Файл: Курсовой проект по дисциплине Теория корабля.docx

При выполнении расчетов иногда возникает необходимость в определении коэффициента засасывания на швартовном режиме [1. c.12]:



5.1.6 Упор гребного винта.

Определим упор гребного винта по формуле [1. c. 13]:



5.2 Выбор расчетной серийной диаграммы

Выбор серийной диаграммы фактически означает определение всех геометрических характеристик гребного винта, кроме шагового отношения и диаметра.

Указанный выбор осуществляется таким образом, чтобы в первую очередь обеспечить максимальный коэффициент полезного действия движителя при отсутствии кавитации на его лопастях и достаточной прочности винта.

С этой целью определяют минимальное из условия отсутствия кавитации дисковое отношение . Дисковое отношение серийной диаграммы должно быть как можно ближе к величине , но не менее ее.

В тех случаях, когда избежать кавитации не удается, необходимо стремиться к тому, чтобы выбранное дисковое отношение было не менее критической величины , при которой гарантируется отсутствие опасных форм кавитации. Если и это условие удовлетворить невозможно, принимается двухвальная схема двигательно-движительного комплекса.

После выбора серийной диаграммы проверяется достаточность относительной толщины лопасти по оси винта

---

из условия обеспечения прочности движителя. При недостаточной толщине лопасти выбирается другая диаграмма с большей толщиной или увеличенным дисковым отношением так, чтобы была достигнута удовлетворительная прочность винта.


Величину , определим по формуле [1. с.14]:


Где:
– число лопастей винта (принимаем равным 4);

– число валов;

– упор винта;

– гидростатическое давление на оси гребного винта, кПа;

– атмосферное давление, кПа (принимаем );

– давление насыщенных паров воды, кПа, которое с достаточной для дальнейшего расчета точностью принимается .

– заглубление оси гребного винта; определяется по приближенной формуле:






Величину определим по формуле [1. с. 14]:


Для того, чтобы определить выберем расчетную серию по результатам расчетов.

Принимаем серию М4-65 с дисковым отношением и относительной толщиной лопасти винта (согласно рис. III.15 [2. с.497]).

Теперь рассчитаем минимальное значение относительной толщины винта ͞

---

и ее соответствие условиям обеспечения требуемой прочности:



Где:

– коэффициент, учитывающий свойства материала (согласно таблице 3.1 [1. c.14])
Выбранный материал – бронза ( )

, следовательно, прочность обеспечена и винт удовлетворяет условию.
Таким образом, принимаем:


5.3. Расчет гребного винта на заданную скорость хода

Целью расчета является определение мощности на гребном винте и его частоты вращения , требуемых для движения судна с заданной скоростью .
Найдем вспомогательный коэффициент [1. c.15]:


Где:

Т – упор винта
Диаметр винта можно принять равным его габаритному значению

Искомые величины и в этом случае определяются по формулам [1. c.15]:


Необходимые значения коэффициента полезного действия винта и оптимальной поступи снимаем с серийной диаграммы М4-65 (рис.III.15[2. с.497]).

---

5.4 Выбор главного двигателя и установка редуктора.

Номинальная эффективная мощность выбираемого двигателя должна удовлетворять условию [1. c.15]:



Где:

– коэффициент механических потерь при передаче мощности на гребной винт.

Примем одноступенчатый редуктор с


Согласно каталогу [1. c.37], выберем среднеоборотный четырехтактный четырехцилиндровый двигатель ДВС Alpha L20/27, который обладает следующими характеристиками:

Номинальная мощность двигателя

Номинальная частота вращения двигателя

Номинальный удельный расход топлива

, выбранный двигатель удовлетворяет условию.

Для того, чтобы номинальная частота вращения двигателя была близка к расчетному значению, установим редуктор с передаточным отношением [1. c. 15]:




Т.к. Передаточные отношения судовых редукторов не стандартизированы и обычно выбираются по каталогам выпускаемых редукторов как можно ближе к величине с учетом габаритов, массы и цены изделия, то определим передаточное число тихоходной и быстроходной ступеней редуктора:

---

Далее определим количество зубьев колеса и шестерни на двух ступенях

Количество зубьев шестерни Z₁=30, Z₃=30.

Количество зубьев колеса будет связано с передаточным отношением:






Тогда фактическое передаточное отношение будет равно:



Также необходимо построить диаграмму двигателя, содержащую все ограничительные характеристики и линии одинаковых относительных расходов топлива.

С достаточной точностью линию минимальных устойчивых оборотов, регуляторную и нижнюю ограничительную характеристику можно заменить, соответственно, прямыми:







Где:

– номинальная частота вращения двигателя, в данном случае равная 1000 об/мин.

Верхняя ограничительная характеристика строится аналогично представленной на рисунке П.10 [1. с.46]

Учитывая все ограничительные характеристики, построим диаграмму двигателя (Рисунок 3).

---