198噸拖網(wǎng)漁船螺旋槳設(shè)計(jì)書

1、198 噸拖網(wǎng)漁船螺旋槳 設(shè)計(jì)書 指導(dǎo)老師： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 郵 箱： 完成日期： 2013/4/21 目錄 1船 型 2主機(jī)參數(shù) 3推進(jìn)因子的確定 4槳葉數(shù) Z 的選取 5. AE/AO的估算 6槳型的選取說明 7.根據(jù)估算的AE/AO選取23張圖譜 8. 列表按所選圖譜（考慮功率儲(chǔ)備）進(jìn)行終結(jié)設(shè)計(jì) 9. 空泡校核 10. 計(jì)算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線 11. 船舶系泊狀態(tài)螺旋槳計(jì)算 12. 槳葉強(qiáng)度校核 13. 槳葉輪廓及各半徑切面的型值計(jì)算 14. 槳轂設(shè)計(jì) 15. 螺旋槳總圖繪制 16. 螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 17. 螺旋槳設(shè)計(jì)總結(jié) 18.課程設(shè)計(jì)總結(jié) 19

2、8噸拖網(wǎng)漁船螺旋槳設(shè)計(jì)書 1.船型 單槳單舵單甲板，前傾首柱，巡洋艦尾，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，尾機(jī)型拖網(wǎng)漁船。 設(shè)計(jì)水線長： LwL=34.35m 垂線間長： Lb p=32.00m 型寬： B=7.30m 型深： D=3.70m 設(shè)計(jì)吃水： T d=2.80m 方型系數(shù)： Cb=0.544 排水量： A =366.8t 棱型系數(shù)： Cp=0.610 縱向浮心坐標(biāo) Xb= -0.96m 縱向浮心位置 xc=3.31% L/ 1/3 4.8 A 0.64 43.7 寬度吃水比B/T 2.607 型號(hào): 6260ZC I標(biāo)定功率: Ps2 = 368kw 1.1艾亞法有效功率估算表: .主機(jī)參數(shù)（設(shè)計(jì)航速約

3、10.5kn ） 速度V(k n) 9 10 11 12 13 Froude數(shù)v s/ VgLBP 0.258833868 0.28759319 0.316353 0.34511 0.3739 標(biāo)準(zhǔn)Co查圖7-3 387 275 248 198 141 標(biāo)準(zhǔn)C be,查表7-5 0.644 0.595 0.564 0.549 0.539 實(shí)際Cb（肥或瘦）（%） -15.52795031 -8.5714286 -3.5461 -0.9107 0.9276 Cb修正（%），瘦則查表7-6 11.48 5.56 1.73 6.04 -1.59 Cb修正數(shù)量A 1 44.4276 15.29 4.2

4、904 11.9592 -2.242 已修正C b之C 1 431.4276 290.29 252.2904 209.959 138.76 B/T修正 -3.3 -3.3 -3.3 -3.3 -3.3 B/T修正數(shù)量，A 2 -14.2371108 -9.57957 -8.32558 -6.9287 -4.579 已修正B/T之C 2 417.1904892 280.71043 243.9648 203.031 134.18 標(biāo)準(zhǔn)xe,%L，船前（-）中 船后（+），查表7-5 0.9 1.81 2.26 2.47 2.53 實(shí)際X C， %L船中后 3.31 3.31 3.31 3.31 3

5、.31 相差%L在標(biāo)準(zhǔn)后（+） 前（-） -2.41 -1.5 -1.05 -0.84 -0.78 Xe修正（%）,查表7-7 12.93 10.8 9.45 9.04 10.3 xe修正數(shù)量，A 3 53.94273025 30.3167264 23.05468 18.354 13.82 已修正X e之C 3 471.1332195 311.027156 267.0195 221.385 148 長度修正%=(Lwl - 1.025Lpp)/L wi*100% 0.045 0.045 0.045 0.045 0.045 長度修正A 4 22.26387142 14.6978993 12.61

6、827 10.4617 6.9939 已修正長度之C4 493.3970909 325.725056 279.6378 231.846 154.99 V3 729 1000 1331 1728 2197 Pe=A 0.64 *V3/C 4 (hp) 47.53295669 98.7671947 153.125 239.777 456.02 標(biāo)定轉(zhuǎn)速: 400 r/min I減速比: i = 1.28 3.推進(jìn)因子的確定 (1)伴流分?jǐn)?shù)w 本船為單槳海上網(wǎng)漁船，故使用漢克歇爾公式估算 w=0.77X Cp-0.28=0.77 X 0.610-0.28=0.190 (2)推力減額分?jǐn)?shù)t 使用漢克歇

7、爾公式 t=0.77 X 00.30=0.77 X 0.610-0.3=0.170 (3)相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率：近似地取為n R =1.0 (4)船身效率 1 -1 n H = =(1-0.190)/(1-0.170)=0.976 1 - w 4 .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。 5. Ae/Ao的估算: 按公式 Ae/Ao = (1.3+0.3X Z) X T / (po-pv)D2 + k 進(jìn)行估算, PE 其中：T= k=92.63/g 10.5X 0.5144)=20.66kN 29 水溫 15C 時(shí) Pv=174 kgf/m2

8、=174 X 9.8 N/m =1.705 kN/m2 靜壓力 po=pa+Y hs=(10330+1025X 2) X 9.8 N/m 2=121.324 kN/m2 k 取 0.2 D 允許=0.7 X T= (0.70.8 )X 2.80=1.96m2.24m (單槳船) Ae/Ao = (1.3+0.3 X Z) X T / (po-pv)D2 + k =(1.3+0.3X 4)X 20.66/(121.324-1.705)X 2.032)+0.2 = 0.305 6.槳型的選取 本船為網(wǎng)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(jì)出螺旋槳。 7. 根據(jù)估

9、算的Ae/Ao選取23張圖譜 根據(jù) Ae/Ao=O.3O5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n S=0.98,螺旋槳敞水收到功率 Pd = Psx (1-0.10)x n Rn s =368x 0.9 x 1X 0.98= 324.576kw = 435.08hp 螺旋槳轉(zhuǎn)速 n=j n=400r/min / 1.28=312.5r/min 列表查圖譜可得: 項(xiàng)目 假定航速V V=V（1 B=n水點(diǎn)時(shí)斥.5 vBp g P/D MAU4-40 n DgWn g P/D MA

10、U4-55 n DgWn 單位 kn iknr hp 數(shù)值 0 1 12 1 7.2 9 8.1 8.9 1 9.7 3 210.53 45.4 6.7 2734.9127.5122.1318.；- 5 4.7 4.25 4 5.9 1 5.2 06 0.6 9 62. 9 0.7 85752 2 0.7 5 0.7 0.5480.58406140.6420.665 1.772 232.7 32788487906772935219 E47.98950. 772.6282.384 766 0.689 0.7 0.53 0.5 8 3 0.7 6256 5 0.7 52 9 0.84 70.595

11、0.6390.655 1.772竝7625676 71774 825219 hp Pte、 S、P/D、D 225.05S22.()4j2.6!5M.32H8.138 I. 0.7 1300 1200 1100 * MAU4P0 MAV4 55 P/D D U5 1000 900 800 an 1213 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n 0如下表所列。 MAU Vm* n) P/D D(m) n 0 4-40 12.03 0.752 57.13 1.77 0.641 4-55 12.01 0.794 56.

12、27 1.75 0.634 9.空泡校核 由圖解法求出不產(chǎn)生空泡的(Ae/Ao) min及相應(yīng)的VsMAX、P/D、n 0、D. 按柏努利空泡限界線中漁船下限線，計(jì)算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。 槳軸沉深hs由船體型線圖取2.8m。 2 popv= p a+ 丫 hs-pv =10330+1025 X 2.8-174 = 13026 kgf/m 計(jì)算溫度 t =15C, pv = 174 kgf/m 2 Pd= 324.576kw = 435.08hp p =104.63 kgf S/m4 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 數(shù)值 MAU4-40 MAU4-55 1 Ae/Ao O.4 O.55 2 Vmax

13、kn 12.03 12.O1 3 Va=0.5144*V ma)*(1-w) m/s 5.0125401 5.0042067 4 2 (O.7 n ND/60) (m/s) 2 35.865 35.O6 5 2 2 Vo.7R =Va +(4) (m/s) 2 41.12555825 i41.042084 1 / 2 / 2 p Vo.7R 20562.77913 120521.0423 6 1 2 Z =(p 0-p v)/(/ 2 p Vo.7R ) 0.63347468 0.63476307 7 n c(查圖6-2O ) O.171 O.172 8 推力T=75*Pd* n o/Va k

14、gf 4172.82866： !4134.13258 9 需要投射面積A p=T/( n c* 1 / 2 p Vo.7R 2) n2 1.18673194： !1.171268： 10 需要展開面積 Ae=AP/(1.067-0.229* P/D) m 1.326265704 1.32320730 11 AO= n D2/4 n2 2.46 2.41 12 需要的Ae/Ao 0.5391324 0.54904867 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 由上圖得最佳要素為: / / / V / 0則 / 0.552 0.539 圖 由上圖得最佳要素為: P/D

15、 0.785 n 0 0.635 D 1.754 AE/A0 0.549 Vmax 12.01(k n) 10.計(jì)算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線 由MAU4-40 , MAU4-55，P/D=0.785的敞水性征曲線內(nèi)插得到 MAU 4-54.9、 P/D=0. 785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: 0_1 03 0.507 J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 KT 0.344 0.319 0.278 0.254 0.216 0.175 0.125 0.078 0.038 0.000 10KQ 0.405 0.371 0.346

16、 0.320 0.282 0.246 0.197 0.147 0.096 0.032 n 0 0.000 0.150 0.267 0.385 0.488 0.588 0.664 0.667 0.511 0.002 圖三 螺旋槳無因次敞水性征曲線 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=0.344, Kq=0.0405 計(jì)算功率 Pd= PsX n s =368X 0.98=360.64kw=490.65hp 系柱推力減額分?jǐn)?shù)取to=0.04. 主機(jī)轉(zhuǎn)矩 Q=PdX 60 X 75/(2 n N)=490.65 X 60 X 75/(2 X

17、 3.1416X 312.5)= 1124.48 kgf.m 系柱推力 T=(K t/Kq)X (Q/D)=(0.344/0.0405) X (1124.48/1.754)= 4900.8 kgf 系柱推力 車葉轉(zhuǎn)速 T0=T X( 1- t0)=4900.8X( 1- 0.04) =4704.78 kgf N0=60 xVT/( p X D4X Kt)=60X (4704.78/(104.63X 1.7544X 0.344)0.5 =223.0 rpm 12.槳葉強(qiáng)度校核 按我國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)算所的之值: t=V Y/(K-X)

18、 (mm) 式中 Y=A 1X Ne/(Z X bx N),X=A 2X G X AdX N2X D3/(1010X ZX b) 計(jì)算功率 Ne=368X 0.98=410.66kw=360.64 kw = 483.42hp 3 Ad= Ae/A0=0.549,P/D=0.0.785, =10o, G=7.6gf/cm , N=312.5rpm 在0.6R處切面弦長 b0.6R=2.1867X Ae/A0X D/Z=2.1867 X 0.549X 1.754/4=0.52642m b0.25R=0.7212X bo.6R =0.7212X 0.52642=0.37965m 項(xiàng)目 單位 數(shù)值 O

19、.25R O.6R 弦長b m O.38O O.526 K1 634.000 207.000 K2 250.000 151.000 K3 1410.000 635.000 K4 4.000 34.000 Ai 二D/P(Ki-K2D/Po.7 )+K3D/Po.7 -K4 2194.126 793.571 Y=A i*N e/(Z*b*N) 2235.078 582.999 K5 82.000 23.000 K6 34.000 12.000 K7 41.000 65.000 K8 380.000 330.000 A? = D/P(K5+K6 )+K7 +K8 951.580 866.166 材

20、料系數(shù)K （鋁青銅） kgf/cm 3 1.2OO 1.2OO 2310 X=A 2*G*A d*N *D /(1O *Z*b) O.138 0.090 t= V Y/(K-X) mm 45.871 22.922 MA標(biāo)準(zhǔn)槳葉厚度t，查表8-14 mm 6O.5OO 34.73O 校核結(jié)果 滿足要求 滿足要求 實(shí)取槳葉厚度 mm 6O.5OO 34.73O 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, bo.66R=2.1867X Ae/AoX D/Z=2.1867 X 0.549X 1.754/4=0.526m 最大厚度在軸線處 tmax= 0.05D=0.05X 1.75

21、4X 1000=87.7mm 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：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/m r/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 O.2 0.2796 0.3858 0.3619776 71.2124 0.115832832 O.3 0.3345 0.4425 0.422688 62.9686 0.13526016 O.4 0.3876 0.4832 0.4737152 54.7248 0.151588864 O.5 0.4354 0.508 0.5077696 46.481 0.1650251

22、2 O.6 0.4796 0.5115 0.5391584 38.2372 0.188166282 O.66 0.4974 0.5026 0.544 33.326 0.206176 0 7 0 5133 0 4831 0 5420416 29 9934 0 217900723 0 8 0.5239 0.4053 0.5054848 21.7496 0.229995584 0.9 0.4849 0.2513 0.4004928 13.5058 0.195840979 O.95 0.4207 0.1355 0.3025728 9.4716 0.1512864 1 0.1729 5.262 14槳轂

23、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=435.08hp,此時(shí)N=312.5 rpm (PD/N)1/3= (435.08/312.5) 1/3= 1.117 根據(jù)船舶原理（下）P157圖8-40可查得螺旋槳槳軸直徑 dt=170mm 采用整體式螺旋槳，則螺旋槳的轂徑 dh=1.8dt=1.8X 170=306mm 轂前后兩端的直徑 d2=0.88X dh=0.88X 306=169.3mm d1=1.10X dh=1.10X 306=336.6mm 槳轂長度 l0=dh+100=406mm 減輕孔的長度 l1=0.3X l0=0.3X 406=121.8

24、mm 軸孔錐度取 K=0.1 轂部筒圓厚度 S =0.75X to.2R=0.75X 71.21=53.41mm 葉面、葉背與轂連接處的圓弧半徑 r1=0.033D=0.033X 1.754X 1000=58mm， r2=0.044D=0.044X 1.754X 1000=77mm。 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) g Kim* ana UL_ djL a.fSHS.：s JkB Jka. 史41科JLB Q=3SLf* 翼ft 華中科技大孝 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

25、密度 丫 =8410kgf/m3, 0.66R處葉切面的弦長（即最大弦長） b0.66=O.526m, 螺旋槳直徑 D=1.754m 10.2=0.07121 m, to.6= 0.03824m 最大連續(xù)功率PD=435.08hp,此時(shí)N=312.5rpm 轂長 Lk=lo=0.406m 轂徑 dh=d=1.8x dt=1.8x 0.仃=0.306m, 槳轂長度中央處軸徑 d0 =0.045+0.108(Pd/N)1/3-0.5X KL k =0.045+0.108X (435.08/312.5)1/3-0.1 x 0.406/2=0.1453m dh/D=0.306/1.754=0.1745 則根據(jù)我國船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院（708所）提出的公式: 槳葉