35000T散货船螺旋桨课程设计

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1、重庆交通大学船舶与海洋工程专业MAU 型螺旋桨 毕业设计计算书设计题目35000吨螺旋桨图谱设计航海学院二本船舶与海洋工程专业 设计者1001 班张超(eb08040310)指导教师赵藤重庆交通大学完成日期2012年1月2日目录螺旋桨的设计任务书1螺旋桨的设计计算书3可以达到最大航速的计算3空泡校核3强度校核6螺距修正7重量及惯性矩计算7系柱特性计算8航行特性计算9 螺旋桨计算总结10 螺旋桨课程设计总结1135000 吨散货船船用螺旋桨课程设计任务书1.前言本船阻力通过艾尔法来估算出结果得出阻力曲线。计算时以设计吃水T=11.5m 情况来进行。由于在艾尔法计算过程中已将本船的附体部分（舵、轴

2、支 架、舭龙骨等）考虑在其中，但考虑本船建造以后及在以后的使用过程中产生的 表面粗糙度增加及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加 10%。本船主机最大持续功率9480KW，额定转速为127转/分，考虑本船主机的 经济性和长期使用后主机功率折损。在船速计算中按1 x 9480Kw x 90%来考虑。 螺旋桨转速为127转/分。2.船体主要参数水线长Lwl180m垂线间长Lpp175m型宽B30m型深D17m设计吃水d11.5m桨轴中心高3.343m排水量47188t本船的R=1.788;DD =1.435; d切=5.858B =2.565d3主机参数 ：型 号 6S50MCC （大连船用柴油

3、机厂）一台额定功率P =9480kw (12889hp)s额定转速N=127 r/min减速比1传送效率耳=0.97S4. 推进因子伴流分数 3 =0.5CB-0.05=0.5 X 0.785-0.05=0.34 （泰洛公式一-单桨船） 推力减额t=k3 =0.588 X 0.34=0.2 （商赫公式-取k=0.588流线型舵）1 t船身效率n=1.212H 1 W相对旋转效率n r =15. 阻力计算由艾尔法估算船体有效功率曲线数据如下页表:航速（节）12131415d=11.5m满载有效功率（KW）2908368949916170110%满载有效功率（KW）3199405854906787

4、6设计任务 我在本次设计中按d=11.5m,设计叶数为4叶的MAU型螺旋桨；完成所设计螺旋桨 的设计计算书。 绘制螺旋桨工作总图（2#图纸）。 撰写设计总结。 所有设计文件应具备电子文挡和纸质文挡各一份,纸质文挡应按封面、目录、计算书、 工作总图、设计总结顺序装订成册。 设计时间为1周，所有设计文件必须在18周星期五下午5点前交到指导教师处。7设计参考书上海交通大学出版社人民交通出版社人民交通出版社 船舶原理盛振邦 MAU 型螺旋桨系列图谱 船舶推进胡志安 8纪律要求设计期间,所有同学应按正常的上下课时间进行作息,不得无故缺席。各班班长做好每 天的考勤记录,所有同学必须遵守机房的管理规则。35

5、000 吨散货船船用螺旋桨课程设计计算书6. 可以达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算.取功率储备10 %,轴系效率 n =0.97S螺旋桨敞水收到马力:P =1 P 90%n n =1X 12889 X0.90X0.97X l=11252hpD s S R根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的J歹-5图谱列下表计算：v P表 1-1表1-1 B p-6图谱计算项目单位数值假定航速Vkn12131415Va=(1-w)Vkn8.49.19.810.5PD11252112521125211252V 2.5A204.502249.806300.653357.251P 0.

6、5D106106106106Nr/min127127127127Bp=NP 0.5/ V 2.5DA65.82853.89044.77637.682Bp1/28.1137.3416.6916.139MAU4-40直径系数90.5837771.5P/D0.580.6000.6250.65D5.9865.9475.9425.911n o0.50.5270.550.574p =p n nTED H OHp6431677870747382MAU4-55直径系数89.881.57570P/D0.6350.660.690.715D5.9405.8405.7875.787n o0.490.5080.5350

7、.558pTEHp6302653368817176直径系数6 u87.58074.569P/D0.650.670.70.72MAU4-70D5.7875.7325.7495.705nO0.470.4950.5170.54PTEHp6045636666496945据1表中的计算结果可绘制P直径系数，P/D,及效率对V的曲线，如下图1所示 TE,从PTE-f(V)曲线与船体满载有交马力曲线之交点，可获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及效率如表2所列。表 2 按图 1 设计计算的最佳要素MAUVmax/knP/D直径系数D/m效率4-4014. 520. 71170. 95.

8、 6740.5634-5514. 390. 70072. 95. 7820.5444-7014. 230. 63175. 65. 9300.523367空泡校核 按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比 桨轴沉深 hs=T-Zp=11.5-3.343=8.175mp-p =P +Y hs-p =10330+1025*8.175-174=18535 kgf/m2o v a v计算温度t=15Cp =174kgf/m2 P =2372.44hp p =104.63kgf *s2/m4vD空泡校核计算结果序 号项目数值单位MAU4-40MAU4-55MAU4-701Vmaxkn

9、14.5214.3914.232V=0.5144V (1-w)Amaxm/s5.2285.1825.1243(0.7nND/60) 2(m/s)2696.85723.63761.154V2 =V 2+(3)0 7RA(m/s)2724.19750.48787.4050.5p V 20 7R37885.7539261.2841193.036Z =(p -p )/0.5p V 2ov0 7R0.4890.4720.4507平均推力系数（查图6-20）0.180.1750.178T=P *n *75/VD0Akgf9087388599861379A=T/0.5p V 2* (7)p0 7Rm213.

10、32612.89512.30010A=A/(1.067-0.229P/D)EPm214.73814.22213.33411A /A =A /(nD2/4)EOE0.5830.5420.483据表 8-29 计算结果作图 2，可求得不发生空泡的最小盘面比以及对应的最佳螺 旋桨要素。A/A =0.545P/D=0.701D=5.778m n =0.545 V =14.39knE Oomax8. 强度校核按2001年规范校核t025R及t06R,（见表8-30）,应不小于按下式计算之值：按2001年规范校核t0.2及tO.6R,应不小于按下式计算之值:1.36 A NA G A N2 D31 eZb

11、nTOItZb计算功率 Ne=12889X0.97 =12502hpA= A/A =0.544 P/D=0.701 =8G=7.6 g/cm2d E ON=n=127 r/mineb =0.226DA /(0.1Z)=0.226 X 5.778 X 0.544/(0.1 X 4)0.66R d=1.7759mb =0.7212b=0.7212X1.7759=1.2808m0.25R0.66Rb =0.9911b=0.9911X1.7759=1.7601m0.6R 0.66R强度校核计算表项目数值0.25R0.6R弦长bm1.28081.76010.7R 处 D/P D/P0.71.42651.

12、4265D/P1.42651.4265K1查表7-2634207K2250151K31410635K4434A =D/P(K -K D/P )+K D/P -K1120 730 742403.04859.84Y=1.36A Ne/(Zbn )1e62796.3616350.70K5查表7-28223K63412K74165K8380330A =D/P(K +K )+K +K2567812131020材料系数K （铝镍青铜）1.1791.179X=A GA N2D3/(1O1oZb)2d0.30460.1863t=Y/ (K-X) 1/2mm268.0128.3MAU标准浆叶厚度t/mm221.

13、0126.0校核结果不满足要 求满足要求实取浆叶厚度mm268152.4实际桨叶厚度按 t1.0R=0.0035D=20.22mm 与 t0.25R= 268mm 连直线决定: t0.2= 284.5mm t0.3=251.5mmt0.4=218.4mmt0.5=185.4mmt = 152.4mmt =119.3mm0.60.7t0.8=86.3mmt0.9=53.3mm9, 螺距修正根据尾轴直径大小，决定毂径比dh/D=0.18,此值与MAU桨标准毂径比相同，故对 此项需修正。dh=478.86X2=957.72m由于实际桨叶厚度大于MAU桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。 设计桨(

14、t/b)07R=0.1033/(0.9964X 1.7759)=0.0584标准桨(t/b)o7R=0.0171D/(0.9964X0.31075D)=0.055231- s二Va/NP=(1-w)VX30.866/(NP)=0.7 X 14.39 X 30.866/(127 X 4.05)=0.604 (t/b)07二(t/b)07 设-(t/b)07 杼 X 0.55/0.544 X 0.75二 0.00192 (P/D)t=-2(P/D)o(1-s)0t/b)0.7R=-2X0.701X0.604X0.00192=-0.001626修正后的螺距比P/D=(P/D)+A(P/D)t=0.7

15、01-0.001626=0.699410. 重量及惯性矩计算根据 MAU 桨切面的面积数据用我国船舶及海洋工程设计院提出的的公式算 得：浆叶重量G =0.169 y Zb (0.51 +t )(1-d/D)Db1max0.20.6h=0.169X7600X4X1.7759X(0.5X0.2845+0.1524)X (1-0.18)X5.778= 12737.276kgf d=d/2=478.86mmthLK=2.5Xdt=2.5*478.86=1197.15(mm)=1.197md =0. 045+0. 108(P /N)1/3-KL /20DK=0.045+0.108X(11252/127)

16、1/3-(1/15)X1.197/2=0.4866m注：锥度K取1/15= (0.88-0.6 X 0.4866/1.04) X 1.197 X 7600 X 0.9582 =5003.348 kgf螺旋桨重量G=G +G=12737.276+5003.348b1 n=17740.624 kgf螺旋桨惯性矩：当 d/D=0.18 时：hI =0.0948丫 Zb (0.5t +t ) D3mp max 0.2 0.6 =0.0948X7600X4X1.7759X(0.5X0.2845+0.1524) X5.7783 =290897.163 kgfcmS29敞水性征曲线之确定由 MAU4-40,

17、MAU4-55,P/D=0.701 的 敞 水 性 征 曲 线 内 插 得 到MAU4-54.5 ,P/D=0.701的敞水性征曲线（见图8-28）其数据见表8-31图 3 设计桨的敞水性征曲线表 1-4 设计浆的敞水数据表J00.10.20.30.40.50.60.7KT0.310.280.2550.220.180.1350.1000.04KQ0.0330.0310.0280.0260.0220.0180.0140.00910.系柱特性计算由图 8-28 得 J=0 时，K=0.310K=0.033TQ计算功率 P =12889 X 0.97=12502 系柱推力减额分数取 t=0.04,

18、主机转矩 Q=(P X60X75)/(2n XN)D =12502X60X75/(2X3.14X127)=70538.894kgf.m系柱推力T=(KQ)/(KD)=0.319X3333.32/(0.034X2.502)=114682.952kgfTQ 螺旋桨转速 N=60 X T/(p D4K ) i/2=60X114682.952/(104.63X5.7784X0.310) 1/2 =106.865r/min11航行特性计算取转速为 N=127r/min, N=117r/min, N=107r/min 进行计算，结果如表8-32 所示。 图 8-29 航行特性曲线项目单位数值Vkn1213

19、141516V=0.5144(1-w)VAm/s4.3214.6815.0415.4015.761N=127r/min n=2.12r/sJ=V /nDA0.3530.3830.4120.4420.471KT0.190.180.170.160.14KQ0.0230.0220.0210.020.018P =K p n2D4(1-t)V/145.6TEThp65666739685469126451P =K 2n np n2D5/75n *nsQsRhp127471219311639110849976N=117r/min n=1.95r/sJ=V /nDA0.3840.4150.4470.4790.

20、511KT0.180.170.160.140.13KQ0.0220.0210.01950.0180.017P =K p n2D4(1-t)V/145.6TEThp52635385545851175068P =K 2n np n2D5/75n s*nsQRhp94889057841077637332N=107r/min r=1.78r/sJ=V /nDA0.4190.4540.4890.5240.559KT0.170.150.130.120.11KQ0.0210.01950.0180.01750.0165P =K p n2D4(1-t)V/145.6TEThp414239593695365435

21、73P =K2n np n2D5/75n s*n php68896397590557415413将上述计算结果绘成图 4。、/ 7r/r匸5门一_ y”口/ h= -7r/n y心】们将上述计算结果绘成上图由图中可求得压载航行时可达最大航速约为V=kn，主机马力为hp。110%超满载航行时可达最大航速约为V=13.8kn，主机马力为hp。满载航行时可达最大航速成约为V=14.04kn,主机马力为hp，与设计的要求基本一致。D=5.778mP/D=0.699412螺旋桨计算总结 螺旋桨直径 螺距比型式 叶数 盘面比 纵倾角 螺旋桨效率 设计航速 毂径比 旋向 材料 重量 惯性矩MAUZ=4A /A =0.545EO = 8 n =0.545OV =14.39KnMAXd/D=0.18 右右旋铝镍青铜17740.624 kgf290897.163 kgfcmS2