4800马力全回转拖轮结构设计【开题报告】

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1、毕业论文开题报告船舶与海洋工程4800马力全回转拖轮结构设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：(一)国内外研究动态拖轮是用来进行拖带运输，拖带没有动力不能自航的船舶，或者，协助大型船舶进出港口，靠离码头，或者救助海上遇难船舶的中小型船舶。一艘拖轮可以拖带了十几艘比它大得多的船舶在航行。拖轮又可分为远洋拖轮、沿海拖轮、港湾拖轮和内河拖轮。不同的拖轮特点不同，远洋拖轮、沿海拖轮在海上航行，船首翘得高高的，构造坚固，以防止海上波浪冲击； 大型海洋拖轮的发动机功率可达2万马力以上，排水量超过5

2、000吨，可用于海上救助，拖带巨型船舶及其他大型水上构筑物，如海上平台和浮船坞等。大型海洋拖轮尾部装有大功率拖缆机，在风浪中能随着拖缆张力的变化而自动收放拖缆。港湾拖轮在港湾内使用，船身短，操纵灵活；内河拖轮在江河中航行，吃水浅。内河拖轮多为双机，发动机功率为数十马力至数千马力不等。拖轮吃水尽可能接近航道水深，安装螺旋桨的船底凹部常是隧道形，使螺旋桨直径大于船舶吃水。螺旋桨工作时水充满凹部，使螺旋桨全浸在水中，以充分发挥主机功率，提高推进效率。航道水深如果不足0.6米,宜于采用串列螺旋桨或改用喷水推进。

3、拖曳设备一般是拖钩。内河船舶中有拖轮和驳船，驳船用来装货物，但本身没有动力，而拖轮有动力，但本身的运载能力很小，一般是将驳船编组，由拖轮提供动力来航行的。拖轮拖带船舶，可以像火车头拖带列车车厢一样，呈一列式拖带驳船；也可以从两旁舷侧拖带驳船。拖轮还可以拖大船，几艘小拖轮可以同时拖带一艘万吨级大船，使大船顺利地进出港，调动船位，或进出船坞。九十年代至今，营运船舶主船型达到了3.5万吨级至30万吨级。拖轮以2000～5200HP全回转型为主体，在船舶进出港操作中起着不可替代的作用。随着我国海运业务的快速发展

4、，拖轮在大型船舶进出港操纵中的作用愈显突出。[1]自上世纪80年代以来,全回转拖轮被广泛地应用于港口作业,特别是港口内部的大型船舶调头，大船靠离泊等。其操纵灵活,安全可靠的优越性已显露无疑,并得到了广泛的认同,已经全取代了原来的普通型拖轮。[2(二)选题的依据和意义全回转拖轮配备2个Z型推进器,通常称为D/P。D/P系统主要由旋转机、离合器和液压操纵装置3部分组成。其功能是实现由船舶主机至螺旋桨的动力传输以及螺旋桨和导流管的360°回转。所以全回转拖轮具有较为明显的优点:(1)在操纵方面，全回转拖轮可以

5、很快的在原地调头，且具备横移功能。全回转拖轮的倒车较为有力，只是由于船体形状的原因才比整车时有很少的减低，全回转拖轮的倒车性能要远远好于普通型拖轮。全回转拖轮的长度一般较小，且随着功率的增大，长度变化不明显。(2)在给大船护航的作业中，全回转拖轮比普通型拖轮具有优势，。全回转拖轮既可以顶也可以拖，即使大船以一定速度行进时也可以作业，全回转拖轮主机功率较大，且都是无人机舱，主机采用无级变速，主机的工作稳定性强(3)旋回性能好。快速的原地掉头,旋回圈进距、横距为零,转向180°只需10-15s,比传统的单车

6、船节省一半以上。(4)船舶能够横向移动。当左右螺旋桨分别向前转动一个角度后,再加上车的配合,拖轮在转船力矩和尾部的横向分力的作用下开始做横移运动。(5)舵效好。全回转拖轮的螺旋浆可任意转动,这就不需要通过舵来取得舵力,大大地提高了舵效,同时又不受最大有效舵角35°的限制,左右螺旋浆同时转动和首尾线成90°,使转船力矩达到最大。(6)使用方便。顶推时不用带缆即可作业,且顶推位置可随意变换。进车和倒车的拖力相差不大,因其拖缆是在船头的绞缆机上且收放自如,在顶拖大船时可随时调整拖缆长度,并可向各个方向施力。(

7、7)视野开阔。在驾驶台的操作部位,不用移动太多的距离,即可看见本船船头和船尾,方便拖轮驾驶员了解本船周围情况。[3]船舶结构设计的过程实际上是一个科学的研究、论证、优化的过程。在满足应用及强度要求的前提下,优化结构设计。在选用船体构件材料规格时,应注意从经济性上考虑，在保证船体强度和满足使用要求的情况下，尽量减少船体结构重量,从而减少空船重量,降低建造成本，提高载重能力。拖轮设计在满足规范的前提下,应以尽可能多地从拖轮马力为设计出发点，合理地布置各个舱室，直接提高营运效益。只有全方位的考虑船舶的经济性和

8、安全性，两者并重，才能设计出合理的船型。随着船舶行业的蒸蒸日上，拖轮的使用日益广泛，使拖轮结构的优化设计显得更为重要。寻求合理的结构形式和适当的结构尺寸,使船体结构在满足强度、刚度、稳性及频率等条件下具有较好的力学性能、工艺性能、经济性能及使用性能。本课题的任务是利用最优化技术,在满足设计约束条件寻求一个最优的设计方案。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：（一）研究的基本内容4800马力全回转拖轮结构设计（二）拟解决的主要问题1、熟悉全回