
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螺旋槳課程設(shè)計(jì)--800噸自航駁船螺旋槳設(shè)計(jì)書(shū)指導(dǎo)老師專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)完成日期目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.船型 32.主機(jī)參數(shù) 4\o"CurrentDocument"3.推進(jìn)因子的確定 4\o"CurrentDocument"槳葉數(shù)Z的選取 4Ae/A0的估算 4E0\o"CurrentDocument"槳型的選取說(shuō)明 5\o"CurrentDocument"7?根據(jù)估算的Ae/A0選取2?3張圖譜 5E0列表按所選圖譜(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VmAx..???.5sMAX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VMAX、P/D、n0、D...7TOC\o"1-5"\h\zE0 sMAX 0\o"CurrentDocument"計(jì)算與繪制螺旋槳無(wú)因次敞水性征曲線 9\o"CurrentDocument"計(jì)算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力T0'與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速N0 9\o"CurrentDocument"槳葉強(qiáng)度校核 10\o"CurrentDocument"槳葉輪廓及各半徑切面的型值計(jì)算 12槳轂設(shè)計(jì) 12螺旋槳總圖繪制(詳見(jiàn)A3圖紙螺旋槳設(shè)計(jì)總圖) 13\o"CurrentDocument"螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 13\o"CurrentDocument"螺旋槳計(jì)算總結(jié) 14心得體會(huì) 14附錄 16題目24:800噸自航駁船螺旋槳設(shè)計(jì)書(shū)1.船型雙槳流線型舵,前傾首柱,方尾,柴油機(jī)驅(qū)動(dòng),中機(jī)型自航駁船。設(shè)計(jì)水線長(zhǎng):=61.00m垂線間長(zhǎng):LBP=59.50m型寬:B=10.50m型深:D=3.60m設(shè)計(jì)吃水:T=2.70md方型系數(shù):C=0.734排水量:△=1275t棱型系數(shù):CP=0.757縱向浮心坐標(biāo)X=0.915mb縱向浮心位置x=1.538%cL/A*5.625△0.6496.240寬度吃水比B/T3.889艾亞法有效功率估算表:(參考船舶原理上P279-285)(可以自主選定一種合適的估算方法,例如泰勒法)艾亞法有效功率估計(jì)表項(xiàng)冃數(shù)值假定航速V(kn)91011L59.559.559.5Fr二v/〈gL019172199902130244430234326888標(biāo)準(zhǔn)C,杳圖7-34634454110標(biāo)準(zhǔn)C,(C=1.09-1.68Fr)或杳表7-50.7679070420.7321189350.696330829bc bc實(shí)際Cb073407340734Cb—Cbc-003390704200018810650037669171Cb-Cbc<0,C修正(%)杳表7-610.4175Cb-Cbc〉0,C.修正數(shù)量厶-2.517673815-48.95866651b 1已修正C之C=C+△473.4175442.4823262362.0413335'rii‘ — 10 1B/T修正(%)=T0C.(B/T-2)%-13.8644526-13.8644526-13.8644526B/T修正數(shù)量,△一-65.63674489-61.34775238-50.19504907 1■- § 已修正B/T之C=C+△407.7807551381.1345738311.8462844212V/』06001847920666871991073355919標(biāo)準(zhǔn)x,%L,船中前0.80.520.04c實(shí)際X,%L,船中前1.5381.5381.538c相差%L,在標(biāo)準(zhǔn)者前(+)后(-)073810181498x修正%Kxc杳表7-7(a)0.752.265.4cx修正量,(△?3.0583556638.61364136816.83969936c 3 Ox修正量,△.-10.4175-6.0959675530- 3 已修正X之C397.3632551375.0386063311.8462844c 3長(zhǎng)度修正%(L一-1.025L)/L*100%0.0002100840.0002100840.000210084wl bp bp長(zhǎng)度修正數(shù)量,△,0.0834796750.0787896230.065513925― 4 已修正長(zhǎng)度C397.4467348375.1173959311.91179834V372910001331Sp 4_06^_V 3—[P = 廠 s hpE C178.2276633259.0355159414.641504T2.主機(jī)參數(shù)(設(shè)計(jì)航速約10kn)型號(hào):12V135標(biāo)定功率:PS2=257.4kwX2標(biāo)定轉(zhuǎn)速:1500r/min減速比:i=5.063.推進(jìn)因子的確定伴流分?jǐn)?shù)w本船為雙槳內(nèi)河船,故使用漢克歇爾公式估算w=0.7C-0.3=0.7X0.757-0.3=0.2299P推力減額分?jǐn)?shù)t使用漢克歇爾公式t=0.50XC-0.18=0.50X0.757-0.18=0.1985P相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率近似地取為nR=i.o(4)船身效率nH=(1-t)/(1-w)=(1-0.1985)/(1-0.2299)=1.0414?槳葉數(shù)Z的選取根據(jù)一般情況,普通船多用四葉,加之四葉圖譜資料較為詳盡、方便查找故選用四葉。5-Ae/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!)按公式Ae/A0=(1.3+0.3XZ)XT/(p0-pv)D2+k進(jìn)行估算,其中:T=PE/(1-t)V=259.035X0.735/[(1-0.1985)X10X0.5144]=46.18kNE水溫15°C時(shí)汽化壓力p=174kgf/m2=174X9.8N/m2=1.705kN/m2v靜壓力p=p+Yh=(10330+1000X1.9)X9.8N/m2=119.854kN/m20ask取0.2D=0.6XT=0.6X2.7=1.62m允許 dD0.7XT=0.7X2.7=1.89m允許= dAe/A0=(1.3+0.3XZ)X[T/(p0-pv)D2]+k=(1.3+0.3X4)X46.18/[(119.854-1.705)X1.622]+0.2=0.5326.槳型的選取說(shuō)明由于本船為內(nèi)河自航原油駁船,采用MAU4葉槳圖譜進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算7?根據(jù)估算的Ae/A0選取2~3張圖譜根據(jù)Ae/A0=0.336選取MAU4-40,MAU4-55兩張圖譜。E08.列表按所選圖譜(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nS=0.97,齒輪箱效率ng=0.96,螺旋槳敞水收到功率PDO=Ps2X0.9XnSXnGXnR=257.4X0.9X0.97X0.96X1.0=215.722kW=293.382hp螺旋槳轉(zhuǎn)速N=1500/5.06=296.443rpm由圖譜可查得:(參考船舶原理下P267-268)
按VBp-6圖譜設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目單位數(shù)值假定航速Vkn91011VA=(1-w)Vkn6.93097.7018.4711Bp=NPD00-5/VA2-540.1498430.8524824.31131Bp'=BpxVY40.6486231.2357624.61333VBP6.3756275.5888964.961182MAU4-405756660D=5XVA/Nm1.7718111.7324381.732438P/D0.650.70.74no0.5630.60.629Pte=PdHhH0hp171.9462183.2464192.1033P'TE=2PTEhp343.8924366.4928384.2066MAU4-555736559D=5XVA/Nm1.7067551.6885711.685973P/D0.720.740.77n00.5480.5830.613PTE=PDnHn0hp167.365178.0544187.2167P'TE=2PTEhp334.7301356.1088374.4335據(jù)上表結(jié)果可繪制Pte、5、P/D及n0對(duì)V的曲線,如圖一所示:MAU4-55300625060據(jù)上表結(jié)果可繪制Pte、5、P/D及n0對(duì)V的曲線,如圖一所示:MAU4-55300625060no冊(cè)小巧510911080.750.7065757065400HPteP/D350IMAU4-402001500.65匚二0.60.55 二0.5I 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(pán)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n0如下表所列最佳要素表VMAX(kn)p6P/Dn0DMAU4-4010.840381.53260.870.7340.6251.714109MAU4-5510.783370.61660.250.7630.6071.6877919?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、n、D.按柏努利空泡限界線中商船上限線,(參考船舶原理下P79)計(jì)算不發(fā)生空泡之最小展開(kāi)面積比。槳軸沉深h取1.9msp-p=p+yh-p=(10330+1000X1.9-174)kgf/m2二12056kgf/m20vasv計(jì)算溫度t=15°C,p=174kgf/m2vPDO=215.722kW=293.382hpp=101.87kgfXs2/m4
空泡校核表序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值MAU4-40MAU4-551AJA0.40.552Vmaxkn10.84010.7833V=0.5144*Vz*(1—w)m/s4.294151534.271730044(0.7nND/60)2(m/s)2346.8588058336.2893315V 2二v2+(4)07R A ' 7(m/s)2365.2985432354.537009PV7R218606.481318058.34256o=(P0-Pv)/(1/2PV07R2)0.6479462620.667613877t(查圖6-20)0.2050.2138推力T=75*PD0*n0/VAKgf3200.7673413124.592149需要投射面積Ap=T/(t*1/pV2)c/2^ 0.7R7m20.8391430370.8123362710需要展開(kāi)面積A=A/(1.067-0.229*P/D)EPm20.9334956940.9104122511A0=nD2/4m22.3076337892.2373156212需要的ae/a00.4045250590.40692169據(jù)上述結(jié)果作圖二,可求得不發(fā)生空泡的最小盤(pán)面比及對(duì)應(yīng)的最佳螺旋槳要素:Ae/A0=O.4O,P/D=0?735,D=1.714m,n0=0.625, VMAX=10.84kn10.計(jì)算與繪制螺旋槳無(wú)因次敞水性征曲線計(jì)算所得最佳盤(pán)面極為比接近40,因而無(wú)需差值,可直接選用Mau4-40P/D=0.735的敞水性征曲線,其數(shù)據(jù)如下:J0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.8200.9KT0.3080.2850.2480.2230.1920.1590.1130.0760.0140.00010KQ0.3230.3120.2830.2620.2370.1980.1580.1180.0580.0430效率0.0000.1460.2790.4070.5150.6390.7180.7180.3010.000MAU4-40敞水曲線MAU4-40敞水曲線(P/D=0.735)oc11.計(jì)算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力T。'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=0.308Kq=0.0323計(jì)算功率:P=PsXnXnc=257.4X0.97xo.96=239.7kw=326.11hpD2SG系柱推力減額分?jǐn)?shù)取t0=0.04主機(jī)轉(zhuǎn)矩:Q=PDX60X75/(2nN)=326.11X60X75/(2X3.1416X296.44)=787.88kgf.m系柱推力:T=(KT/KQ)X(Q/D)=(0.308/0.0323)X(787.88/1.714)=4383.26kgfT0=TX(1-t0)=4383.26X(l-0.04)=4207.93kgf故雙槳船:T0'=2T0=2X4207.93=84l5.86kgf車(chē)葉轉(zhuǎn)速:N0=6OXMT/(pXD4XKT)=60X4383.260.5/[(101.87X1.7144X0.308)]0.5=24l.478rpm12.槳葉強(qiáng)度校核按我國(guó)2009《鋼質(zhì)內(nèi)河船建造規(guī)范》校核t025R,應(yīng)不小于按下式計(jì)算所的之值:3.4x105(L5+35^-+mmPq」Pg5mmZbne[K-(0.035^+025)(盒益尸]式中:D—螺旋槳直徑,m;P0.25——0.25R剖面處的螺距,in;Pqj .77?剖面處的螺距,m;Ne——主機(jī)的額定功率,kW;Z——槳葉葉數(shù);b——0.25R剖而處的槳葉寬度,mm;佻 螺旋槳在主機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速,r/min;S—槳葉后傾角(°);K——材料系數(shù),見(jiàn)表8.6.2.k螺旋槳材料系數(shù)K 表8.6.2.1岡¥鑄1EEIs鋁銅鎳青碳鋼、碳猛鋼it不鐵馬抗心404610o56736004504005W0011837.444900242S計(jì)算功率Ne==257.4kWAd=AE/A0=0.40,P/D=0.735,D=1.714m,£=10°dE0
n=N=1500/5.06=296.44rpm,Z=4eb066R=0.226DA/(0.1Z)=0.226X1.714X0.4/(0.1X4)=0.387m0.66R d在0.25R、0.6R處剖面的槳葉寬度bb0.25R=0.7212b0.66R=0.7212X0.387=0.279m0.25R0.66Rb0.6R=0.9911b0.66R=0.9911X0.387=0.384m0.6R0.66R在0.25R、0.7R處螺距P =P/DXD=0.735X1.714=1.260m0.25RP=P/DXD=1.260m0.7R材料系數(shù)KK=1.47(錳鋁青銅)材料密度G=7.5g/cmt0.25R=3.4Xlo5Xfl.5+3.5X^26+冷:芍)x257.44X279x296.44X1.47i(0.035X10-F0.25)X4X279x296.44X1.47i(0.035X10-F0.25)X296.44X1.714A21000=39.15mmt=39.15mmt'查表8-4,則'0.25R=1.174*(0.0406+0.0359)/2=65.5mm標(biāo)準(zhǔn)槳切葉厚度t'0.25R=65.5mmt't'0.25R>t0.25R,滿足強(qiáng)度要求。葉梢處的厚度t1.0應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值對(duì)鋼制、銅制:t1.0=C0XDmm式中D-螺旋槳直徑,m;C0-系數(shù),普通螺旋槳取3.t=1.0R=3X1.714=5.142mmt'標(biāo)準(zhǔn)槳切葉厚度1.0R=0.3%X1.714m=5.142mmt'=t ,1.0R=l.OR,滿足強(qiáng)度要求。若采用標(biāo)準(zhǔn)槳的厚度極其分布,則可以滿足強(qiáng)度要求,且有裕度13.槳葉輪廓及各半徑切面的型值計(jì)算軸線處最大厚度=0.05D=0.05X1.714X1000=85.7mm實(shí)際槳葉厚度MAU型4葉螺旋槳尺度表列表計(jì)算如下:(單位:mm)葉片最大寬度0.387m螺旋槳直徑1.714mr/R02030405060.708090951母線至葉片隨邊的距離108.2052129.4515150.0012168.4998185.6052198.6471202.7493187.6563162.810966.9123母線至葉片導(dǎo)邊的距離149.3046171.2475186.9984196.596197.9505186.9597156.851197.253152.43850葉片寬度257.5098300.699336.9996365.0958383.5557385.6068359.6004284.9094215.24940葉片厚度69.588461.532653.476845.42137.365229.309421.253613.19789.25565.142導(dǎo)邊至最厚點(diǎn)的距—離—82.40313696.22368107.8399118.6561133.8609155.0139163.6182139.3207107.6247014.槳轂設(shè)計(jì)(參見(jiàn)《船舶原理下》P156: 5.槳轂形狀及尺度)最大連續(xù)功率PD0=326.11hp,此時(shí)N=296.44rpm(PD/N)1/3=(326.11/296.44)1/3=1.03根據(jù)《船舶原理下》P157圖8-40可查得螺旋槳槳軸直徑dt=153mm采用整體式螺旋槳,則螺旋槳的轂徑dh=1.8dt=1.8X153=275.4mm轂前后兩端的直徑d2=0.88Xdh=0.88X275.4=242.35mmd1=1.10Xdh=1.10X275.4=302.94mm槳轂長(zhǎng)度l0=dh=275.4mm0h減輕孔的長(zhǎng)度l1=0.3Xl0=0.3X275.4=82.62mm轂部筒圓厚度d=0.75Xt02R=0.75X69.5884=52.191mm0.2R葉面、葉背與轂連接處的圓弧半徑
r]=0.033D=0.033X1.714X1000=56.562mm,r2=0.044D=0.044X1.714X1000=75.416mm15-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(shū)一起裝訂成冊(cè))6£5.3R=i535.&3R=£S5.61TRFEP9.::.1斗.213RF4136£5.3R=i535.&3R=£S5.61TRFEP9.::.1斗.213RF41333RF2513RF2510.2R=11”4P=12i5O螺旋柔總圖PiDRE535X95R=S14J5g^R=771.J1.0RF357:.J5a.5R=771.3:h.f:.::-l才■:tjh:::::mTtt、卡f:raK^TSjC.■AU4:*J1.TI4GMJfiJEP12Mrvia.73=Atdd.bC.OTiC14-2Sf7.2B±43C.1.OK1.OK3.OKJ.OK袖自0顯忌注扛也旦.t+,sii設(shè)計(jì)班級(jí)器璋13C1爭(zhēng)號(hào)U201312263數(shù)量仆華中科技大學(xué)16.螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算16.螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算錳鋁青銅(MnAl(SiO))材料重量密度Y=8410kgf/m3,0.6R處葉切面的32' 4Z3弦長(zhǎng)b0.6R=0.384m,0.6R螺旋槳直徑D=1.714m,t=0.0696m,tO6R0.0373m0.2R 0.6R=最大連續(xù)功率PD=326.11hp,此時(shí)N=296.44rpm轂徑d=1.8Xd=1.8X0.153=0.275,轂長(zhǎng)LK=0.275mtK槳轂長(zhǎng)度中央處軸徑d=0.045+0.108(P/N)1/3-KL/20DK=0.045+0.108槳轂長(zhǎng)度中央處軸徑d=0.045+0.108(P/N)1/3-KL/20DK=0.045+0.108X(326.11/296.44)1/3-0.1X0.275/2=0.249md/D=0.275/1.714=0.160則根據(jù)我國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院提出的公式:槳葉重%=0.169丫Zbmax(0.5t0.2R+t0.6R)(1-d/D)D(kgf)=0.169X8410X4X0.387X(0.5X0.0696+0.0373)X(1-0.160)X1.714=228.39kgf槳轂重Gn=(0.88-0.6d0/d)LKYd2(kgf)=(0.88-0.6X0.249/0.275)X0.275X8410X0.2752=58.89kgf螺旋槳重量G=Gbl+Gn=228.39+58.89=287.28kgf螺旋槳慣性矩扁=0.0948丫2%(0.%2+10.6)3=0.0948X8410X4X0.387X(0.5X0.0696+0.0373)X1.7143=448.06kgf?m?s217.螺旋槳設(shè)計(jì)總結(jié)螺旋槳直徑:螺距比:型式:盤(pán)面比:葉數(shù):螺旋槳效率:縱傾角:D=1.714mP/D=0.735mMAUA/A=0.40—E0Z=4n=0.625 0 £=10°設(shè)計(jì)航速:轂徑比:旋向:材料:總重量:慣性矩:V=10.84kn-^AX d/D=0.16m—h 右旋錳鋁青銅—287.28kgf448.06kgf?m?s218.課程設(shè)計(jì)總結(jié)課設(shè)開(kāi)始之前,覺(jué)得有模板推進(jìn)課設(shè)會(huì)很簡(jiǎn)單,但真正開(kāi)始之后,發(fā)現(xiàn)工作量其實(shí)并不小。原本以為直接對(duì)照學(xué)長(zhǎng)的模板修改一下數(shù)據(jù)就可以很輕松地做下來(lái),但事實(shí)是學(xué)長(zhǎng)的模板其實(shí)存在很多問(wèn)題,這使我不得不把學(xué)長(zhǎng)的模板只單純地當(dāng)做一個(gè)流程摘要,真正的數(shù)據(jù),參數(shù),公式都要到書(shū)上找到依據(jù)才敢進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)然,想必這也是老師的初衷,老師給我們模板只不過(guò)是為讓我們做課設(shè)更有調(diào)理,絕不是簡(jiǎn)單地修
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