船体及螺旋桨的材料21页PPT
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螺旋桨基础知识PPT课件
⒉螺旋桨材料
• 制造螺旋桨的金属材料主要有铜合金、铸铁和铸钢等。近年来国内外开始 采用玻璃钢、尼龙等非金属材料制造螺旋桨。在我国的内河小船上也有采 用钢板焊接螺旋桨。
• 锰青铜的机械强度高，延伸率大，抗冲击性能好，耐海水腐蚀，而且制造 和加工比较容易，但抗空泡剥蚀性能较差。
• 铝青铜是以钢铝为主体，添加锰，铁，镍等元素构成。它除了具有锰青铜 的优点外，还具有重量较轻，疲劳强度高、抗剥蚀性能好等优点，故多用 于制造大型高速船舶螺旋桨。其缺点是要求熔炼，浇铸技术高，同时大型 铸件的缓冷脆性等问题较难处理，造价较高。
第3页/共30页
㈡螺旋桨修造工艺
• 金属材料制造的工艺过程如下：铸模造型、浇铸金属、毛坯加工、成品检查、安装使用。下面分别叙述螺 旋桨材料和工艺过程的主要环节。
第4页/共30页
⒈铸模造型
• ⑴螺距板是制作下砂模时刮制螺旋面用的，它的准确性直接影响桨 的制造质量。确定螺距板的尺度不单要考虑桨叶的螺距，而且要考 虑铸造材料在浇注后的收缩变形、砖台厚度以及螺旋桨本身的几何 特点。
⒋螺旋桨锥孔与尾轴锥体的刮配
• 有键螺旋桨，应先在车间内将螺旋桨锥孔(称锥孔)与尾轴锥体 (称锥体)进行刮配。通常只刮削锥孔而不刮削锥体(但对于大直 径低速运转的尾轴，也可适当刮削其锥体)，所以一般在螺旋桨 锥孔上留有刮削余量。
• 螺旋桨锥孔与尾轴锥体刮配后，应保证其接合面在全长上均匀 贴合，在销键装配后检查时，贴合面积要求达到总接触面积的 75 ％ 以 上 ， 并 用 涂 色 检 查 ， 要 求 在 25×25mm 面 积 内 不 少 于 2～4点。为不使尾轴小端负荷集中，螺旋桨锥孔与尾轴配合的 大端，其接触情况应较小端紧密些。
第14页/共30页
• 根据螺旋桨锥孔沾油情况刮磨锥孔，可用风砂轮刮磨， 使锥孔与锥体贴合基本均匀，然后可用刮刀进一步按技 术要求刮磨。当刮配至贴合面积达到70％左右时，将 尾轴上的假键换为真键，再继续刮配(同时进行键与键 孔上键槽的刮配)，直至尾轴锥体与螺旋桨锥孔的接触 面 积 在 75 ％ 以 上 ， 且 每 25×25mm 的 面 积 上 不 少 于 2～4个油点为止。
• 制造螺旋桨的金属材料主要有铜合金、铸铁和铸钢等。近年来国内外开始 采用玻璃钢、尼龙等非金属材料制造螺旋桨。在我国的内河小船上也有采 用钢板焊接螺旋桨。
• 锰青铜的机械强度高，延伸率大，抗冲击性能好，耐海水腐蚀，而且制造 和加工比较容易，但抗空泡剥蚀性能较差。
• 铝青铜是以钢铝为主体，添加锰，铁，镍等元素构成。它除了具有锰青铜 的优点外，还具有重量较轻，疲劳强度高、抗剥蚀性能好等优点，故多用 于制造大型高速船舶螺旋桨。其缺点是要求熔炼，浇铸技术高，同时大型 铸件的缓冷脆性等问题较难处理，造价较高。
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㈡螺旋桨修造工艺
• 金属材料制造的工艺过程如下：铸模造型、浇铸金属、毛坯加工、成品检查、安装使用。下面分别叙述螺 旋桨材料和工艺过程的主要环节。
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⒈铸模造型
• ⑴螺距板是制作下砂模时刮制螺旋面用的，它的准确性直接影响桨 的制造质量。确定螺距板的尺度不单要考虑桨叶的螺距，而且要考 虑铸造材料在浇注后的收缩变形、砖台厚度以及螺旋桨本身的几何 特点。
⒋螺旋桨锥孔与尾轴锥体的刮配
• 有键螺旋桨，应先在车间内将螺旋桨锥孔(称锥孔)与尾轴锥体 (称锥体)进行刮配。通常只刮削锥孔而不刮削锥体(但对于大直 径低速运转的尾轴，也可适当刮削其锥体)，所以一般在螺旋桨 锥孔上留有刮削余量。
• 螺旋桨锥孔与尾轴锥体刮配后，应保证其接合面在全长上均匀 贴合，在销键装配后检查时，贴合面积要求达到总接触面积的 75 ％ 以 上 ， 并 用 涂 色 检 查 ， 要 求 在 25×25mm 面 积 内 不 少 于 2～4点。为不使尾轴小端负荷集中，螺旋桨锥孔与尾轴配合的 大端，其接触情况应较小端紧密些。
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• 根据螺旋桨锥孔沾油情况刮磨锥孔，可用风砂轮刮磨， 使锥孔与锥体贴合基本均匀，然后可用刮刀进一步按技 术要求刮磨。当刮配至贴合面积达到70％左右时，将 尾轴上的假键换为真键，再继续刮配(同时进行键与键 孔上键槽的刮配)，直至尾轴锥体与螺旋桨锥孔的接触 面 积 在 75 ％ 以 上 ， 且 每 25×25mm 的 面 积 上 不 少 于 2～4个油点为止。
船舶螺旋桨理论PPT课件
弦向共有K个展向的格子线
K KL KT 1
格子线的坐标为1, 2 , k K ，其中
1 K L K KT
附着涡和源汇集中分布在这些展向格子线上。
18
现在来看弦向第k个格子，展向第m个格子的情况，参见下图对网
格交点 r m , k 的点Pm,k ，它的x坐标以xm,k 表示，则
xm,k Z R (m ) m k tg s (m )
19
以单位面积计算的源强密度 按（4-70）式求得。设线段 Pm,k Pm1,k
的长度为l ，则 m,k 应满足下式
m,k l
l
rm cos s (rm
)
取：
WT Q
f t s
17
弦向以间隔为 的幅平面进行分割，称各幅平面与参考面的交
线称为展向线。从参考面上 ＝0 的展向线，向导边方向共分有KL格，
向随边方向共有KT格，使
K L
min
4
KT
m
ax
4
其中 min 为导边处的最小角坐标值， max 为随边处的最大角坐标值。
)
1 2
(1
rH
)
c
os
现在在展向第m条带内，从导边到随边的所有这些涡段的涡强度
总和应等于Γ (rm ) 。
21
设附着涡弦向的连续分布密度为 b (r, ) ，则 m,k 应满足
m,k
k
2
b
(rm
,
)rm
d
船用螺旋桨的材料及发展
船用螺旋桨的材料及发展螺旋桨是舰船的一个重要部件。
采用什么材料制造螺旋桨对它的工作性能影响很大。
长期以来船用螺旋桨材料多选用铜合金，其中镍铝青铜又是首选材料。
其原因主要是：（1）铜合金的耐腐蚀性好，基本上可满足海水中螺旋桨的使用要求；（2）铜合金的熔点低，便于熔炼和铸造，铸件不需要进行热处理，经加工便可使用。
目前国内常用锰黄铜ZHMn55-3-1）、铝锰黄铜（ZHAI 67-5-2-2）和锰铝青铜（ZQAI 12-8-3-2），其中锰铝青铜的综合性能比锰黄铜和铝锰黄铜优异。
后续发展的更多型号不锈钢材料，对螺旋桨整体性能得到很大提高。
并且，人们也没有停止对轮船螺旋桨用更新材料和性能的探索。
镍铝青铜具有优异的耐应力腐蚀开裂、耐腐蚀疲劳、耐空泡腐蚀、耐冲蚀和抗海生物污损等性能。
镍铝青铜在耐海水腐蚀疲劳方面远远超过不锈钢和黄铜，比锰青铜还好;在耐冲蚀方面也远远高于黄铜，耐空泡腐蚀性能格外好。
镍铝青铜耐海水均匀腐蚀、空泡腐蚀和腐蚀疲劳的性能与超级双相不锈钢相当，在海水中不发生点蚀，不发生氯化物应力腐蚀开裂，其强度与奥氏体不锈钢相当，经热处理后可与双相不锈钢媲美。
镍铝青铜还具有优异的导热、导电性能，良好的耐磨损性能、焊接性能，且价格低廉。
铸造镍铝青铜的价格远远低于铸造超级双相不锈钢或超级奥氏体不锈钢。
因此从价格与腐蚀性能角度考虑，镍铝青铜完全能够满足海水管系的需要，且应用范围还在逐渐扩大。
主要用在船用螺旋桨、大型泵用叶片、紧固件、海水管件、消防龙头、阀、海水淡化装置等。
但镍铝青铜有两个主要缺点：一、是在污染海水中耐腐蚀性能下降。
二、是对选相腐蚀比较敏感。
螺旋桨用不锈钢的发展长期以来船用螺旋桨材料多选用铜合金，其中镍铝青铜又是首选材料。
其由于铜合金材料强度的大幅度提高受到限制，随着船舶的大型化和单轴功率的增大，迫切需要开发强度更高的螺旋桨材料。
此外，近年来港湾和江河水域的海水污染加剧，铜合金螺旋桨的耐蚀性能也开始出现问题。
船舶推进螺旋桨基础理论课件
用于测量桨叶表面压力和温度变化。
螺旋桨性能测试案例分析
案例一
某型船用螺旋桨在实验水池中的性能测试，分析推力系数、效率系数、空泡系数 和振动系数的变化规律。
案例二
某大型油轮在实际航行中的螺旋桨性能测试，结合数值模拟和理论分析，评估其 实际运行性能。
05
船舶推进螺旋桨的应用与发展趋 势
螺旋桨在船舶推进中的应用
螺旋桨作为船舶推进器，能够将主机 产生的动力转化为船舶前进的推力， 是船舶航行中的重要组成部分。
螺旋桨的安装角度、位置和数量等参 数需要根据船舶的具体需求进行合理 配置，以实现最佳的推进效果。
螺旋桨的设计和制造需考虑船舶的航 速、航程、载重量等要求，以及水域 、气候等环境因素，确保推进效率和 使用寿命。
螺旋桨的修复与更换
修复
对损坏的螺旋桨进行修复 ，如焊接、填补等。
更换
若螺旋桨损坏严重或无法 修复，需更换新的螺旋桨 。
注意事项
更换或修复后需进行动平 衡测试，确保船舶安全。
04
船舶推进螺旋桨的性能评价与测 试
螺旋桨性能评价指标
推力系数
衡量螺旋桨推力与流体动力的比值， 用于评估螺旋桨推力性能。
效率系数
铸造法
适用于大型螺旋桨，但精度较低 。
锻造法
适用于小型螺旋桨，精度高，但工 艺复杂。
焊接法
适用于大型螺旋桨，成本低，但易 产生焊接缺陷。
螺旋桨的维护与保养
定期检查
检查螺旋桨的表面磨损、裂纹等情况。
润滑
定期润滑螺旋桨的轴承和轴套，减少磨损。
清洗
定期清洗螺旋桨，去除附着物和腐蚀产物。
防腐处理
对螺旋桨进行涂层保护，防止腐蚀。
新型船舶推进系统的研究与发展
螺旋桨性能测试案例分析
案例一
某型船用螺旋桨在实验水池中的性能测试，分析推力系数、效率系数、空泡系数 和振动系数的变化规律。
案例二
某大型油轮在实际航行中的螺旋桨性能测试，结合数值模拟和理论分析，评估其 实际运行性能。
05
船舶推进螺旋桨的应用与发展趋 势
螺旋桨在船舶推进中的应用
螺旋桨作为船舶推进器，能够将主机 产生的动力转化为船舶前进的推力， 是船舶航行中的重要组成部分。
螺旋桨的安装角度、位置和数量等参 数需要根据船舶的具体需求进行合理 配置，以实现最佳的推进效果。
螺旋桨的设计和制造需考虑船舶的航 速、航程、载重量等要求，以及水域 、气候等环境因素，确保推进效率和 使用寿命。
螺旋桨的修复与更换
修复
对损坏的螺旋桨进行修复 ，如焊接、填补等。
更换
若螺旋桨损坏严重或无法 修复，需更换新的螺旋桨 。
注意事项
更换或修复后需进行动平 衡测试，确保船舶安全。
04
船舶推进螺旋桨的性能评价与测 试
螺旋桨性能评价指标
推力系数
衡量螺旋桨推力与流体动力的比值， 用于评估螺旋桨推力性能。
效率系数
铸造法
适用于大型螺旋桨，但精度较低 。
锻造法
适用于小型螺旋桨，精度高，但工 艺复杂。
焊接法
适用于大型螺旋桨，成本低，但易 产生焊接缺陷。
螺旋桨的维护与保养
定期检查
检查螺旋桨的表面磨损、裂纹等情况。
润滑
定期润滑螺旋桨的轴承和轴套，减少磨损。
清洗
定期清洗螺旋桨，去除附着物和腐蚀产物。
防腐处理
对螺旋桨进行涂层保护，防止腐蚀。
新型船舶推进系统的研究与发展
船舶设计与建造.ppt
尾部立体分段
(6) 船台总装
船舶（船坞）总装主要指的是船体总装，即在船体结构 经过预装配形成的分段或总段之后在船台（船坞）完成整个 船体装配（也有下水之后再吊装上建的）的工艺阶段。船台 总装也可称之为大合拢、搭载，它对保证船舶建造质量，缩 短船舶建造周期有着很大的影响。 船台（坞）建造方法。由于产品对象和船厂的生产条件 各不相同，船台建造方式也多种多样，一些常用的建造 方法有总段建造法、塔式建造法、岛式建造法、串 联建造法。
船舶设计与建造工艺
控制理论与控制工程 赵显 2014.4.8
引言
任何一种产品都有其自身的生产模式，比如汽车的流水线 生产，飞机的脉动生产线，然而船舶生产具有其独特的特点： 生产的批量为小到中等，零部件的加工过程相似但几何形状和 尺寸不同，这就决定其生产模式的特殊性。 所谓现代造船模式，就是以统筹优化理论为指导，应用成 组技术原理,以中间产品为导向，按区域组织生产，壳、舾、 涂作业在空间上分道、时间上有序，实现设计、生产、 管理一体化，均衡、连续地总装造船。
装焊车间内的平面分段流水线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
部件拼装
部件拼装
平面分段流水线上的焊接机器人
(5) 分段制造
船体分段（section）指的是由零部件组装而成的船体 局部结构。船体分段的类型有： （1）平面分段。平面板列上装有骨材的单面平面板架, 如舱壁分段、舱口围壁分段、平台甲板分段、平行中体处的 舷侧分段等。 （2）曲面分段。曲面板列上装有骨材的单面曲面板架 ，如单层底分段、甲板分段（指有曲面梁拱的）、舷侧分 段等。 （3）半立体分段。两层或两层以上板架所组成的 非封闭分段或者是单层板架带有一列与其成交角的 板架所组成的分段。例如，带舱壁的甲板分段， 甲板室分段。
船舶螺旋桨形式ppt课件
叶片裂纹或断裂
由于材料缺陷、超载或交变应力等原 因，导致螺旋桨叶片出现裂纹或断裂 。
螺距误差
由于螺旋桨桨叶的螺距制造误差或运 转时的变形等原因，导致螺旋桨螺距 与设计值不符。
螺旋桨故障的诊断方法
振动分析法
通过分析船舶的振动情况，判断螺旋桨是否 存在故障。
温度检测法
通过检测螺旋桨附近的温度，判断是否存在 过热或异常升温。
创新设计
通过数值模拟和实验研究，探索新型螺旋桨的设计理念和方 法，以适应未来船舶航行需求的变化。
THANKS
感谢观看
螺旋桨的作用
通过旋转螺旋桨，产生向前的推 力，使船舶得以前进、后退或保 持静止状态。
螺旋桨的种类与特点
种类
根据不同的分类标准，螺旋桨可分为 多种类型。如按桨叶数目可分为单桨 和双桨；按推进方式可分为前置推进 、后置推进和侧置推进等。
特点
不同类型的螺旋桨具有不同的特点和 应用场景。例如，单桨适用于中低速 航行的大中型船舶，双桨则适用于高 速航行的小型船舶。
在维修或更换螺旋桨时，需遵循相关安全操作规程，确保人员
和设备安全。
04
船舶螺旋桨的故障诊断与排除
螺旋桨的常见故障及原因分析
振动过大
由于螺旋桨桨叶的安装误差、制造缺 陷或螺旋桨运转时的不平衡等原因， 导致船舶振动过大。
效率下降
由于螺旋桨的表面腐蚀、水生物附着 或泥沙磨损等原因，导致螺旋桨的推 进效率下降。
声音诊断法
通过听螺旋桨运转时的声音，判断是否存在 异常。
压力检测法
通过检测螺旋桨附近的水流压力，判断是否 存在异常。
螺旋桨故障的排除与修复
清洗和修复
更换损坏的叶片
对螺旋桨表面的水生物和泥沙进行清洗， 修复腐蚀和磨损部分。
船体结构图PPT课件
2021/3/19
SCHOOL OF NAVAL ARCHITECTURE
船舶结构形式
（3）混合骨架式船舶 纵横混合骨架船体结构是指在主船体 中的一部分结构采用纵骨架式而另一部分结构则采用横骨架 式。通常船中部位的强力甲板和船底结构因所受的总纵弯矩 大，采用纵骨架式，而下甲板、舷侧及在受总纵弯矩较小， 建造施工不便和波浪冲击力较大的首、尾部位则采用横骨架 式。混合骨架式综合了上述两种骨架形式的优点，因此，既 保证了总纵强度，又有较好的横向强度。同时，这种骨架形 式也减轻了结构质量，简化施工工艺，并充分利用了舱容和 方便装卸。但在纵横构件交叉处结构的连续性较差，在连接 节点处容易产生较大的应力集中。
1. 船体板架结构骨架形式 2. ➢ 船体板架中，骨材一般沿着船长和船宽方向布置，形成
纵横交错的方格，沿某一方向布置数量多的一组骨材， 在结构术语中成为主向梁，而与之垂直的另一个方向上 的骨材成为交叉构件。
➢ 一般情况下，交叉构件的尺寸都要比主向梁的尺寸大， 所以也称主向梁为次要构件，交叉构件为主要构件。
4
船舶分类
Background to LNM and The LNM Group
2021/3/19
SCHOOL OF NAVAL ARCHITECTURE
5
船舶分类
2021/3/19
SCHOOL OF NAVAL ARCHITECTURE
干货船
LNG船
2021/3/19
SCHOOL OF NAVAL ARCHITECTURE
2021/3/19
SCHOOL OF NAVAL ARCHITECTURE
3. 局部强度
4. 船舶的锚穴处、系缆桩与甲板的连接处等等，这些位 置有很强大的外力或应力，为了保证强度，一般都要对 其进行局部强度的加强。
船舶轴系和螺旋桨PPT课件
功用 主机带动螺旋桨旋转－螺旋桨受水的反作用力 作用－推动船舶前进 结构 螺旋桨一般由3～4片桨叶，按一定的角度固定 在一个毂上而成。 各部分名称
叶根 叶尖 压力面：尾－头 吸力面： 叶片边缘：两面交线
第7页/共23页
导边：入水边 随边 桨叶面积：各桨叶推水面积总和 螺距：转一周时，桨叶上点前进的距离 螺旋桨直径：以顶点作圆柱体直径 桨毂直径：尾轴直径的2.2～2.7倍 盘面比：桨叶伸张面积/螺旋桨旋转圆盘 面积
青铜
第3页/共23页
联轴节、连接螺栓
联轴节
刚性联轴节 弹性联轴节
调自振、衰减传递振动、抑制扭振、补偿轴线少量误差、 缓和扭振冲击 只承受扭矩而不承受推力的轴间连接处
推力轴之前的轴系联接
连接螺栓
普通螺栓 紧配螺栓
50％（至少4个） 与普通螺栓间隔排列
中间轴法兰连接螺栓在倒车时受力
拉、剪交变应力
第4页/共23页
额定功率≥220千瓦的进行扭振计算
第14页/共23页
减弱扭振对轴系危害的措施
设立“转速禁区” 加装高弹性联轴器 改变柴油机发火次序 加装阻尼减振器
减振器
摆式减振器 阻尼减振器
硅油减振器 橡胶减振器
作用：吸收振动能量，减少扭振振幅 通常安装在曲轴自由端
第15页/共23页
转速禁区（红色表明）
不得长期运转 尽快越过 主机在0.8～1.05转速比值范围不允许存在 转速禁区
0001d05mm内孔表面有3道油槽在上左右方油润滑废机油黑油首尾端密封前尾轴承长度后尾轴承长度青铜联轴节刚性联轴节弹性联轴节调自振衰减传递振动抑制扭振补偿轴线少量误差缓和扭振冲击只承受扭矩而不承受推力的轴间连接处推力轴之前的轴系联接连接螺栓普通螺栓紧配螺栓50至少4个与普通螺栓间隔排列中间轴法兰连接螺栓在倒车时受力拉剪交变应力测量时临时支承位置测量时临时支承位置离法兰端面02l中间轴长度偏移
叶根 叶尖 压力面：尾－头 吸力面： 叶片边缘：两面交线
第7页/共23页
导边：入水边 随边 桨叶面积：各桨叶推水面积总和 螺距：转一周时，桨叶上点前进的距离 螺旋桨直径：以顶点作圆柱体直径 桨毂直径：尾轴直径的2.2～2.7倍 盘面比：桨叶伸张面积/螺旋桨旋转圆盘 面积
青铜
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联轴节、连接螺栓
联轴节
刚性联轴节 弹性联轴节
调自振、衰减传递振动、抑制扭振、补偿轴线少量误差、 缓和扭振冲击 只承受扭矩而不承受推力的轴间连接处
推力轴之前的轴系联接
连接螺栓
普通螺栓 紧配螺栓
50％（至少4个） 与普通螺栓间隔排列
中间轴法兰连接螺栓在倒车时受力
拉、剪交变应力
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额定功率≥220千瓦的进行扭振计算
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减弱扭振对轴系危害的措施
设立“转速禁区” 加装高弹性联轴器 改变柴油机发火次序 加装阻尼减振器
减振器
摆式减振器 阻尼减振器
硅油减振器 橡胶减振器
作用：吸收振动能量，减少扭振振幅 通常安装在曲轴自由端
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转速禁区（红色表明）
不得长期运转 尽快越过 主机在0.8～1.05转速比值范围不允许存在 转速禁区
0001d05mm内孔表面有3道油槽在上左右方油润滑废机油黑油首尾端密封前尾轴承长度后尾轴承长度青铜联轴节刚性联轴节弹性联轴节调自振衰减传递振动抑制扭振补偿轴线少量误差缓和扭振冲击只承受扭矩而不承受推力的轴间连接处推力轴之前的轴系联接连接螺栓普通螺栓紧配螺栓50至少4个与普通螺栓间隔排列中间轴法兰连接螺栓在倒车时受力拉剪交变应力测量时临时支承位置测量时临时支承位置离法兰端面02l中间轴长度偏移
螺旋桨制图
D=4.78 m
P/D=0.6825 MAU Z=4
AE/A0=0.544
ε=8o η=0.545
Vmax =15.48 kn dh/D=0.18
right
ZQAL12-8-3-2 8406.75 kg
97893.4 kg cm s2
精品文档
13、螺旋桨总图(zǒnɡ tú)的绘制 在计算说明书中需给出实际绘图所用的桨叶轮廓尺寸表和叶切面尺寸表。
精品文档
由上表(shànɡ biǎo)计算结果画右 图（可用AUTOCAD或坐标纸 画）,从 PTE 曲线 与满载有效马 力曲线PE 的交点，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 如下表所 列。
精品文档
5、空泡校核(xiào hé)
按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算(jìsuàn)不发生空泡之最小展开面积比。
Inertia of whole propeller：
Gh 2874 kgf G 8406.75 kgf Ib 89453.4 kgf cm s2 Ih 8440 kgf cm s2 I 97893.4 kgf cm s2
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9、敞水性(shuǐxìng)征曲线之确定
10、系柱特性计算(jìsuàn)（不做要求）
t0.4R 153.9 mm, t0.5R 131.0 mm
t0.6R 108.2 mm, t0.7R 185.3 mm
t0.8R 62.4 mm, t0.9R 39.6 mm
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7、螺距(luójù)修正
由于毂径比和标准桨相同 0.18，故对此项螺距不需修正。 但是实际(shíjì)桨叶厚度大于标准桨叶厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。 修正方法可参考第七章第四节。
螺旋桨图谱设计PPT课件
的交点在图谱上读出：
η0 P/D
单 位 kn V1 kn VA1
N
BP1
δ1 D1 D﹡ δ﹡1
η01 (P/D
)
1
数 V2 VA2
N BP2
δ2 D2 D﹡ δ﹡2 η02 (P/D )
第98页/共65页
注意：
N —— 螺旋桨转速(rpm,即r／min)，
PD —— 螺旋桨敞水收到马力(hp)， VA —— 螺旋桨进速(kn)， D —— 螺旋桨直径(m).
ρ --- 为海水密度，取104.51 kgf·s2／m4
BP --- 功率系数 直径系数δ
NPD0.5 VA2.5
BP
33.30
1. 根据造船统计资料选择螺旋桨叶数 2. 螺旋桨叶数对推进性能的影响 3．综合考虑螺旋桨效率与空泡性能 4．螺旋桨叶数的选择与振动的关系
第321页/共65页
三、螺旋桨的直径
直径 ， 转速
效率
船舶吃水、尾框间隙
有限船舶直径
设计图谱
螺旋桨直径
船后间隙等因素
修正
第332页/共65页
常处于压载航行的船舶，宜采用直径较小的螺旋 桨，以照顾压载时的效率和避免叶梢露出水面。 从振动方面考虑，螺旋桨与船体间的间隙不宜过 小，否则可能引起严重振动。
第76页/共65页
一、AU型螺旋桨 设计图谱及其应 用
1. B-δ型设计 图谱的建立
AU5-50螺旋 桨敞水性征 曲线组
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
K T , 10K Q
η0 P/D
单 位 kn V1 kn VA1
N
BP1
δ1 D1 D﹡ δ﹡1
η01 (P/D
)
1
数 V2 VA2
N BP2
δ2 D2 D﹡ δ﹡2 η02 (P/D )
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注意：
N —— 螺旋桨转速(rpm,即r／min)，
PD —— 螺旋桨敞水收到马力(hp)， VA —— 螺旋桨进速(kn)， D —— 螺旋桨直径(m).
ρ --- 为海水密度，取104.51 kgf·s2／m4
BP --- 功率系数 直径系数δ
NPD0.5 VA2.5
BP
33.30
1. 根据造船统计资料选择螺旋桨叶数 2. 螺旋桨叶数对推进性能的影响 3．综合考虑螺旋桨效率与空泡性能 4．螺旋桨叶数的选择与振动的关系
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三、螺旋桨的直径
直径 ， 转速
效率
船舶吃水、尾框间隙
有限船舶直径
设计图谱
螺旋桨直径
船后间隙等因素
修正
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常处于压载航行的船舶，宜采用直径较小的螺旋 桨，以照顾压载时的效率和避免叶梢露出水面。 从振动方面考虑，螺旋桨与船体间的间隙不宜过 小，否则可能引起严重振动。
第76页/共65页
一、AU型螺旋桨 设计图谱及其应 用
1. B-δ型设计 图谱的建立
AU5-50螺旋 桨敞水性征 曲线组
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
K T , 10K Q
船舶推进螺旋桨基础理论PPT课件
34
第34页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
2、当转速不变，随进速的 增大，攻角随之减小，从而 力矩和推力也相应减小。
当进速的增大到某一数力大小相等方向相 反，故叶元体的推力等于零。
螺旋桨不发出推力时旋转一周所前进的 距离称为无推力进程或实效螺距 。
4、推力的另一种表达式：
轴向诱导速度越大， 推进器产生的推力也 越大。
9
第9页/共42页
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
六、理想推进器的效率
推进器的效率等于有效功率与消耗功率的比值 1、推进器在静水中航行时产生推力，则其有 效功率为：
2、推进器工作时，单位时间内尾流所取得的 能量为：
10
第10页/共42页
也就是说，有限翼展的机翼微段相当于二因次 机冀，故机翼微段将受到与VR垂直的升力dL和 与VR方向一致的粘性阻力dD。
26
第26页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
三、螺旋桨的作用力
27
第27页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
上式把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来，因而比动量理论的结果要 精密完整得多。
24
第24页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
由于自由涡的存在，在空间产生一个诱导速 度场。在机冀后缘处，诱导速度垂直于运动 方向，故也称下洗速度。
25
第25页/共42页
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
考虑了尾涡的诱导速度后，我们可以将有限翼 展的机翼微段近似地看作二元机冀的一段，如 果已知在y处的环量，从茹柯夫斯基升力公式 可知，dy段机翼所受的升力dL垂直于来流VR， 其大小为：
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
2、当转速不变，随进速的 增大，攻角随之减小，从而 力矩和推力也相应减小。
当进速的增大到某一数力大小相等方向相 反，故叶元体的推力等于零。
螺旋桨不发出推力时旋转一周所前进的 距离称为无推力进程或实效螺距 。
4、推力的另一种表达式：
轴向诱导速度越大， 推进器产生的推力也 越大。
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船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
六、理想推进器的效率
推进器的效率等于有效功率与消耗功率的比值 1、推进器在静水中航行时产生推力，则其有 效功率为：
2、推进器工作时，单位时间内尾流所取得的 能量为：
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也就是说，有限翼展的机翼微段相当于二因次 机冀，故机翼微段将受到与VR垂直的升力dL和 与VR方向一致的粘性阻力dD。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
三、螺旋桨的作用力
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
上式把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来，因而比动量理论的结果要 精密完整得多。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
由于自由涡的存在，在空间产生一个诱导速 度场。在机冀后缘处，诱导速度垂直于运动 方向，故也称下洗速度。
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船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
考虑了尾涡的诱导速度后，我们可以将有限翼 展的机翼微段近似地看作二元机冀的一段，如 果已知在y处的环量，从茹柯夫斯基升力公式 可知，dy段机翼所受的升力dL垂直于来流VR， 其大小为：
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
船舶轴系和螺旋桨
扭振危害
曲轴上°（曲柄销颈处）
螺 旋 桨 图
返回
轴系
见下
轴系示意图
返 回
偏移与曲折
返回
轴系斜角、倾角
返回
螺距比：螺距/螺旋桨直径 螺旋桨的叶形 对称叶形 不对称叶形 桨叶的截面形状－为提高效率
弓背形 机翼形
螺旋桨的转向（正车时，从尾看首）： 左螺旋桨－左转（逆时针） 右螺旋桨－右转（顺时针） 双桨时 内旋－推进效率高，操纵不利 外旋－河船多采用
桨 叶 形 状
螺旋桨螺距的检验
测量螺旋桨半径R
测量局部螺距h′=360°(LO-L1)/α 计算截面螺距――同一半径截面上的算 术 平 均 值 （ hi=1/n(h′+h″+h/″+……) ） 桨叶平均螺距Hi—各半径截面螺距的平 均值
第六章 船舶轴系
组成：曲轴动力输出端－螺旋桨
推力轴－中间轴－尾轴 推力轴承、中间轴承、尾轴管（轴承）
轴系倾角
轴系中心线与船体基面的夹角
轴系斜角
轴系中心线与船体中线面的夹角
推力轴
液体动压润滑（推力块能作一定程度的 偏转） 间隙比主机曲轴的间隙小
中间轴
短轴系
只有一根中间轴或无中间轴
每根一个轴承支承
若两个，在船体变形时－承受过大附加载荷
离法兰端面0.2L（中间轴长度）
偏移：法兰外圆表面的偏差 曲折：法兰平面间对向距离差（开口差）
在转动某一角度后开口差变化－转动轴弯曲变形
测量工具：
直尺、塞尺
总偏移量和总曲折量
都在允许范围内才可以不修理 安排在中间轴各法兰处
螺旋桨
功用
主机带动螺旋桨旋转－螺旋桨受水的反作用力 作用－推动船舶前进 结构
曲轴上°（曲柄销颈处）
螺 旋 桨 图
返回
轴系
见下
轴系示意图
返 回
偏移与曲折
返回
轴系斜角、倾角
返回
螺距比：螺距/螺旋桨直径 螺旋桨的叶形 对称叶形 不对称叶形 桨叶的截面形状－为提高效率
弓背形 机翼形
螺旋桨的转向（正车时，从尾看首）： 左螺旋桨－左转（逆时针） 右螺旋桨－右转（顺时针） 双桨时 内旋－推进效率高，操纵不利 外旋－河船多采用
桨 叶 形 状
螺旋桨螺距的检验
测量螺旋桨半径R
测量局部螺距h′=360°(LO-L1)/α 计算截面螺距――同一半径截面上的算 术 平 均 值 （ hi=1/n(h′+h″+h/″+……) ） 桨叶平均螺距Hi—各半径截面螺距的平 均值
第六章 船舶轴系
组成：曲轴动力输出端－螺旋桨
推力轴－中间轴－尾轴 推力轴承、中间轴承、尾轴管（轴承）
轴系倾角
轴系中心线与船体基面的夹角
轴系斜角
轴系中心线与船体中线面的夹角
推力轴
液体动压润滑（推力块能作一定程度的 偏转） 间隙比主机曲轴的间隙小
中间轴
短轴系
只有一根中间轴或无中间轴
每根一个轴承支承
若两个，在船体变形时－承受过大附加载荷
离法兰端面0.2L（中间轴长度）
偏移：法兰外圆表面的偏差 曲折：法兰平面间对向距离差（开口差）
在转动某一角度后开口差变化－转动轴弯曲变形
测量工具：
直尺、塞尺
总偏移量和总曲折量
都在允许范围内才可以不修理 安排在中间轴各法兰处
螺旋桨
功用
主机带动螺旋桨旋转－螺旋桨受水的反作用力 作用－推动船舶前进 结构
船体及螺旋桨的材料
02
玻璃钢船体具有轻质、高强度、耐腐蚀和绝缘性能 好等特点。
03
玻璃钢船体适用于小型船舶、快艇、帆船和游艇等， 尤其适用于需要绝缘性能好的船舶。
其他材料
其他船体材料包括钛合金、铜 合金和不锈钢等。
这些材料具有高强度、耐腐蚀 和特殊性能等特点，适用于特 定用途的船舶。
例如，钛合金船体适用于深海 潜艇和海洋工程结构物等需要 耐高压和耐腐蚀的场合。
钛合金
钛合金具有高强度、低密度、高耐腐蚀性等优点，适用于制造高性能船舶的船体 和螺旋桨。钛合金的强度比钢铁高出很多，而且具有较好的耐腐蚀性和较长的使 用寿命。
环保材料
环保涂层
船体涂层是保护船体免受腐蚀和海洋 生物附着的重要措施。环保涂层采用 无毒或低毒的防锈颜料和树脂制成， 能够减少对环境的污染和对人体的危 害。
经济性
经济性
船体和螺旋桨的材料成本是整个船舶制造成本的重要组成部 分，因此需要选择经济性较好的材料，以降低成本。
材料性价比
在选择材料时，需要考虑其性价比，即材料的价格和质量之 间的平衡关系。需要根据实际需求和预算情况选择合适的材 料，以达到最佳的经济效益。
04
材料发展趋势
高强度轻质材料铝合金 Nhomakorabea铝合金具有密度低、耐腐蚀性好、加工性能优良等特点，广泛应用于船体结构制 造。铝合金的强度和耐腐蚀性能够满足船舶的使用要求，而且能够减轻船体重量 ，提高船舶航速。
铝合金
01
铝合金是一种轻质、高强度的材料，具有优良的耐腐蚀性能和 较好的加工性能。
02
铝合金船体适用于高速船、游艇和帆船等小型船舶，能够减轻
船体重量，提高航速。
铝合金船体的制造工艺相对复杂，成本较高，但随着技术的进
玻璃钢船体具有轻质、高强度、耐腐蚀和绝缘性能 好等特点。
03
玻璃钢船体适用于小型船舶、快艇、帆船和游艇等， 尤其适用于需要绝缘性能好的船舶。
其他材料
其他船体材料包括钛合金、铜 合金和不锈钢等。
这些材料具有高强度、耐腐蚀 和特殊性能等特点，适用于特 定用途的船舶。
例如，钛合金船体适用于深海 潜艇和海洋工程结构物等需要 耐高压和耐腐蚀的场合。
钛合金
钛合金具有高强度、低密度、高耐腐蚀性等优点，适用于制造高性能船舶的船体 和螺旋桨。钛合金的强度比钢铁高出很多，而且具有较好的耐腐蚀性和较长的使 用寿命。
环保材料
环保涂层
船体涂层是保护船体免受腐蚀和海洋 生物附着的重要措施。环保涂层采用 无毒或低毒的防锈颜料和树脂制成， 能够减少对环境的污染和对人体的危 害。
经济性
经济性
船体和螺旋桨的材料成本是整个船舶制造成本的重要组成部 分，因此需要选择经济性较好的材料，以降低成本。
材料性价比
在选择材料时，需要考虑其性价比，即材料的价格和质量之 间的平衡关系。需要根据实际需求和预算情况选择合适的材 料，以达到最佳的经济效益。
04
材料发展趋势
高强度轻质材料铝合金 Nhomakorabea铝合金具有密度低、耐腐蚀性好、加工性能优良等特点，广泛应用于船体结构制 造。铝合金的强度和耐腐蚀性能够满足船舶的使用要求，而且能够减轻船体重量 ，提高船舶航速。
铝合金
01
铝合金是一种轻质、高强度的材料，具有优良的耐腐蚀性能和 较好的加工性能。
02
铝合金船体适用于高速船、游艇和帆船等小型船舶，能够减轻
船体重量，提高航速。
铝合金船体的制造工艺相对复杂，成本较高，但随着技术的进
船舶轴系和螺旋桨课件
根据实际运行工况和性能需求，调整轴系的转速、功率和扭矩等参数 ，提高其运行效率和可靠性。
智能监测和维护
采用先进的智能监测和维护技术，对轴系进行实时监测和故障诊断， 及时发现和解决潜在问题，提高轴系的使用寿命和可靠性。
03
船舶轴系安装与维护
船舶轴系的安装工艺
01
02
03
轴系定位与测量
在安装前，对轴系各部件 进行精确测量和定位，确 保轴系安装的准确性和稳 定性。
05
螺旋桨设计
螺旋桨设计的基本原则
高效推进
螺旋桨设计应追求高效的推进 效果，确保船舶在各种工况下
都能获得良好的推进性能。
稳定性
设计时应考虑螺旋桨的稳定性 ，避免因振动、空泡等原因导 致性能下降或损坏。
耐久性
螺旋桨应具备足够的耐久性， 能够承受长时间的使用和各种 环境因素的影响。
经济性
在满足性能要求的前提下，应 尽量降低螺旋桨的设计成本和
04
螺旋桨介绍
螺旋桨的定义与组成
总结词
螺旋桨是船舶推进系统的重要组成部分，由桨叶、桨毂和支承结构组成。
详细描述
螺旋桨是一种旋转推进器，通过高速旋转产生推力，使船舶前进或后退。它通 常由桨叶、 叶和传动轴的部分，支承结构则是用来固定螺旋桨的。
船舶轴系的应用与发展
总结词
船舶轴系作为船舶动力系统的重要组成部分，其应用 和发展受到广泛关注。
详细描述
随着航运业的发展和技术的不断进步，船舶轴系的应 用和发展也日益受到关注。一方面，为了提高船舶的 稳定性和舒适性，人们不断改进船舶轴系的设计和制 造工艺；另一方面，随着环保意识的提高和新能源的 推广应用，船舶轴系也在向节能、减排、环保的方向 发展。未来，随着科技的进步和应用需求的不断提高 ，船舶轴系将会更加智能化、高效化和环保化。
智能监测和维护
采用先进的智能监测和维护技术，对轴系进行实时监测和故障诊断， 及时发现和解决潜在问题，提高轴系的使用寿命和可靠性。
03
船舶轴系安装与维护
船舶轴系的安装工艺
01
02
03
轴系定位与测量
在安装前，对轴系各部件 进行精确测量和定位，确 保轴系安装的准确性和稳 定性。
05
螺旋桨设计
螺旋桨设计的基本原则
高效推进
螺旋桨设计应追求高效的推进 效果，确保船舶在各种工况下
都能获得良好的推进性能。
稳定性
设计时应考虑螺旋桨的稳定性 ，避免因振动、空泡等原因导 致性能下降或损坏。
耐久性
螺旋桨应具备足够的耐久性， 能够承受长时间的使用和各种 环境因素的影响。
经济性
在满足性能要求的前提下，应 尽量降低螺旋桨的设计成本和
04
螺旋桨介绍
螺旋桨的定义与组成
总结词
螺旋桨是船舶推进系统的重要组成部分，由桨叶、桨毂和支承结构组成。
详细描述
螺旋桨是一种旋转推进器，通过高速旋转产生推力，使船舶前进或后退。它通 常由桨叶、 叶和传动轴的部分，支承结构则是用来固定螺旋桨的。
船舶轴系的应用与发展
总结词
船舶轴系作为船舶动力系统的重要组成部分，其应用 和发展受到广泛关注。
详细描述
随着航运业的发展和技术的不断进步，船舶轴系的应 用和发展也日益受到关注。一方面，为了提高船舶的 稳定性和舒适性，人们不断改进船舶轴系的设计和制 造工艺；另一方面，随着环保意识的提高和新能源的 推广应用，船舶轴系也在向节能、减排、环保的方向 发展。未来，随着科技的进步和应用需求的不断提高 ，船舶轴系将会更加智能化、高效化和环保化。
船机桨工况配合特性ppt课件
4、柴油机特性概念： 柴油机工作参数（ Ni， Ne，ηi，ηe，gi， ge，Me等）和变量Pe、n
之间的函数关系为称柴油机的特性。
5、柴油机特性分类： 柴油机工作参数（ Ni， Ne，ηi，ηe，gi， ge，Me等）随转速 n和随平均 有效压力Pe而变化的规律分别叫做柴油机的速度特性、负荷特性、调速特性、 推进特性、万有特性、减额功率输出特性、限制特性等。
即 Ne 与 n成直线关系,如下图所示.
实际上有如下因素影响： （1）每循环进气量与n 有关； 2）热态状与n 有关； （3）指示效率的变化； （ 4）每循环喷油量也与n 有关。 因此 pe 是变化的。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
J1＜J2＜J3
Pp
J1
J2
J3
Pp Cpn3p
定螺矩螺旋桨的水动力特性
np1
np
不同 J 时的推进特性
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
B、柴油机推进特性
柴油机作为船舶主机带螺旋桨并按 P= Kn3 的规律变化的关系称 为柴油机的推进特性。
Q
C
Q
n
2 p
可得螺旋桨需要主机功
率：
Pp
Q
2
n
p
60
C
p
n
3 p
P p — 螺旋桨需要主机功率； C T K T D 4； C Q K Q D 5； C p 0 . 1047 C Q n p
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
之间的函数关系为称柴油机的特性。
5、柴油机特性分类： 柴油机工作参数（ Ni， Ne，ηi，ηe，gi， ge，Me等）随转速 n和随平均 有效压力Pe而变化的规律分别叫做柴油机的速度特性、负荷特性、调速特性、 推进特性、万有特性、减额功率输出特性、限制特性等。
即 Ne 与 n成直线关系,如下图所示.
实际上有如下因素影响： （1）每循环进气量与n 有关； 2）热态状与n 有关； （3）指示效率的变化； （ 4）每循环喷油量也与n 有关。 因此 pe 是变化的。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
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Pp Cpn3p
定螺矩螺旋桨的水动力特性
np1
np
不同 J 时的推进特性
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
B、柴油机推进特性
柴油机作为船舶主机带螺旋桨并按 P= Kn3 的规律变化的关系称 为柴油机的推进特性。
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可得螺旋桨需要主机功
率：
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P p — 螺旋桨需要主机功率； C T K T D 4； C Q K Q D 5； C p 0 . 1047 C Q n p
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统