30000吨散货船舵系计算书
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审 定
日 期 2004.01
标 检
审 核
校 对
描 校
编 制 吴 强
描 打
30000吨级散货船
详 细 设 计
舵系计算书
JH403-230-01js
上海佳豪船舶工程有限公司
标记
数量
修改单号
签 字 日 期
总面积 m 2 0.6875 共 页 11 第 页
1 会 签
旧底图登记号 底图登记号
1、概述
本船为单甲板、双底层、艉机型、单机、单桨、单舵船。航行在国内沿海港口。本船装载货物以煤炭为主,兼运铁矿石谷物等散货。
2、计算依据
本计算书是根据“2001钢质海船入级与建造规范”第2分册第3章第一节的有关要求进行计算的。
3、船舶的主要尺度及要素:
总长L0a 178.00m
垂线间长Lbp 170.80m
型宽B 27.60m
型深D 13.90m
设计吃水d 9.60m
服务航速v 13.5m
4、舵的要素计算
型式:半平衡半悬挂舵
舵数量:1只
4.1舵面积:A=A1+A2=2
5.26m2
A1= A11+ A1ƒ==15.482m2
A2= A22+ A2 ƒ==9.78m2
ą1——系数0.33(正车),0.66(倒车)
ą2——系数0.25(正车),0.55(倒车)
A1ƒ=5.318 m2 A11=10.16 m2 A2 ƒ=1.425 m2 A2 2=8.357 m2
正车:
F=132×1.27×1.1×1.0×25.26×13.52=848.93KN 倒车:
F=132×1.27×0.8×1.0×25.26×6.752=154.35KN 4.3舵杆扭矩
T=F ·R NM
式中:F —舵力 正车 F=848.93KN 倒车 F=154.35KN
R —臂矩 m R=c 1(α1-β1)
A A 1+ c 2(α2-β2)A
A
2 (m) 式中:A 1=15.482 m 2 A 2=9.78 m 2 c 1=78.32
432
.1614.2=+ c 2=2
2h A =2158.2815.2+=2.49
β1=11A f A =482.15318
.5=0.343 β2=2
2A f A =
78
.9425
.1=0.146 正车时:
R=3.78×(0.33-0.343)×235.25482.15+2.49×(0.25-0.146)×235
.25753
.9 =-0.03+0.1=0.07 m 又在正车时 R>
A 101
(A 1c 1+ A 2c 2)=26
.25101⨯×(15.483×3.78+9.753×2.49)=0.328
取R=0.328m 倒车时:
R=3.78×(0.66-0.343)×235.25482.15+2.49×(0.55-0.146) ×235
.25753
.9 =0.735+0.389=1.124m
∴正车时舵杆扭矩:T=F ·R=848.93×0.328=278.45KN.m 倒车时舵杆扭矩:T=F ·R=154.35×1.124=173.1 KN.m
考虑船在风浪中及航行中受到的附加扭矩和舵系的摩擦扭矩。取附加扭矩0.5T
则舵机扭矩T 总=T ×1.5=417.68KNm 现选51TM 电动液压舵机一台 5、舵系受力计算
5.1 A 2面积部分的舵力F R2 F R2=F R A
A 2=848.93×
KN 31.52026
.25842
.15= 5.2 舵销处的弯矩 M R =KNm F R 68.11442
4
.431.5202102
2=⨯=⨯ 5.3 下舵承处弯矩
M b =KNm F R 5.422)189.2(104.493.848)3020(10102
2
2=+⨯=+
5.4 舵上端处的弯矩 M s =KNm M R 68.665)189.2(1
4.468.11442)3020(301022
2=+⨯⨯⨯=+
5.5 舵销处的剪力 B 1=
KN h F c R 79.10381
89.276
.493.8483020+⨯=+
5.6 下舵承处的剪力 B 2=
KN F R 23.2124
93.8484== 5.7 上舵承处剪力 B 3=
KN Mb 88.16161
.25
.42240== 5.8 舵业缺口处的强度校核 5.8.1 弯曲应力
σ=
W
M R
<75N/min W -缺口处的剖面模数 19282.3cm 3 M R -缺口处的弯矩 1233670Nm
σ=
W M R 2/98.633
.192821233670mm N =<75N/mm
2
5.8.2 剪切应力 τ≤50N/mm
2
P=B 1=1038.79KN -缺口处剪力 At -119867.8mm 2-缺口处面积
τ=231/97.98
.1198671015.179.102815.1mm N At B =⨯⨯= <50N/mm 2
5.8.3 等效应力 223τστ+=e ≤100N/mm 2
2222/100/27.6697.9398.63mm N mm N e <=⨯+=τ
6、舵系主要零件尺寸计算