СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..5
1 ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ И РАСЧЕТ ДВИЖИТЕЛЯ……………...6
1.1 Расчет сопротивления воды движению судна…………………………………..6
1.2 Расчет КВН при заданном диаметре винта……………………………….........12
1.3 Проверка дискового отношения и прочности винтов…………………………14
1.4 Проверка на кавитацию…………………………………………………….........16
1.5 Расчет и построение чертежа гребного винта…………………………….........17
2 ВЫБОР ГЛАВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И РАСЧЕТ ВАЛОПРОВОДА…...............24
2.1 Выбор типа главных двигателей………………………………………..............25
2.2 Конструирование и расчет валопровода………………………………….........27
2.2.1 Определение диаметра промежуточного вала……………………………….27
2.2.2 Определение диаметра упорного вала…………………………………..........28
2.2.3 Определение диаметра гребного вала………………………………………..28
2.2.4 Определение диаметра конца вала…………………………………………....29
2.2.5 Проверка гребного вала на критическую частоту вращения….....................29
3 РАСЧЕТ СИСТЕМ ОБСЛУЖИВАЮЩИХ ГЛАВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ…………32
3.1 Топливная система………………………………………………………………32
3.2 Масляная система…………………………………………………………..........34
3.3 Система охлаждения…………………………………………………….............39
4 РАСЧЕТ ОБЩЕСУДОВЫХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ…………………………42
4.1 Система осушения……………………………………………………………….42
4.2 Система балластная……………………………………………………………...43
4.3 Системы противопожарные……………………………………………………..44
4.3.1Система водотушения………………………………………………………….44
4.3.2 Система воздушно-механического пенотушения……..…………………….45
4.4 Системы санитарные…………………………………………………………….47
4.4.1 Система водоснабжения…………………………………………….…………47
4.4.2 Система сточно-фановая……..…………………………………….……….....50
4.5 Система вентиляции машинного отделения………………………….………..51
4.6 Выбор котельной установки…………………………..………………………...54
5 РАСЧЕТ ПАЛУБНЫХ МЕХАНИЗМОВ……………………..……….………....56
5.1 Расчет гидравлической рулевой машины……………………………………...56
5.1.1 Определение площади и размера рулей……………………………………...56
5.1.2 Определение силы давления на руль и момента на баллере………..............57
5.2 Выбор якорей, швартовных и якорных канатов, выбор шпиля……………....64
5.2.1 Выбор брашпиля…………………………………………………………….....65
6 КОНСТРУКТИВНАЯ РАЗРАБОТКА УЗЛА……………………………………...71
6.1Расчет ведущего вала муфты………….…………………………........................71
6.2 Расчет шкива и ременной передачи………………………………………….....73
7 РАСЧЕТ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ……………………………………....76
8 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШКИВА………………………………….….80
8.1 Анализ рабочего чертежа и технологических условий……………………….80
8.2 Конструктивный технологический анализ детали…………………………….80
8.3 Анализ технологичности конструкции детали………………………………...80
8.4 Анализ условий производства………………………………………………..…81
8.5 Определение типа производства…………………………………………….….81
8.6 Выбор вида заготовки и определение ее размеров……………………………81
8.7 Составление технологического маршрута…………………………………….83
8.8 Выбор оборудования……………………………………………………………83
8.9 Выбор режущего инструмента…………………………………………………84
8.10 Выбор измерительного инструмента…………………………………………84
8.11 Выбор станочных приспособлений…………………………………………...85
8.12 Выбор, расчет режимов резания и основного времени……………………...85
8.13 Нормирование технологического процесса……………………………….…88
8.14 Проектирование приспособлений для сверления в шкиве………………….90
8.14.1 Описание приспособления…………………………………………………..90
8.14.2 Принцип работы приспособления…………………………………………..90
8.14.3 Разработка технологических требований на приспособление……………91
8.14.4 Выбор, расчет режимов резания при сверлении…………………………..91
8.14.5 Расчет силы зажима………………………………………………………….92
8.14.6 Расчет привода………………………………………………………….........94
8.14.7 Прочностной расчет…………………………………………………………95
8.14.8 Расчет погрешности базирования…………………………………………..97
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ……………….…………………..98
9.1.1 Техника безопасности при работе в машинном отделении……….……….98
9.1.2 Расчет освещенности машинного отделения………………….…………...101
9.1.3 Мероприятия по снижению шума……………………………………..........104
9.2 Экология………………………………………………………………………..105
9.2.1 Факторы отрицательно влияющие на окружающую среду……………….105
9.2.2 Расчет предотвращенного ущерба от выхлопных газов……………..........111
10 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЕКТА………………….........114
10.1 Расчет провозной способности судна……………………………………….115
10.2 Расчет продолжительности кругового рейса………………………….........115
10.3 Расчет текущих расходов по содержанию судна……………………...........117
10.4 Эффективность модернизации судна………………………………………..120
10.5 Расчет продолжительности кругового рейса модернизированного судна..120
10.6 Определение провозной способности судна за навигацию после модернизации…………………………………………………………………122
10.7 Расчет затрат по модернизированному судну………………………………122
10.8 Определение текущих расходов по содержанию модернизированного
судна…………………………………………………………………………...123
10.9 Расчет положительных эффектов……………………………………………124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………...130
Литература………………………………………………………………..………….131
Приложение А Нагрузки электростанций проектируемого судна……………….134
Приложение Б Технологические карты……………………………………………136
ВВЕДЕНИЕ
Показатели работы речного транспорта, как отрасли народного хозяйства, в значительной степени зависят от совершенства технико-эксплуатационных
показателей флота и эффективности его использования.
В условиях современного рынка важнейшими показателями успешной работы речного транспорта являются: скорость доставки груза и стоимость оказываемых услуг. Однако известно, что подавляющее большинство транспортных дизелей речного флота выработали свой ресурс. Это ведет к увеличению затрат на ремонт, а следовательно и увеличению стоимости оказываемых услуг.
Так же известно, что дизельные двигателя, а особенно с выработанным мотто-ресурсом, являются интенсивным источником химического загрязнения окружающей среды. На одну тонну сожженного топлива дизель выбрасывает с отработавшими газами 35 кг СО, 11 кг углеводородов, 51кг оксидов азота и до 5 кг твердых частиц. В ряде случаев, выбросы твердых частиц дизелем достигают 1% от массы сожженного топлива. Эти частицы абсорбируют на своей поверхности оксиды серы и высокомолекулярные соединения углеводородов, включая канцерогенные. Дым вызывает нарушения работы дыхательных органов человека, способен поражать легкие, вызывать аллергию и болезни кожи.
Задачей данного дипломного проекта является разработка главной энергетической установки сухогрузного теплохода грузоподъемностью 350 т, в качестве прототипа используется корпус теплохода пр. 912.
1 ГИДРОДИНИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ И РАСЧЕТ ДВИЖИТЕЛЯ
Цель настоящего расчёта – определение гидродинамических и геометрических параметров движительного комплекса винт-насадка судна, переоборудуемого по проекту 912.
Необходимость замены квн при переоборудовании судна вызвана тем, что на переоборудуемом судне в качестве главных двигателей устанавливается дизель – редукторный агрегат с двенадцати цилиндровым дизелем, некоторые номинальные выходные параметры которого (частота вращения выходного вала и вырабатываемый крутящий момент) существенно отличаются от соответствующих параметров ранее использовавшего главного двигателя 6ЧНСП18/22, описание выбора главных двигателей дано в п 2.1.
Наиболее подходящим для такой разработки является дизель-редукторный агрегат с двигателем 12ЧСП13/14 ( ЯМЗ-240М2) выпускаемый Ярославским моторным заводом.
Расчет сопротивления воды движению судна
Расчет сопротивления воды движению для груженого судна производится на глубокой спокойной воде и на мелководье. Последовательно рассчитываются следующие величины.
Водоизмещение
судна
,
м3 ,
определяется поформуле
,
(1.1)
=61,5
9,0
1,30
0,817,
=587,872.
Соотношения главных размерений
=0,021,
(1.2)
=6,83,
(1.3)
=47,30,
(1.4)
=6,92,
(1.5)
Коэффициент
пропорциональности
между сопротивлением трения и
сопротивлением формы
,
(1.6)
=(22
0,021
0,10)[0,132+(0,817
0,4)2,5],
=0,089.
При
отсутствии теоретического чертежа
площадь смоченной поверхности судна
,
может
быть определена по приближенной формуле
,
(1.8)
,
(1.9)
,
=581,87.
Кинематический
коэффициент вязкости воды
=1,57
10-6
м2/с.
Коэффициент,
учитывающий шероховатость корпуса
D
=0,6
10-3
(для стальных судов).
Коэффициент
сопротивления выступающих частей
принимается в зависимости от их наличия
и количества.
Сопротивление
на мелководье, определяется для
относительной глубины судового хода
,
м ,
,
(1.10)
=1,30/3,6,
=0,361.
Коэффициент
увеличения вязкостного сопротивления
на мелководье
,
,
(1.11)
=(1
0,361)-0,62(1-0,081),
=1,266.
Коэффициент
увеличения волнового сопротивления на
мелководье
,
,
1,13.
Коэффициент
волнового сопротивления
(при Fr£0,1
CW
=0)
(1.12)
Таблица 1.1 - Расчет сопротивления воды движению судна
Исходные
данные:L=61,5
м; B=9,0
м; Т=1,30;
|
||||||
Расчетные
величины |
Размерн. |
Численные значения |
||||
Скорость судна u |
м/с |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Число Рейнольдса
|
-- |
1,18 |
1,57 |
1,96 |
2,35 |
2,74 |
Число Фруда
|
-- |
0,122 |
0,143 |
0,204 |
0,244 |
0,285 |
Экстраполятор трения
|
-- |
2,08 |
2,0 |
1,94 |
1,89 |
1,86 |
Коэффициент
волнового сопротивления
|
-- |
0,041 |
0,31 |
0,96 |
2,11 |
3,86 |
Динамический коэффициент
|
кН |
2,62 |
4,66 |
7,27 |
10,5 |
14,3 |
Сопротивление трения
|
кН |
7,0 |
12,1 |
18,5 |
26,1 |
35,1 |
Сопротивление формы
|
кН |
0,6 |
1,08 |
1,6 |
2,3 |
3,1 |
Волновое сопротивление
|
кН |
0,11 |
1,43 |
7,0 |
22,1 |
55,1 |
Сопротивление
выступающих частей
|
кН |
0,5 |
0,93 |
1,5 |
2,1 |
2,9 |
Полное сопротивление
|
кН |
8,28 |
15,5 |
28,3 |
52,6 |
96,0 |
Сопротивление на мелководье
|
кН |
10,37 |
19,48 |
35,25 |
63,58 |
114,3 |
Сопротивление в балласте (легкого состава)
|
кН |
2,898 |
5,425 |
9,905 |
18,41 |
33,6 |
=0,817;
=581,87
м2;
3,6
м.
(103)
Рисунок 1.1 – Составляющие сопротивления судна.
Рисунок 1.2 – К расчету винта.