船舶推進課程設(shè)計8154L遠洋漁船螺旋槳設(shè)計書概要

1、8154L遠洋漁船螺旋槳設(shè)計書指導老師：XXX專業(yè)班級：XXX學生姓名：XXX學號:XXX郵箱：XXX完成日期：2013/4/181 .船型 22. 主機參數(shù) 33. 推進因子的確定 34. 槳葉數(shù)Z的選取 35. AE/AO的估算 36. 槳型的選取說明 47. 根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜 48. 列表按所選圖譜（考慮功率儲備）進行終結(jié)設(shè)計 49. 空泡校核 510. 計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線 711. 船舶系泊狀態(tài)螺旋槳計算 712. 槳葉強度校核 813. 槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算 814. 槳轂設(shè)計 915. 螺旋槳總圖繪制 1016. 螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動慣量計算

2、 1017. 螺旋槳設(shè)計總結(jié) 1118. 課程設(shè)計總結(jié) 118154L遠洋漁船螺旋槳設(shè)計書1.船型單槳單舵，前傾首柱，巡洋艦尾，柴油機驅(qū)動，尾機型遠洋漁船設(shè)計水線長：LwL=39.60m垂線間長：LBP=37.00m型寬：B=7.60m型深：D=3.80m設(shè)計吃水：Td=2.90m方型系數(shù)：Cb=0.513排水量：A =463t棱型系數(shù)：Cp=0.569縱向浮心坐標Xb= -1.08m縱向浮心位置Xc=-2.31%L/ A 1/3：4.78 0.64 A50.81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實例計算）（可以自主選定 一種合適的估算方法，例如泰勒法。）

3、速度Vs (kn)121314Froude 數(shù)Vs / JgLbp0.3240.3510.378標準C0查圖7-3220190140標準Cbc,查表7-50.5590.5470.538實際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A 111.576.723.35已修正Cb之C=C+A 1231.57196.72143.35B/T 修正%,=-10Cb(B/T-2)%-3.18-3.18-3.18B/T修正數(shù)量，A 2-7.37-6.26-4.56已修正B/T之C2=C+A 2224.20190.46138.7

4、9標準Xc,%L，船中后，查表7-52.352.492.54實際Xc，%L船中后2.312.312.31相差%L在標準前或后0.04,前0.18,前0.23,前相應速度vs/ VL1.091.181.27Xc修正（%）,查表7-7-0.43-2.268-3.312xc修正數(shù)量，A 3-0.96-4.32-4.60已修正Xc之G223.23186.13134.19長度修正 %,=(Lwl-1.025L pp)/L wl*100%4.234.234.23長度修正A 49.447.875.68已修正長度之C4232.68194.01139.87Vs3172821972744A 0.64、, 3 Vs

5、x0.735(hp)C4277.35422.90732.652主機參數(shù)型號：6L20/27標疋功率：Ps2 = 541kw標定轉(zhuǎn)速：950 r/mi n減速比：i = 3.973.推進因子的確定(1) 伴流分數(shù)w本船為單槳漁船，故使用漢克歇爾公式估算w=0.77X Cp-0.28=0.77 X 0.569-0.28=0.158(2) 推力減額分數(shù)t本船為單槳漁船，使用漢克歇爾公式t=0.77 X 60.30=0.77 X 0.569-0.30=0.138(3) 相對旋轉(zhuǎn)效率：近似地取為n R =1(4) 船身效率1 -1n h =(1-0.158)/(1-0.138)=0.981-w4. 槳葉

6、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。5. Ae/Ao的估算(注意：對于內(nèi)河船及大徑深比螺旋槳的船不一定適用！)2按公式 Ae/A0 = (1.3+0.3XZ)X T / (p0-pv)D + k 進行估算，其中：T= PE =350X 0.735/(1-0.138)X 13X 0.5144)=44.63kN (1-t)V水溫 15°C 時 pv=174 kgf/m2=174 X 9.8 N/m 2=1.705 kN/m2靜壓力 p°=pa+ y hs=(10330+1025X 2) X 9.8 N/m 2=121.324

7、 kN/m2k 取 0.2D 允許=0.7X Td= (0.70.8 ) X 2.90=2.03m2.32m (單槳船)2Ae/Ao = (1.3+0.3X Z) X T / (po-pv)D2 + k2=(1.3+0.3X 4)X 44.63/(121.324-1.705)X 2.032)+0.2 =0.4266. 槳型的選取說明目前在商船螺旋槳設(shè)計中，以荷蘭的楚思德B型和日本AU型(包括其改進型MAUS)螺旋槳應用最為廣泛。由于本船為遠洋漁船，教科書例子為 MAU型，且其圖譜資料較齊全，故選用 MAU型更方便設(shè)計出螺旋槳。7. 根據(jù)估算的Ae/Ao選取23張圖譜根據(jù) Ae/Ao=O.426

8、選取 MAU4-40, MAU4-55 兩張圖譜。8. 按所選圖譜(考慮功率儲備)進行終結(jié)設(shè)計得到2組螺旋槳的要素及VsMAX功率儲備取10%，軸系效率n s=0.98,齒輪箱效率n g=0.96螺旋槳敞水收到功率Pdo = Psx (1-0.10) x n r x n sX n g=541 X 0.9X 1 X 0.98X 0.96=458.08kw =623 hp螺旋槳轉(zhuǎn)速n=n/i=950r/mi n/ 3.97=239.3r/mi n列表查圖譜可得:項目單位數(shù)量假定航速Vkn12.00013.00014Va=Vs*(1-w)kn10.1010.9511.79Bp= n*(P do)0&

9、#39;5/Va2'518.4215.0512.517b74.293.883.54MAU4-4050.848.444.4p/d0.7770.8210.868n o0.6520.6850.708D=S *VA/nm2.142.2152.188Pte=Ro* n o n hhp398.07418.22432.26MAU4-55S49.86747.33343.600p/d0.8350.8800.924n 00.65050.67330.6933D=S *VA/nm2.102.172.15Pte=R)0* n 0 n h n rhp397.1563411.0766423.2874據(jù)1.1中艾亞法

10、估算的有效功率及上表計算結(jié)果可繪制Pte、S、P/D、D及n 0對V的曲線，如圖一所示:a A上3 700650-6002.3p/陷衛(wèi)550500-L0. 7450400AOTE0.詁350300250-4213V/kni4圖一MAUVMA(k n)p/dD(m)n 04-4012.970.82048.502.215P 0.6844-5512.930.87747.562.1680.672從PTE-f(V)曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點，可得不同盤面比所對應的設(shè)計 航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及n 0如下表所列。9.空泡校核由圖解法求出不產(chǎn)生空泡的(Ae/A0)min及相應的Vsmax、P/

11、D、n 0、D.按柏努利空泡限界線中漁船下限線，計算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。槳軸沉深hs由船體型線圖取2.0mpo-p v = p a+ y hs-p v =(10330+1025 x 2-174) kgf/m 2 = 12206 kgf/m2 計算溫度 t =15T , p v = 174 kgf/m 2 Pdo =458.08kw =623 hp圖24p =104.63 kgf s2/m4序 號項目單位數(shù)值MAU4-40MAU4-551ae/A 00.400.552Vmaxkn12.9712.933V=0.5144*V max*(1-w)m/s5.6185.6004：(0.7 n ND

12、/60)2(m/s) 2377.42361.575V0.7R2=VA2+(4)(m/s) 2408.98392.931 2/ 2 p V).7R21395.8020556.1361 2(T =(p 0-p v)/(/ 2 p V0.7R )0.5700.5947t c(查圖 6-20)0.1600.1648推力 T=75*PD* n 0/Vakgf568956079需要投射面積Ap=T/( T c*7 2 p V0.7R2)2m1.6621.66310需要展開面積A=A/(1.067-0.229*P/D)2m1.8901.92011Af n D42m3.8533.69212需要的Ae/A00.

13、4900.520由上圖得最佳要素為：Ae/A0=0.513, P/D=0.844, D=2.17m, n 0=0.675,VMAx=12.94kn10.計算與繪制螺旋槳無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、KTkq o IIP/D=0.844的螺旋槳無因次敞水性征曲線如圖三所示，其數(shù)據(jù)如下:J0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.900Kt0.4470.4200.3950.3660.3260.2870.2440.1970.1450.08610Kq0.37

14、00.3370.3100.2720.2400.2050.1580.1240.0730.024n 00.0000.1320.2540.3680.4690.5630.6490.6950.6780.369圖三 螺旋槳無因次敞水性征曲線11.計算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速No由敞水性征曲線得J=0時，Kt=0.447, Kq=0.0370計算功率 Pd= Psx n sx n g=541 x0.98x0.96=508.97kw=692hp系柱推力減額分數(shù)取t0=0.04, 主機轉(zhuǎn)矩 Q=Pd x 60 x 75/(2 n N)=692 x 60 x 75/(2 x 3.1416X

15、239.3)= 2071kgf.m 系柱推力 T=(Kt/Kq) x (Q/D)=(0.447/0.0370) x (2071/2.17)= 11530 kgf系柱推力 T0=T x( 1- t0)= 11530x( 1- 0.04) =11068.8 kgf車葉轉(zhuǎn)速 N0=60xVT/( p x D4 x KT)=60 x (11068.8/(104.63X 2.174x 0.447)0.5=196 rpm12.槳葉強度校核按我國1990鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范校核 to.25R及to.6R，應不小于按下式計算所得之值：t=V Y/(K-X) (mm)式中 Y=1.36 X AiX Ne/(Z

16、X bx N),X=A 2X GX AdX N2X D3/(1010xZX b)計算功率 Ne=541 X 0.98X 0.96=508.97kw=692hp3Ad= Ae/A 0=0.513,P/D=0.844,£ =10o, G=7.6gf/cm , N=239.3rpm在0.6R處切面弦長b0.66R=0.226X D X Ad/(0.1Z)=0.226X 2.17X 0.513/0.4=0.6290mb0.6R=0.9911 X b0.66R=0.9911 X 0.6290=0.6234b0.25R=0.7212X bo.66R =0.7212X 0.6290=0.4536m

17、項目單位數(shù)值0.25R0.6R弦長bm0.45360.6234K1634207K2250P151K31410635K4434A1=D/P(K1-K2D/Po.7)+ K3D/Po.7-K42067751Y=1.36A 1*N e/(Z*b*N)3294.35870.92K58223K63412K74165K8380330A2=D/P(K5 + Ki £ ) + K7 £ +&12901149.43材料系數(shù)K （鋁青銅）kgf/cm 31.2001.2002310X=A 2*G*A d*N *D /(10 *Z*b)0.16900.1052t= v Y/(K-X)mm

18、56.528.20MAI標準槳葉厚度t ',查表8-4mm83.0047.31校核結(jié)果滿足要求滿足要求實取槳葉厚度mm83.0047.3113.槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算最大切面在0.66R處，b0.66R=2.26X AE/A0X D/Z=2.26X 0.513X 2.74/4=0.6290m最大厚度在軸線處 tmax= 0.05D=0.05X 2.17X 1000=108.5mm實際槳葉厚度MAU型4葉螺旋槳尺度表列表計算如下：（單位：如表示）葉片寬度/m葉片厚度/mm從導邊至最 厚點的距離/mr/R從母線到 葉片隨邊 的距離從母線到 葉片導邊 的距離葉片寬度0.20.1760

19、.2430.41988.1020.2010.30.2100.2780.48977.9030.2010.40.2440.3040.54867.7040.2010.50.2740.3200.59357.5050.2040.60.3020.3220.62347.3060.2200.660.3130.3160.62941.2300.2380.70.3230.3040.62737.1070.2530.80.3300.2550.58426.9080.2860.90.3050.1580.46316.7090.3080.950.2650.0850.35011.7180.31510.1096.51014. 槳轂

20、設(shè)計按船舶原理（下）P156槳轂形狀及尺度的相應公式計算最大連續(xù)功率PD=692hp,此時N=239.3 rpm1/31/3（Pd/N） = （692/239.3）= 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=1.8X 190=342mm轂前后兩端的直徑 d2=0.88X dh=0.88X 342=300.96mmd1=1.10X dh=1.10X 342=376.2mm槳轂長度 l0=dh+100=442mm減輕孔的長度 l1=0.3X l0=0.3X 442=132.6mm軸孔錐度取K=0.1轂部筒

21、圓厚度 S =0.75X t0.2R=0.75X 88.102=66.08mm葉面、葉背與轂連接處的圓弧半徑r1=0.033D=0.033X 2.14X 1000=71.61mm,r2=0.044D=0.044X 2.24X 1000=95.48mm。15. 螺旋槳總圖繪制（附A3圖紙的螺旋槳設(shè)計總圖與計算書一起裝訂成冊）16. 螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動慣量計算(按船舶原理(下)P101 (7-49) -(7-53)式計算)鋁青銅材料重量密度 丫 =8410kgf/m3 ,0.66R處葉切面的弦長(即最大弦長)bo.66=O.629Om,螺旋槳直徑 D=2.17m 10.2=0.08810 m, to

22、.6= 0.04731m最大連續(xù)功率PD=692hp,此時N=239.3rpm轂徑 dh=d=1.8X dt=1.8X 0.190=0.342m, 轂長 Lk=lo=0.442m 槳轂長度中央處軸徑1/3d0 =0.045+0.108(FD/N) -0.5X KLk1/3=0.045+0.108X (692/239.3) -0.1 X 0.442/2=0.177m dh/D=0.342/2.17=0.1576則根據(jù)我國船舶及海洋工程設(shè)計研究院(708所)提出的公式: 槳葉重Gbl =0.169 丫 Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169X 8410X 4X

23、 0.6290X (0.5X 0.08810 +0.04731)X (1-0.1576)X 2.17 =597.21kgf槳轂重2b/d)Lky d2(kgf)2X 0.177/0.342)X 0.442X 8410X 0.3422 =247.60kgf螺旋槳重量G= Gbi +Gn= 544.81kgf螺旋槳慣性矩3|mp=0.0948Y Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3=0.0948X 8410X 4X 0.6290X (0.5X 0.08810 +0.04731)X 2.1732=1872.62kgf m s217. 螺旋槳設(shè)計總結(jié)螺旋槳直徑：D=2.24m設(shè)計航速：Vma=1

24、2 026kn螺距比：P/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：n 0=0.661慣性矩：1994.2kgf m- s2縱傾角：& =10°18. 課程設(shè)計總結(jié)本次螺旋槳課程設(shè)計是我在船舶推進課程結(jié)束后就開始做的，主要 的想法是借助這次課程設(shè)計一方面好好整理一下這個學期以來在船舶推 進中所學的知識，另一方面作為對即將到來的期中考試的復習。 做完本次 課程設(shè)計之后，我基本上到達了上述目的。下面就是上次我在本次課程設(shè)計 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，還收獲了以后工作中需要的必要 技能。首先，對于船舶推進這么學科我有了更加系統(tǒng)的認識， 比如說對于螺 旋槳和船體的相互影響，我們就一定要盡量正確的估算伴流分數(shù)和推力減 額，