265总吨钢质围网渔船螺旋桨设计书

1、265总吨钢质围网渔船螺旋桨设计书1.船型单桨，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：Lw=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：A =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/ A 1/34.78A询50.83宽度吃水比B/T2.62速度V(kn)111213Froude 数 Vs/ VgLBP0.2950.3240.357标准G查图7-3265218196标准Cbc,查表7-50.590.5680.

2、534实际Cb(肥或瘦)(%)4.480.7172.4Cb修正(%)，瘦则查表7-64.380.3001.478Cb修正数量A 19.456.222.96已修正Cb之G248.8220.12201B/T修正%-2.53-3.56r -2.51B/T修正数量，A 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(-)0.930.11P 0.3Xc修正(%),查表7-71.30.17-0.23xc修正数量，A 3-2.1-2.482已修正

3、Xc之G255.41210.2198长度修正 %=(Lwl-1.025L pp)/L wl*100%4.150.0410.046长度修正A 410.6768.780.012已修正长度之C4265.1217.28199V31331172821992.主机参数型号：6300C标疋功率：Ps2 = 441kw标定转速：400 r/min减速比：j = 1.603 推进因子的确定Pe=A 0.64*V3/C4 (hp)255.6404.3512.9(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=0.5X CB-0.05=0.5 X (2) 推力减额分数t使用汉克歇尔公式t=0.50 X

4、00.12=0.50 X 0.620-0.12=0.19相对旋转效率：近似地取为n R =0.98(4)船身效率=(1-0.19)/(1-0.2275)=1.054 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. AA。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！)2按公式 AA° = (1.3+0.3 X Z) X T / (p 0-pv)D + k 进行估算,其中：T=297/(1-0.19) X 12X 0.5144)=59.43kN(1 t)V水温 15°C 时 pv=174 kgf/m2=174 X 9.

5、8 N/m2=1.705 kN/m静压力 p°=pa+ y hs=(10330+1025X 2) X 9.8 N/m 2=121.324 kN/mk 取 0.2D 允许=0.7 X T= (0.7 0.8 )X 2.90=2.03m 2.32m (单桨船)A e/Aq = (1.3+0.3 X Z) X T / (p 0-pv)D2 + k=(1.3+0.3 X 4)X 59.43/(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。由于本船为近海运输

6、船，教科书例子 为MAUS，且其图谱资料较齐全，故选用MAUS更方便设计出螺旋桨。7 根据估算的A/A。选取23张图谱根据 A/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n s=0.98，齿轮箱效率n g=0.96螺旋桨敞水收到功率P do = Ps x （1-0.10） Xn Rn sXn g=441 X 0.9 X 0.98 X 0.98 X 0.96= 365.94kw = 490.53 hp螺旋桨转速 n=j n=400r/mi n/1.6=250r/mi n列表查

7、图谱可得：项目单位数量假定航速Vkn111213VA=VS*(1-w)kn8.59.410.6B=n仁畀心526.321.216.5V Bp5.014.61r 3.2MAU4-4061.2005649.210P/D0.7250.740.700n 00.6130.640.67D=S *VA/nm2.0212.082.08Pte=Pd0* n 0 n h n rhp312.9324.7336.8MAU4-55S61.154.147.2P/D0.7780.8180.854n 00.6060.6440.667D=S *VA/nm2.0212.0352.075Pte=Pd0* n 0 n h n rhp

8、310.939319.5332.32据1.1中艾亚法估算的有效功率及上表计算结果可绘制Pte、S、P/D、D及n 0对V的曲线，如图一所示:RET| D2- OSO3bO3 002 502CiO1112 V tKn>F5 ao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n o如下表所列。MAUVMAj(k n)P/DD(m)n 04-4011.650.7357.72.090.6324-5511.620.8056.802.030.6209空泡校核由图解法求出不产生空泡的(A/A。)min及相应的VSmax P/D、n

9、o、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2.0m2 2po-p v = p a+ y hs-pv =(10330+1025 x 2-174) kgf/m = 12206 kgf/m计算温度 t =15 °C , p v = 174 kgf/m P do= 365.94 kw = 490.53 hpp =104.63 kgf s 2/m4序 号项目单位数值MAU4-40MAU4-551A/A。0.400.552Vmaxkn11.5111.623V=0.5144*V mA*(1-w)m/s4.714.6424(0.7 n ND

10、/60)2(m/s) 2362.335052 2V0.7R =VA +(4)(m/s) 2385.2370.0/ 2 pV 0.7R20130.61219387.126(T =(P 0-p v)/(/ 2 pV 0.7R )0.6060.6317t c(查图 6-20)0.160.16688推力 T=75*PD* n 0/Vakgf502049339需要投射面积Ap=T/( T c*7 2 pV 0.7R2)2m1.561.52310需要展开面积A=A/(1.067-0.229*P/D)2 m1.7321.719112A)=nD /42m3.503.2712需要的AEA。0.50.53据上述结

11、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图由上图得最佳要素为：10计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线由MAU4-40 MAU4-55 P/D=0.788的敞水性征曲线内插得到 MAU 4-524P/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:J00.10.20.30.40.50.60.70.8Kr0.342 0).316 0.：286 0.250 0.2140.175 ).141 0.()87 0.04110Kq0.400.376 ().351 0.,317 0.284 0.2480.201 ().152 0.()94n00.003 0).145 0.：

12、263 0.372 0.4820.581 ).6420.680.616图三 螺旋桨无因次敞水性征曲线11.计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, K c=0.04计算功率 Pd= Ps Xn sXn g=441 X 0.98 X 0.96=414.8kw=564.7hp系柱推力减额分数取t 0=0.04,主机转矩 Q=PX 60 X 75/(2 n N)=564.1 X 60 X 75/(2 X 3.1416 X 250)= 1617 kgf.m系柱推力 T=(Kt/Kq) X (Q/D)=(0.339/0.0395) X (183

13、5.5/2.24)= 6684.9kgf系柱推力 To=TX( 1- t o) =7032.5 X( 1- 0.04 ) =6428.5 kgf车叶转速 Nd=60xVT/( pXX Kt)=60 X (6418/(104.63 X 24X 0.342) 0.5=194 rpm12 桨叶强度校核计算所的之值：t= V Y/(K-X) (mm)式中 y=aX 2/(Z X bx N),X=A2X GX A X Mx D/(10 10x ZX b)计算功率 2=441 X 0.98 X 0.96=414.86kw=564.2hp3A= Ae/A0=0.53 ,P/D=0.79 ,£ =1

14、0o , G=7.6gf/cm , N=250rpm在0.6R处切面弦长b 0.6R=1X Ae/Aq X D/Z=0.63 mbo.25R=O.7212 X bo.6R =0.46m项目单位数值0.25R0.6R弦长bm0.4570.63K1634207K2250P151K31410635K4434A=D/P(K1-K2D/Pq.7)+ K3D/Pq.7-K42190791.5Y=A*Ne/(Z*b*N)3342.222873.264K58223K63412K74165K8380330A=D/P(K5+K6 £ )+K7 £ +K81654.11274.32材料系数K （

15、铝青铜）kgf/cm 31.21.2X=A*G*Ad*N2*D3心0 10*Z*b)0.1890.108t= V Y/(K-X)mm4824.4MAI标准桨叶厚度t ',查表8-14mm78.644.4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=2.26 X Ae/Aq X D/Z=2.26 X 0.53 X 2.048/4=0.617 m最大厚度在轴线处 t maF 0.05D=0.05 X 2.047 X 1000=102.36mm实际桨叶厚度MAI型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下：（单位：如表示）叶

16、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 0.13350.30.29730.277450.48773.50.15590.40.24340.303670.54564.10.17480.50.27310.318560.59154.350.19170.60.31110.315440.62738.840.23720.660.30000.320120.62144.560.21620.70.32170.303560.62435. 040.25120.80.33220.253

17、320.58325.710.26520.90.30510.157300.46115.290.22510.950.26420.082910.337 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=1.8 x 185=333mm毂前后两端的直径 d2=0.88 x dh=0.88 x 333=293mmd1

18、=1.10 x dh=1.10 x 333=366mm桨毂长度 I o=dh+100=433mm减轻孔的长度 11=0.3 x 10=0.3 x 433=130mm轴孔锥度取K=0.1毂部筒圆厚度 S =0.75 x t 0.2r=0.75 x 84=62.4mm叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径ri=0.033D=0.033 x 2.0 x 1000=67.56mn，r2=0.044D=0.044 x 2.0 x 1000=90mm15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）-.；S i； I- i - i 唯 & r * 呵!|二邓冲时i护淳阳诃LLi L4 O

19、JH BJU LLffi kBJ LALE2A d » ®g.j?Mrg 起&U St<j?:o gj.+-4:£#JlIlLr"二也斗H 疋：g耳-世輕.晉口.：<6 #崎.呈兰尸¥ .勺二扁皿,.天：dr丸凯SS 圏圖nl 里翳i 詈钢S詣呻单削JL0 W71i卜 j _旺血 LJEKlfl.G.ERH3U匚佯丁出Cl tfWhlC S51£|GkJM"他C 螺赦桨总團册印55-Jni华中科技大学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

20、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, t°.2=0.08m, t°.6= 0.0381m最大连续功率FD=564.25hp，此时N=250rpm毂径 dh=d=1.8 x dt=1.8 x 0.185=0.333m , 毂长 L<=l °=0.433m 桨毂长度中央处轴径1/3de =0.045+0.108（P d/N） -0.5 x KL<=0.045+0.108 x （565/250） 1/3-0.1 x 0.433/2=0.165mdh/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Gi=0.169 丫 Zbwx(0.5t 0.2+to.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169 X