螺旋桨叶片材料.docx

螺旋桨叶片材料船用螺旋桨的材料及发展螺旋桨是舰船的一个重要部件。采用什么材料制造螺旋桨对它的工作性能影响很大。长期以来船用螺旋桨材料多选用铜合金,其中镍铝青铜又是首选材料。其原因主要是:(1)铜合金的耐腐蚀性好,基本上可满足海水中螺旋桨的使用要求;(2)铜合金的熔点低,便于熔炼和铸造,铸件不需要进行热处理,经加工便可使用。目前国内常用锰黄铜(ZHMn55-3-1)、铝锰黄铜(ZHAI67-5-2-2)和锰铝青铜(ZQAI12-8-3-2),其中锰铝青铜的综合性能比锰黄铜和铝锰黄铜优异。后续发展的更多型号不锈钢材料,对螺旋桨整体性能得到很大提高。并且,人们也没有停止对轮船螺旋桨用更新材料和性能的探索。镍铝青铜具有优异的耐应力腐蚀开裂、耐腐蚀疲劳、耐空泡腐蚀、耐冲蚀和抗海生物污损等性能。镍铝青铜在耐海水腐蚀疲劳方面远远超过不锈钢和黄铜,比锰青铜还好;在耐冲蚀方面也远远高于黄铜,耐空泡腐蚀性能格外好。镍铝青铜耐海水均匀腐蚀、空泡腐蚀和腐蚀疲劳的性能与超级双相不锈钢相当,在海水中不发生点蚀,不发生氯化物应力腐蚀开裂,其强度与奥氏体不锈钢相当,经热处理后可与双相不锈钢媲美。镍铝青铜还具有优异的导热、导电性能,良好的耐磨损性能、焊接性能,且价格低廉。铸造镍铝青铜的价格远远低于铸造超级双相不锈钢或超级奥氏体不锈钢。因此从价格与腐蚀性能角度考虑,镍铝青铜完全能够满足海水管系的需要,且应用范围还在逐渐扩大。主要用在船用螺旋桨、大型泵用叶片、紧固件、海水管件、消防龙头、阀、海水淡化装置等。但镍铝青铜有两个主要缺点:一、是在污染海水中耐腐蚀性能下降。二、是对选相腐蚀比较敏感。螺旋桨用不锈钢的发展长期以来船用螺旋桨材料多选用铜合金,其中镍铝青铜又是首选材料。其由于铜合金材料强度的大幅度提高受到限制,随着船舶的大型化和单轴功率的增大,迫切需要开发强度更高的螺旋桨材料。此外,近年来港湾和江河水域的海水污染加剧,铜合金螺旋桨的耐蚀性能也开始出现问题。因工业废水和城市污水的排放,使海水中的有机物大量增加,导致厌气性硫酸盐还原菌大量繁殖。海水中的硫酸盐被还原后产生了对铜合金具有强烈腐蚀作用的硫离子。因此,铜合金螺旋桨因这种腐蚀所造成的破坏常有发生,甚至仅使用数日螺旋桨表面便发黑且粗糙不堪。取代铜合金的不锈钢螺旋桨材料便成为螺旋桨材料开发的新方向。螺旋桨图谱设计概述螺旋桨图谱设计过程船体主要参数主机参数推进因子的决定可以达到最大航速的计算按BP??图谱设计的计算表空泡校核计算结果表强度校核按XX年《规范》校核和,应不小于按下式计算之值: t? X?Y?10 10ZbZbneK?X 表6-5强度校核计算表螺距修正由于实际桨叶厚度大于MAU标准桨厚度,故需因厚度差异进行螺距修正。设计桨:()??标准桨:()???D V(1?w)V??s?A? ?()?[()设??]?标?()t??2()0(1?s)?()DDR修正后的螺距比:PPP?()0??()tDDD重量及惯性矩计算根据桨叶不同半径处各切面的形状求得其切面面积,用近似积分法算出桨叶的体积和体积惯性矩,进而得到螺旋桨的重量和重量惯性矩: 螺旋桨的重量和重量惯性矩螺旋桨重量: 螺旋桨材料为铝镍青铜,材料重量密度为:①叶片重量?1R? 每叶片重量????????? ?310? 4个叶片重量②桨毂重量毂径 dh 桨毂长度中央处轴径的估计值为: d0??(PD/N) ? KLK 2 桨毂重:Gh?(?③整个螺旋桨重量(2)转动惯性矩 d0 )LK?d2d ①每叶片体积惯性矩1R ???(10)???()2310②每叶片质量惯性矩?③4个叶片质量惯性矩桨毂转动惯性矩整个螺旋桨的惯性矩? ?每叶片体积惯性矩g 敞水性征曲线的确定由MAU4-40、MAU4-55,P/D的敞水性征曲线内插得到的敞水性征曲线,再由曲线取点可得出设计桨的敞水性征数据,系柱特性计算得J=时,KT,KQ计算功率PD= 系柱推力减额分数取t0=主机转矩: P?60?75Q?D 2?N 系柱推力: T? KTQ?KQD 螺旋桨转速: N?60 T 4 ?DKT 螺旋桨计算总结轮船螺旋桨工艺设计机102班陆晨螺旋桨是船舶动力装置的关键部件,体积大、曲面形状复杂。传统的螺旋桨加工方法是毛坯铸造、普通铣床粗加工,然后进行人工修磨。毛坯铸造前需先进行砂型的制造,砂型过程中涉及的数据繁多,传统的砂型制造数据求解过程费时、费力、准确性、可重复性。因此,必须有一个良好的螺旋桨铸造工艺参数。关键词:船用螺旋桨;铸造工艺;性能;桨叶;毛坯 Abstract ponentsofshipbuildingindustry,