根据估算的 AE/A0 选取 23 张图谱 . 58.列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计 . 59.空泡校核. 610. 计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线 . 711. 船舶系泊状态螺旋桨计算 . 812. 桨叶强度校核. 813. 桨叶轮廓及各半径切面的型值计算 . 914. 桨毂设计. 1015. 螺旋桨总图绘制. 1116. 螺旋桨重量及

2、转动惯量计算 . 1117. 螺旋桨设计总结. 1218. 课程设计总结. 123265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，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：Td=2.90m方型系数：CB=0.554排水量：=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/1/34.78A0.6450.83宽度吃水比B/T2.62速度V(kn)111213Froude数Vs/VgLBP0.2950.3240.357标准C0查图

3、7-3265218196标准Cbc,查表7-50.590.5680.534实际Cb（肥或瘦）（）4.480.7172.4C修正（%），瘦则查表7-64.380.3001.478Cb修正数量19.456.222.96已修正Cb之C1248.8220.12201B/T修正%-2.53-3.56r -2.51B/T修正数量，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（-）0.930.11:0.3Xc修正（%）,查表7-71.30.17

4、-0.23xc修正数量，3-2.1-2.482已修正Xc之G255.41210.2198长度修正%=(Lwl-1.025Lpp)/LWl*100%4.150.0410.046长度修正410.6768.780.012已修正长度之C4265.1217.28199V3133117282199PE=A0.64*V3/C4(hp)255.6404.3512.92.主机参数型号：6300C标疋功率：PS2= 441kw4标定转速：400 r/min减速比：j = 1.6053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=0.5XG-0.05=0.5X0.555-0.05=0.0

5、.2275(2)推力减额分数t使用汉克歇尔公式t=0.50X00.12=0.50X0.620-0.12=0.19(3)相对旋转效率：近似地取为nR=0.98(4)船身效率=(1-0.19)/(1-0.2275)=1.05 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/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+0.3XZ)XT / (po-pv)D2 3 4 5 6+ k进行估算，其中：T=FE=297/(1-0.19)X12X0.5144)=59.43kN(1-t)V7根据估算的AE/A

6、O选取23张图谱22水温15C时pv=174 kgf/m2=174X9.8 N/m =1.705 kN/m2静压力p=pa+Yhs=(10330+1025X2)X9.8 N/m2=121.324 kN/m2k取0.2D允许=0.7XT=(0.70.8)X2.90=2.03m2.32m(单桨船)AE/AO= (1.3+0.3XZ)XT / (po-pv)D2+ k=(1.3+0.3X4)X59.43/(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

7、运输船，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。1-tnH=1 - w6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ns=0.98,齿轮箱效率nG=0.96螺旋桨敞水收到功率PDO= Psx(1-0.10)x nRXnsXqG=441x0.9x0.98X0.98X0.96= 365.94kw = 490.53 hp螺旋桨转速n=j n=400r/min / 1.6=250r/min列表查图谱可得:项目单位数量假定航速 Vkn1112

8、13VA=VS*(1-W)kn8.59.410.6BP=n*(PDO)0.5/VA2.526.321.216.5VBp5.014.61r 3.2MAU4-40361.2005649.210P/D0.7250.740.700no0.6130.640.67D=3*VA/nm2.0212.08P 2.08PTE=FDO*nonHnRhp312.9324.7336.8MAU4-55361.154.147.2P/D0.7780.8180.854no0.6060.6440.667D=3*VA/nm2.0212.0352.075PTE=PDO*nonHnRhp310.939319.5332.32据1.1中艾

9、亚法估算的有效功率及上表计算结果可绘制PTE、3、P/D、D及no对V的曲线，如图一所示:71112v(Kn)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n0如下表所列。MAUVMAj(k n)P/DD(m)n04-4011.650.7357.72.090.6324-5511.620.8056.802.030.6209空泡校核由图解法求出不产生空泡的(AE/AO)MIN及相应的VsMAX、P/D、n0、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2.0mpo-pv= pa+Y

10、hs-pv=(10330+1025x2-174) kgf/m2= 12206 kgf/m2计算温度t =15C, pv =174 kgf/mPDO= 365.94 kw = 490.53 hpp=104.63 kgf S/m4序 号项目单位数值MAU4-40MAU4-551AE/AO0.400.5582VMAXkn11.5111.623V=0.5144*VMAXX1-W)m/s4.714.6424：(0.7nND/60)2(m/s)2362.3:3505V0.7R2=VA2+(4)(m/s)2385.2370.0/2pV).7R20130.61219387.126(T=(P0-pv)/(/2p

11、V0.7R)0.6060.6317Tc(查图6-20)0.160.16688推力T=75*PD*nQ/VAkgf502049339:需要投射面积21.561.523AP=T/(TC*72pV0.7R2)m10需要展开面积A=A/(1.067-0.229*P/D)m1.7321.71911Ao=nD?/42m3.503.2712需要的AE/AO0.50.53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/AO0.55由上图得最佳要素为:9AE/AO=O.52 P/D=0.79,D=2.17 m,n0=0.62,VMAX=11. 6kn10计算与绘制螺旋桨无因次敞水

12、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、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：J00.10.20.30.40.50.60.70.8KT0.342 ( ).3160.；860.250 0.2140.175 0).141 0.( )87 0.04110KQ0.400.376 ( ).3510.；317 0.284 0.2480.201 ( ).152 0.()94n00.003 ( ).1450.；630.372 0.4820.581 0).6420.680.616图三螺旋桨无因次敞水性征曲线11.计

13、算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N。由敞水性征曲线得J=0时，KT=0.342, KQ=0.04计算功率PD= PsX nsX nG=441X0.98X0.96=414.8kw=564.7hp系柱推力减额分数取t0=0.04,主机转矩Q=PDX60X75/(2冗N)=564.1X60X75/(2X3.1416X250)= 1617 kgf.m系柱推力T=(KT/KQ)X(Q/D)=(0.339/0.0395)X(1835.5/2.24)= 6684.9kgf系柱推力T0=TX(1- t0)=7032.5X(1- 0.04)=6428.5 kgf车叶转速N=60XVT/(p XD

14、4XKT)=60X(6418/(104.63X24X0.342)0.5=194 rpm12桨叶强度校核按我国1990钢质海船入级与建造规范校核tO.25R及t0.6R，应不小于按下10式计算所的之值：t=VY/(K-X) (mm)2310式中Y=AiXNe/(ZXbxN),X=A2XGXAdXNXD/(10XZXb)计算功率Ne=441X0.98X0.96=414.86kw=564.2hp3Ad= AE/AO=0.53,P/D=0.79,=10o,G=7.6gf/cm , N=250rpm在0.6R处切面弦长bo.6R=1XAE/AOXD/Z=0.63 mbo.25R=0.7212Xbo.6R

15、=0.46m项目单位数值0.25R0.6R弦长bm0.4570.63K1634207K2250P151K31410635K4434Al=D/P(Kl-K2D/Po.7)+ K3D/Po.7-K42190791.5Y=A1*Ne/(Z*b*N)3342.222873.264K58223K63412K74165K8380330A=D/P(K5+ Ki) + K7+&1654.11274.32材料系数K（铝青铜）kgf/cm31.21.22310X=A2*G*Ad*N *D /(10 *Z*b)0.1890.108t=VY/(K-X)mm4824.4MAI标准桨叶厚度t,查表8-14mm78.644

16、.4校核结果满足要求满足要求实取桨叶厚度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，bo.66R=2.26XAE/AOXD/Z=2.26X0.53X2.048/4=0.617 m最大厚度在轴线处tmax= 0.05D=0.05X2.047X1000=102.36mm11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0.20.17530.241920.416 :83.21P 0.13350.30.29730.277450.48

17、773.50.15590.40.24340.303670.54564.10.17480.50.27310.318560.59154.350.19170.60.31110.315440.62738.840.23720.660.30000.320120.62144.560.21620.70.32170.303560.62435. 040.25120.80.33220.253320.58325.710.26520.90.30510.157300.46115.290.22510.950.26420.082910.337丁11.430.174410.10816.1814桨毂设计按船舶原理（下）P156桨

18、毂形状及尺度的相应公式计算最大连续功率PD=565hp,此时N=225 rpm1/31/3（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=1.8X185=333mm毂前后两端的直径d2=0.88Xdh=0.88X333=293mmd1=1.10Xdh=1.10X333=366mm桨毂长度lo=dh+100=433mm减轻孔的长度l1=0.3Xl0=0.3X433=130mm轴孔锥度取K=0.1毂部筒圆厚度S=0.75Xt0.2R=0.75X84=62.4mm叶面、叶背与毂

19、连接处的圆弧半径12门=0.033D=0.033X2.0X1000=67.56mm,r2=0.044D=0.044X2.0 x1000=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 ）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）bo.66=0.62m,螺旋桨直径D=2. m,10.2=0.08 m,to.6= 0.0381m最大连续功率PD=564.25hp,此时N=250rpm毂径dh=d=1.8xdt=1.8x0.185=0.3

20、33m,毂长Lk=lo=0.433m桨毂长度中央处轴径d0=0.045+0.108（PD/N）1/3-0.5XKLK1/3=0.045+0.108X （565/250） -0.1x0.433/2=0.165m技札萎載.4 四建址血二.远盖當需虫恵43.議：1.0Kfljl.JW.SKJi. nA #.rr.4聿熹弋扣壮平2壮W址星it fk!5fr=5dO0 疋社屯眉k3R=3ft6设计螺就桨总图1 卒芋号JinJJ- 1审核华中科技丸幸D.9E 伯I AR=in 加a临佃 D.歼口佃i-迖0 檢=毗Q. 5R=51JD 吩啲Q.JR=3L13dh/D=0.333/2=0.16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Gbi=0.169YZbmax(0 5to.2+