船舶推進(jìn)課程設(shè)計(jì)8154L遠(yuǎn)洋漁船螺旋槳設(shè)計(jì)書

1、8154L遠(yuǎn)洋漁船螺旋槳設(shè)計(jì)8154L遠(yuǎn)洋漁船螺旋槳設(shè)計(jì)書指導(dǎo)老師：xxx專業(yè)班級(jí)：xxx 學(xué)生姓名：xxx 學(xué) 號(hào)：xxx郵 箱：xxx 完成日期：2013/4/18目 錄1船 型22主機(jī)參數(shù)33推進(jìn)因子的確定34槳葉數(shù)Z的選取35AE/A0的估算36槳型的選取說(shuō)明47根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜48列表按所選圖譜（考慮功率儲(chǔ)備）進(jìn)行終結(jié)設(shè)計(jì)49空泡校核510計(jì)算與繪制螺旋槳無(wú)因次敞水性征曲線711. 船舶系泊狀態(tài)螺旋槳計(jì)算712槳葉強(qiáng)度校核813槳葉輪廓及各半徑切面的型值計(jì)算814槳轂設(shè)計(jì)915螺旋槳總圖繪制1016螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算1017螺旋槳設(shè)計(jì)總結(jié)1118課程設(shè)計(jì)總結(jié)1

2、18154L遠(yuǎn)洋漁船螺旋槳設(shè)計(jì)書1. 船 型 單槳單舵，前傾首柱，巡洋艦尾，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，尾機(jī)型遠(yuǎn)洋漁船。設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)：LWL=39.60m垂線間長(zhǎng)：LBP=37.00m型寬：B=7.60m型深：D=3.80m設(shè)計(jì)吃水：Td=2.90m方型系數(shù)：CB=0.513排水量：=463t棱型系數(shù)：CP=0.569縱向浮心坐標(biāo)Xb= -1.08m縱向浮心位置xc=-2.31%L/1/34.780.64 50.81寬度吃水比B/T2.62艾亞法有效功率估算表：（按船舶原理（上）P285實(shí)例計(jì)算）（可以自主選定一種合適的估算方法，例如泰勒法。）速度(kn)121314Froude數(shù)0.324 0.351 0.3

3、78標(biāo)準(zhǔn)C0查圖7-3220190140標(biāo)準(zhǔn)Cbc,查表7-50.5590.5470.538實(shí)際Cb(肥或瘦)(%)8.23,瘦6.22,瘦4.65,瘦Cb修正(%)，瘦則查表7-65.2573.5362.390Cb修正數(shù)量111.576.723.35已修正Cb之C1=C0+1231.57196.72143.35B/T修正%,=-10Cb(B/T-2)%-3.18-3.18-3.18B/T修正數(shù)量，2-7.37-6.26-4.56已修正B/T之C2=C1+2224.20190.46138.79標(biāo)準(zhǔn)xc,%L，船中后，查表7-52.352.492.54實(shí)際xc，%L，船中后2.312.312.3

4、1相差%L，在標(biāo)準(zhǔn)前或后0.04,前0.18,前0.23,前相應(yīng)速度1.091.181.27xc修正(%),查表7-7-0.43-2.268-3.312xc修正數(shù)量，3-0.96-4.32-4.60已修正xc之C3223.23186.13134.19長(zhǎng)度修正%,=(Lwl-1.025Lpp)/Lwl*100%4.234.234.23長(zhǎng)度修正49.447.875.68已修正長(zhǎng)度之C4232.68194.01139.87172821972744277.35422.90732.652.主機(jī)參數(shù)型號(hào)：6L20/27 標(biāo)定功率：PS2 = 541kw標(biāo)定轉(zhuǎn)速：950 r/min減速比：i = 3.973

5、推進(jìn)因子的確定(1)伴流分?jǐn)?shù)w本船為單槳漁船，故使用漢克歇爾公式估算w=0.77×CP-0.28=0.77×0.569-0.28=0.158(2)推力減額分?jǐn)?shù)t本船為單槳漁船，使用漢克歇爾公式t=0.77×CP-0.30=0.77×0.569-0.30=0.138(3)相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率：近似地取為R =1(4)船身效率H =(1-0.158)/(1-0.138)=0.984槳葉數(shù)Z的選取根據(jù)一般情況，單槳船多用四葉，加之四葉圖譜資料較為詳盡、方便查找，故選用四葉。5AE/A0的估算（注意：對(duì)于內(nèi)河船及大徑深比螺旋槳的船不一定適用?。┌垂紸E/A0 = (1

6、.3+0.3×Z)×T / (p0-pv)D2 + k進(jìn)行估算，其中：T=350×0.735/(1-0.138)×13×0.5144)=44.63kN 水溫15時(shí)pv=174 kgf/m2=174×9.8 N/m2=1.705 kN/m2 靜壓力p0=pa+hs=(10330+1025×2)×9.8 N/m2=121.324 kN/m2 k取0.2 D允許=0.7×Td=（0.70.8）×2.90=2.03m2.32m （單槳船）y.2682413444444444444444444444444

7、44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444 AE/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-pv)D2 + k=（1.3+0.3×4）×44.63/(121.324-1.705)×2.032)+0.2 =0.4266槳型的選取說(shuō)明目前在商船螺旋槳設(shè)計(jì)中，以荷蘭的楚思德B型和日本AU型（包括其改進(jìn)型MAU型）螺旋槳應(yīng)用最為廣泛。由于本船為遠(yuǎn)洋漁船，教科書例子為MAU型，且其圖譜資料較齊全，故選

8、用MAU型更方便設(shè)計(jì)出螺旋槳。7根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜根據(jù)AE/A0=0.426選取MAU4-40, MAU4-55兩張圖譜。8按所選圖譜（考慮功率儲(chǔ)備）進(jìn)行終結(jié)設(shè)計(jì)得到2組螺旋槳的要素及VsMAX功率儲(chǔ)備取10%，軸系效率S=0.98，齒輪箱效率G=0.96螺旋槳敞水收到功率 PDO = Ps×(1-0.10)×R×S×G = 541×0.9×1×0.98×0.96=458.08kw =623 hp 螺旋槳轉(zhuǎn)速 n=n/i=950r/min/3.97=239.3r/min列表查圖譜可得：項(xiàng)目單位數(shù)量假

9、定航速Vkn12.00013.000 14VA=VS*(1-w)kn10.1010.9511.79BP=n*(PDO)0.5/VA2.518.4215.0512.514.293.883.54MAU4-4050.848.444.4P/D0.7770.8210.86800.6520.6850.708D=*VA/nm2.142.2152.188PTE=PD0*0Hhp398.07418.22432.26MAU4-5549.86747.33343.600P/D0.8350.8800.92400.65050.67330.6933D=*VA/nm2.102.172.15PTE=PD0*0HRhp397.1

10、563411.0766423.2874據(jù)1.1中艾亞法估算的有效功率及上表計(jì)算結(jié)果可繪制PTE、P/D、D及0對(duì)V的曲線，如圖一所示：圖一從PTE-f(V)曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點(diǎn)，可得不同盤面比所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及0如下表所列。MAUVMAX(kn)P/DD(m)04-4012.970.82048.50 2.215 0.6844-5512.930.87747.562.168 0.672 9空泡校核由圖解法求出不產(chǎn)生空泡的（AE/A0）MIN及相應(yīng)的VsMAX、P/D、0、D.按柏努利空泡限界線中漁船下限線，計(jì)算不發(fā)生空泡之最小展開(kāi)面積比。槳軸沉深hs由船體型線

11、圖取2.0mp0-pv = pa+hs-pv =(10330+1025×2-174) kgf/m2 = 12206 kgf/m2計(jì)算溫度t =15, pv = 174 kgf/m2 PDO =458.08kw =623 hp =104.63 kgf s2/m4序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值MAU4-40MAU4-551AE/A00.40 0.55 2VMAXkn12.9712.933VA=0.5144*VMAX*(1-w)m/s5.618 5.6004(0.7ND/60)2(m/s)2377.42 361.57 5V0.7R2=VA2+(4)(m/s)2408.98 392.93 1/2V0.7R

12、221395.80 20556.13 6=(p0-pv)/(1/2V0.7R2)0.570 0.594 7c(查圖6-20）0.160 0.164 8推力T=75*PD*0/VAkgf56895607 9需要投射面積AP=T/(c*1/2V0.7R2)m21.662 1.663 10需要展開(kāi)面積 AE=AP/(1.067-0.229*P/D)m21.890 1.920 11A0=D2/4m23.853 3.692 12需要的AE/A00.490 0.520 據(jù)上述結(jié)果作圖二，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比及對(duì)應(yīng)的最佳螺旋槳要素:圖二由上圖得最佳要素為：AE/A0=0.513，P/D=0.844，

13、 D=2.17m， 0=0.675， VMAX=12.94kn10計(jì)算與繪制螺旋槳無(wú)因次敞水性征曲線 由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.844的敞水性征曲線內(nèi)插得到MAU 4-51.3、P/D=0.844的螺旋槳無(wú)因次敞水性征曲線如圖三所示，其數(shù)據(jù)如下：J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 KT0.447 0.420 0.395 0.366 0.326 0.287 0.244 0.197 0.145 0.086 10KQ0.370 0.337 0.310 0.272 0.240 0.205 0.15

14、8 0.124 0.073 0.024 00.000 0.132 0.254 0.368 0.469 0.563 0.649 0.695 0.678 0.369 圖三 螺旋槳無(wú)因次敞水性征曲線11. 計(jì)算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速N0由敞水性征曲線得J=0時(shí)，KT=0.447, KQ=0.0370計(jì)算功率 PD= Ps×S×G=541×0.98×0.96=508.97kw=692hp系柱推力減額分?jǐn)?shù)取 t0=0.04,主機(jī)轉(zhuǎn)矩Q=PD×60×75/(2N)=692×60×75/(2×3

15、.1416×239.3)= 2071kgf.m系柱推力T=(KT/KQ)×(Q/D)=(0.447/0.0370)×(2071/2.17)= 11530 kgf系柱推力T0=T×（1- t0）= 11530×（1- 0.04）=11068.8 kgf車葉轉(zhuǎn)速N0=60×T/(×D4×KT)=60×(11068.8/(104.63×2.174×0.447)0.5 = 196 rpm12槳葉強(qiáng)度校核按我國(guó)1990鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范校核t0.25R及t0.6R，應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值

16、： t=Y/(K-X) (mm)式中Y=1.36×A1×Ne/(Z×b×N),X=A2×G×Ad×N2×D3/(1010×Z×b)計(jì)算功率Ne=541×0.98×0.96=508.97kw=692hpAd= AE/A0=0.513， P/D=0.844， =10º， G=7.6gf/cm3, N=239.3rpm在0.6R處切面弦長(zhǎng) b0.66R=0.226×D×Ad/(0.1Z)=0.226×2.17×0.513/0.4=0

17、.6290m b0.6R=0.9911×b0.66R=0.9911×0.6290=0.6234 b0.25R=0.7212×b0.66R =0.7212×0.6290=0.4536m項(xiàng)目單位數(shù)值0.25R0.6R弦長(zhǎng)bm0.45360.6234K1634207K2250151K31410635K4434A1=D/P(K1-K2D/P0.7)+K3D/P0.7-K42067751Y=1.36A1*Ne/(Z*b*N)3294.35 870.92K58223K63412K74165K8380330A2=D/P(K5+K6)+K7+K812901149.43材

18、料系數(shù)K（鋁青銅）kgf/cm31.200 1.200 X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010*Z*b)0.1690 0.1052 t=Y/(K-X)mm56.528.20 MAU標(biāo)準(zhǔn)槳葉厚度t,查表8-4mm83.00 47.31 校核結(jié)果滿足要求滿足要求實(shí)取槳葉厚度mm83.0047.31 13槳葉輪廓及各半徑切面的型值計(jì)算最大切面在0.66R處，b0.66R=2.26× AE/A0×D/Z=2.26×0.513×2.74/4=0.6290m最大厚度在軸線處tmax= 0.05D=0.05×2.17×1000=108.5mm實(shí)

19、際槳葉厚度MAU型4葉螺旋槳尺度表列表計(jì)算如下：（單位：如表示）葉片寬度/m葉片厚度/mm從導(dǎo)邊至最厚點(diǎn)的距離/mr/R從母線到葉片隨邊的距離從母線到葉片導(dǎo)邊的距離葉片寬度0.20.176 0.243 0.419 88.102 0.201 0.30.210 0.278 0.489 77.903 0.201 0.40.244 0.304 0.548 67.704 0.201 0.50.274 0.320 0.593 57.505 0.204 0.60.302 0.322 0.623 47.306 0.220 0.660.313 0.316 0.629 41.230 0.238 0.70.323

20、0.304 0.627 37.107 0.253 0.80.330 0.255 0.584 26.908 0.286 0.90.305 0.158 0.463 16.709 0.308 0.950.265 0.085 0.350 11.718 0.315 10.109 6.510 14槳轂設(shè)計(jì)按船舶原理（下）P156槳轂形狀及尺度的相應(yīng)公式計(jì)算最大連續(xù)功率PD=692hp，此時(shí)N=239.3 rpm(PD/N)1/3= (692/239.3) 1/3= 1.425根據(jù)船舶原理（下）P157圖8-40可查得螺旋槳槳軸直徑dt=190mm采用整體式螺旋槳，則螺旋槳的轂徑dh=1.8dt=1.8&#

21、215;190=342mm轂前后兩端的直徑d2=0.88×dh=0.88×342=300.96mmd1=1.10×dh=1.10×342=376.2mm槳轂長(zhǎng)度l0=dh+100=442mm減輕孔的長(zhǎng)度l1=0.3×l0=0.3×442=132.6mm軸孔錐度取K=0.1轂部筒圓厚度=0.75×t0.2R=0.75×88.102=66.08mm葉面、葉背與轂連接處的圓弧半徑r1=0.033D=0.033×2.14×1000=71.61mm，r2=0.044D=0.044×2.24

22、15;1000=95.48mm。15 螺旋槳總圖繪制（附A3圖紙的螺旋槳設(shè)計(jì)總圖與計(jì)算書一起裝訂成冊(cè)）16螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算(按船舶原理（下）P101（7-49）-(7-53)式計(jì)算）鋁青銅材料重量密度=8410kgf/m3 ，0.66R處葉切面的弦長(zhǎng)(即最大弦長(zhǎng)） b0.66=0.6290m，螺旋槳直徑D=2.17m，t0.2=0.08810 m，t0.6= 0.04731m最大連續(xù)功率PD=692hp，此時(shí)N=239.3rpm轂徑dh=d=1.8×dt=1.8×0.190=0.342m， 轂長(zhǎng)Lk=lo=0.442m槳轂長(zhǎng)度中央處軸徑d0 =0.045+0.108

23、(PD/N)1/3-0.5×KLK=0.045+0.108×(692/239.3)1/3-0.1×0.442/2=0.177m dh/D=0.342/2.17=0.1576則根據(jù)我國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院（708所）提出的公式：槳葉重 Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169×8410×4×0.6290×(0.5×0.08810 +0.04731)×(1-0.1576)×2.17=597.21kgf 槳轂重 Gn=(0.88-0.6d0/d

24、)LKd2(kgf)=(0.88-0.6×0.177/0.342)×0.442×8410×0.3422=247.60kgf螺旋槳重量 G= Gbl +Gn= 544.81kgf螺旋槳慣性矩 Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3 =0.0948×8410×4×0.6290×(0.5×0.08810 +0.04731)×2.173 =1872.62kgf·m·s217螺旋槳設(shè)計(jì)總結(jié)螺旋槳直徑：D=2.24m設(shè)計(jì)航速：VMAX=12.026kn螺距比：P/

25、D=0.802m轂徑比：dh/D=0.1487m型式：MAU旋向：右旋盤面比：AE/AO=0.468材料：鋁青銅葉數(shù)：Z=4總重量：834.1kgf螺旋槳效率：0=0.661慣性矩：1994.2kgf·m·s2縱傾角：=10°18課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次螺旋槳課程設(shè)計(jì)是我在船舶推進(jìn)課程結(jié)束后就開(kāi)始做的，主要的想法是借助這次課程設(shè)計(jì)一方面好好整理一下這個(gè)學(xué)期以來(lái)在船舶推進(jìn)中所學(xué)的知識(shí)，另一方面作為對(duì)即將到來(lái)的期中考試的復(fù)習(xí)。做完本次課程設(shè)計(jì)之后，我基本上到達(dá)了上述目的。下面就是上次我在本次課程設(shè)計(jì)中的收獲和遇到的困難。在本次課設(shè)中我不但收獲了相關(guān)知識(shí)，還收獲了以后工作中需要的必要技能。首先，對(duì)于船舶推進(jìn)這么學(xué)科我有了更加系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，比