吨散货船舵系计算书.doc

舵 系 计 算 书 舵 系 计 算 书 JH403-230-01JS 第 PAGE \* MERGEFORMAT 2 页 审 定日 期2004.01 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 m2 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=25.2 A1= A11+ A1?==15.482m A2= A22+ A2 ?==9.7 ?1——系数0.33(正车)，0.66（倒车） ?2——系数0.25(正车)，0.55（倒车） A1?=5.318 m2 A11=10.16 m2 A2 舵剖面型式NACA对称机翼剖面 舵系轮廓图 4.2舵力F计算 F=132·K1·K2·K3·A·Vd2 式中K1=×(λ+2)= ×(1.8+2)=1.27 这里λ===1.8 K2—系数1.1(正车)。0.8（倒车）； K3—系数1.0； At－面积 25.235m2＋4.2m2= Vd—舵设计航速 Vd=13.5Kn(正车)；Vd=0.5 Vd=6.75Kn(倒车) 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=c1(α1－β1)+ c2(α2－β2) (m) 式中：A1=15.482 m2 A2 c1= c2==＝2.49 β1===0.343 β2===0.146 正车时: R=3.78×(0.33－0.343)×+2.49×(0.25－0.146)× =－0.03+0.1=0.07 m 又在正车时 R（A1c1+ A2c2）=×(15.483×3.78+9.753×2.49)=0.328 取R=0.328m 倒车时： R=3.78×（0.66-0.343）×+2.49×(0.55-0.146) × =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 A2面积部分的舵力FR2 FR2＝FR=848.93× 舵销处的弯矩 MR＝ 5.3 下舵承处弯矩 Mb= 5.4 舵上端处的弯矩 Ms＝ 5.5 舵销处的剪力 B1＝ 5.6 下舵承处的剪力 B2＝ 5.7 上舵承处剪力 B3＝ 5.8 舵业缺口处的强度校核 5.8.1 弯曲应力 ＝75N/min W－缺口处的剖面模数 19282.3cm3 MR－缺口处的弯矩 1233670Nm =75N/mm2 5.8.2 剪切应力 ≤50N/mm2 P=B1=1038.79KN －缺口处剪力 At－119867.8mm2－缺口处面积 ＝ 50N/mm2 5.8.3 等效应力 ≤100N/mm2 6、舵系主要零件尺寸计算 6.1舵柄处的舵杆直径 Dt=4.2 mm 式中：T=舵杆扭矩 T=278450Nm KS=舵杆材料系数 KS===0.936 Dt=4.2=66.76×4.2=280.37mm 取Dt=320mm 6.2下舵承处及其以下的舵杆直径 Dc= Dt 式中：Dt—舵