基于导管桨和双速比齿轮箱之拖网船舶机桨匹配软件设计

《基于导管桨和双速比齿轮箱之拖网船舶机桨匹配软件设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于导管桨和双速比齿轮箱之拖网船舶机桨匹配软件设计第一章绪论1.1研究目的与意义舟山群岛是我国最大的渔场，承担着丰富老百姓餐桌的重任。拖网渔船作为渔场的主要交通工具和捕捞工具承担着及其重要的角色，如何安全、经济、绿色环保的使用拖网渔船，日益引起渔民、专家、学者的关注。船机桨匹配技术与船舶的安全性、经济性、绿色环保有着千丝万缕的联系。只要船机桨的合理匹配，才能保证主机在整个运转过程中，既能充分利用主机功率，又不致超负荷，同时螺旋桨能有效的将来自主机的旋转能转化为有效的推力，推动船舶前进，使拖网渔船高效、经

2、济、绿色环保的营运。拖网渔船作为一种多工况船舶，其拖网状态和自由航行状态的设计要求是不一致的，这里就存在一个设计点选择的问题。为了尽快的往返渔场和追赶鱼群而选择自由航行时作为设计点，这时渔船航速较高，但是拖网时，就会发现螺旋桨重了，同时主机功率得不到充分的发挥，并且产生的拖网推力大，但是转之自由航行时，就会发现螺旋桨轻了，主机功率同样发不足。双速比减速齿轮箱是一种可靠、简便的装置，如能合理的应用于多工况的拖网渔船，其就能取得两面逢源的效果，即渔船在拖网状态和自由航行状态下螺旋桨均能发挥出令人满意的高效率

3、，并且主机功率也能得到尽情的发挥。导管桨作为一种特种桨，其优势表现为重载时推进效率较高。其结构形式表现为普通螺旋桨外围安装了一个圆筒状的套筒，这个套筒俗称导管，其与普通螺旋桨的组合即为导管桨，如图1-1所示[1]。导管桨在保证通过螺旋桨的水流定向，改善船舶航行的稳定性，减小外界进流对桨转矩的影响，保护桨叶，使桨叶不易露出水面而导致空吸现象的发生等方面较常规螺旋桨具有比较明显的优势。因而，导管桨在拖网渔船、顶推轮、拖轮等载荷较大的船舶中得到了比较广泛的应用。1.2国内外研究现状拖网渔船是一种多工况船舶，一

4、般的设计很难保证拖网渔船在两种工况下主机均能发出额定功率。诚言单从技术方面来讲，可调桨应用于拖网渔船是最好的，但问题是可调桨制造的成本高、对船员的技术要求也高、维护保养成本也高，所以其在拖网渔船上的应用不是很多。反而双速比齿轮箱配导管桨由于其自身优势，在拖网渔船等多工况船舶上得到了比较广泛的应用。1930年前后，国外就开始了导管桨方面的研究，并且早在1934年科特（Kort）就公开了其在导管桨方面的研究专利，那个时候，在德国掀起了一股研究导管桨的热潮。20世纪60年代，Caster[2]、Morgan[

5、3]和Dyne[4]等将桨叶用鼓动盘来代替，用圆柱面上的奇点系来模拟导管的载荷和厚度，巧妙的将流动问题转化成了轴对称问题。Gibson和Lep;aK、ULSTEINBERGEN、DAIHATSU、YANMAR、SKL、AKASAKA等[26]。最近几年，我国引用了不少国外先进机型，如此同时，也开发了一些国产新机型，这为渔船主机选型提供了极为有利的条件。进行渔船主机选型时，以下几点是需要考虑的[27]：1)作业工况变化大。比如拖网渔船拖网时，主机处于低速高负荷下工作，而起网时则正倒车频繁；2)工作环境差。

6、渔船普遍机舱狭小，温度高，湿度大，纵横摇严重，主机负荷瞬时变化大；3)主机自由端常带负荷。比如需带动捕鱼用的液压泵、PTO、舱底泵等辅助机械；4)经济性好。渔船主机要求油耗低，据统计，一般燃油费用约占海洋渔业成本的一半以上。因此可以采用多目标优化设计方法来进行渔船主机选型。影响主机选型的因素包括主机热效率、初始投资费用、重量、尺寸、可靠性、振动噪声等因素[28]。其实主机选型受很多规则制约，所以我们可以认为这是一个多规则判别的问题（MCDM）（multiplecriteriadecisionmaking

7、），对于这种多规则问题，一般有两种解决方法：一是多因子选择问题，一是多目标选择问题。但多因子选择法应用的更多更广[29]。..第三章渔船机桨匹配设计软件开发........173.1软件的主要功能....173.2软件开发工具及软件总流程图....173.2.1软件开发工具......173.2.2软件总流程图......183.3软件界面开发........19第四章渔船机桨匹配设计软件应用研究........474.142m拖网渔船的基本设计参数.....474.2船机桨匹配设计软件的运行.....

8、...474.3计算结果分析........574.4本章小结........58第五章全文总结与展望....595.1全文总结........595.2展望........59第四章渔船机桨匹配设计应用研究4.142m拖网渔船的基本设计参数42m拖网渔船主要在近海进行捕鱼操作，因其往往需要追赶鱼群，自由航行时设计航速为11节，拖网状态时渔船航速为4节，两种状态下，主机功率均能得到充分的发挥，但不至超负荷[54][55]。进入主机选型运行界