Śmigło, rodzaje śmigieł i konstrukcja śmigieł

śmigło to obrotowa konstrukcja przypominająca wentylator, która służy do napędzania statku za pomocą mocy generowanej i przekazywanej przez główny silnik statku.

przekazywana moc jest przekształcana z ruchu obrotowego w celu wytworzenia ciągu, który nadaje pęd wodzie, powodując siłę, która działa na statek i popycha go do przodu.

statek napędza się na podstawie zasady Bernoulliego i trzeciego prawa Newtona. Różnica ciśnień jest tworzona na przedniej i tylnej stronie łopatki, a woda jest przyspieszana za łopatkami.

ciąg ze śmigła jest przenoszony w celu przemieszczania statku przez układ przeniesienia napędu, który składa się z ruchu obrotowego generowanego przez główny wał korbowy silnika, wał pośredni i jego łożyska, wał rury rufowej i łożysko, a na koniec przez samo śmigło.

statek może być wyposażony w jeden, dwa lub rzadko trzy śmigła w zależności od wymagań dotyczących prędkości i manewrowania statku.

materiał i konstrukcja Śmigła

Śmigła Morskie wykonane są z materiałów odpornych na korozję, ponieważ działają bezpośrednio w wodzie morskiej, która jest przyspieszaczem korozji. Materiały użyte do produkcji śmigła morskiego to stop aluminium i stali nierdzewnej.

innymi popularnymi materiałami są stopy niklu, aluminium i brązu, które są o 10~15% lżejsze niż inne materiały i mają wyższą wytrzymałość.

proces budowy śmigła obejmuje przymocowanie wielu łopatek do piasty lub piasty przez spawanie lub kucie w jednym kawałku. Kute ostrza są wysoce niezawodne i mają większą wytrzymałość, ale są drogie w porównaniu do spawanych.

śmigło Morskie jest zbudowane z odcinków powierzchni helikoidalnych działających razem, aby obracać się przez wodę z efektem śrubowym.

rodzaje śmigieł

śmigła są klasyfikowane na podstawie kilku czynników. Poniżej przedstawiono klasyfikację różnych typów śmigieł:

a) klasyfikacja według liczby dołączonych łopatek:

łopatki śmigła mogą się różnić od śmigła z 3 łopatkami do śmigła z 4 łopatkami, a czasami nawet śmigła z 5 łopatkami. Jednak najczęściej stosowane są 3 łopatki i 4 śmigła łopatkowe.

jednak najczęściej stosowane są 4 łopatki i 5 śmigieł łopatkowych.

sprawność śmigła będzie najwyższa dla śmigła z minimalną liczbą łopatek, tj. śmigła z 2 łopatkami. Ale aby osiągnąć współczynnik wytrzymałości i biorąc pod uwagę ciężkie ładunki poddawane przez statek, morze i pogoda dwubiegowe śmigła nie są używane na statkach handlowych.

śmigło z 3 łopatkami

śmigło z 3 łopatkami ma następujące cechy:

• koszt produkcji jest niższy niż w przypadku innych typów.
• są zwykle wykonane ze stopu aluminium.
• zapewnia dobrą wydajność przy dużych prędkościach.
• przyspieszenie jest lepsze niż inne typy.
• obsługa przy niskich prędkościach nie jest zbyt wydajna.

4 śmigło łopatkowe

4-łopatowe śmigło ma następujące cechy:

• koszt produkcji jest wyższy niż śmigła z trzema łopatami.
• 4 śmigła łopatkowe są zwykle wykonane ze stopów stali nierdzewnej.
• mają lepszą wytrzymałość i trwałość.
• zapewnia dobrą obsługę przy niskiej prędkości i wydajność.
• ma lepszą siłę trzymania na wzburzonym morzu.
• 4-łopatowe śmigło zapewnia lepsze zużycie paliwa niż wszystkie inne typy.

5 śmigło łopatkowe

śmigło 5-łopatkowe ma następujące cechy:

• koszt produkcji jest wyższy.
• wibracje są minimalne od wszystkich innych typów.
• 5 śmigieł łopatkowych ma lepszą siłę trzymania na wzburzonym morzu.

6 śmigło łopatkowe

• koszt produkcji jest wysoki
• wibracje są minimalne od wszystkich innych typów.
• 6 śmigieł łopatkowych ma lepszą siłę trzymania na wzburzonym morzu.
• w przypadku sześcio-łopatowego śmigła indukowane pole ciśnienia nad śmigłem zmniejsza się

Duże kontenerowce są głównie wyposażone w 5 lub 6-łopatowe śmigła.

B) klasyfikacja według skoku łopaty:

Skok śmigła można zdefiniować jako przemieszczenie, które śmigło wykonuje dla każdego pełnego obrotu 360 . Klasyfikacja śmigieł na podstawie skoku jest następująca.

śmigło o stałym skoku

łopaty w śmigle o stałym skoku są na stałe przymocowane do piasty. Śruby o stałym skoku są odlewane, a pozycja łopatek, a tym samym pozycja skoku jest trwale zamocowana i nie może być zmieniona podczas pracy. Są one zwykle wykonane ze stopu miedzi.

śmigła o stałym skoku są solidne i niezawodne, ponieważ system nie zawiera żadnego połączenia mechanicznego i hydraulicznego, jak w przypadku śmigła o sterowanym Skoku (CPP). Koszty produkcji, instalacji i eksploatacji są niższe niż w przypadku śmigieł o sterowanym skoku (CPP). Zwrotność śmigła o stałym skoku również nie jest tak dobra jak CPP.

tego typu śmigła są montowane na statku, który nie ma dobrych wymagań zwrotności.

śmigło o regulowanym Skoku

w przypadku śmigła o regulowanym Skoku możliwe jest zmianę skoku poprzez obracanie ostrza wokół jego osi pionowej za pomocą układu mechanicznego i hydraulicznego. Pomaga to w napędzaniu maszyn napędowych przy stałym obciążeniu bez wymaganego mechanizmu cofania, ponieważ skok można zmienić, aby dopasować go do wymaganych warunków pracy. W ten sposób poprawia się zwrotność, a także zwiększa się wydajność silnika.

ta wada obejmuje możliwość zanieczyszczenia olejem, ponieważ olej hydrauliczny w głowicy, który jest używany do kontrolowania skoku, może wyciekać. Jest to złożony i drogi system zarówno z punktu instalacji, jak i z punktu operacyjnego. Co więcej, skok może utknąć w jednej pozycji, co utrudnia manewrowanie silnikiem.

Czytaj: Śmigło o regulowanym Skoku (CPP) Vs śmigło o stałym skoku (FPP)

jednak wydajność Śmigła dla śmigła CP jest nieco niższa niż śmigło o tym samym rozmiarze FP ze względu na większą piastę, aby pomieścić mechanizm skoku łopatek i rurociągi.

wymiar Śmigła: zasadniczo śmigło o większej średnicy będzie bardziej wydajne. Ale rzeczywisty wymiar śmigła będzie zależał od rodzaju statku, do którego będzie używane i następujących czynników:

1. Budowa i konstrukcja korpusu rufowego statku
2. wymóg odstępu między końcówką a kadłubem statku
3. ogólny stan balastu statku. W przypadku tankowców i bulkerów rozmiar śmigła będzie mały w porównaniu do kontenerów
4. projektowe zanurzenie statku

wymiar Śmigła przybliżona wartość

• dla kontenerowca d / D = 0,74
• dla masowca i tankowca D / D= 0.65

gdzie D-Średnica śmigła, D-projekt zanurzenia

jak działa śmigło okrętowe?

w przypadku pojazdów poruszających się po lądzie układ napędowy, który je napędza, jest inny. W tych układach silnik zasila wał przymocowany do opony pojazdu, aby przesunąć się przed nadwoziem pojazdu. Jednak w przypadku statków, które są przemieszczane w wodzie, nie ma takich opon ani nawierzchni, na których mogą jeździć.

statek jest przemieszczany w wodzie, a śmigło służy do napędzania statku do przodu lub do tyłu, w zależności od kierunku obrotu lub skoku śmigła. Silnik statku jest połączony ze śmigłem statku za pomocą układu wału.

gdy silnik obraca śmigło, promieniujące łopatki, które są ustawione na określonym skoku, tworzą spiralę spiralną, podobną do śruby. Robiąc to, przekształca siłę obrotu w siłę ciągu, która ma charakter liniowy.

ten liniowy nacisk będzie działał na wodę w taki sposób, że gdy łopaty śmigła obracają się, tworzy nacisk między powierzchnią z przodu iz tyłu. W związku z tym masa płynu jest przyspieszana w jednym kierunku, tworząc siłę reaktywną, która pomaga ciału przymocowanemu do śmigła (którym jest statek) poruszać się do przodu.

aby statek poruszał się w odwrotnym kierunku, silnik, a tym samym śmigło, obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. To odwróci ciąg i statek ruszy za burtę. Jednak silnik śmigła FP jest zawsze zaprojektowany do obracania zgodnie z ruchem wskazówek zegara podczas żeglugi do przodu, stąd wydłużenie pracy w kierunku z tyłu nie jest wydajne.

dla statków wyposażonych w śmigło CP nie ma wpływu na kierunek silnika, stąd sprawność rufowa statku jest lepsza niż w przypadku śmigła o stałym skoku.

rodzaje wału napędowego

silnik okrętowy jest połączony ze śmigłem za pomocą różnych połączonych ze sobą wałów, które można nazwać:

1. wał oporowy
2. wał pośredni
3. wał ogonowy

wał oporowy:

wał korbowy silnika jest najpierw podłączony do wału oporowego, który przechodzi przez łożysko oporowe, którego główną funkcją jest przeniesienie ciągu na konstrukcję statku. Obudowa łożyska oporowego jest podobna w konstrukcji do płyty głównej silnika, a łożysko jest smarowane olejem układu smarowania silnika głównego. Materiał wału oporowego jest zwykle solidnym kutym wlewkiem stalowym.

wał pośredni:

wał oporowy jest następnie połączony z długim wałem pośrednim, który jest w częściach i łączy się ze sobą za pomocą solidnych kutych sprzęgieł. Długość i liczba połączonych ze sobą wałów pośrednich zależy od położenia silnika głównego, ponieważ większy statek będzie miał większą odległość między silnikiem głównym a śmigłem. Materiałem wału pośredniego jest zwykle solidna kuta stal wlewkowa.

wał ogonowy:

wał ogonowy, jak sama nazwa wskazuje, jest końcową częścią układu wału i przenosi śmigło. Sam wał ogonowy jest przenoszony na smarowanym łożysku rury rufowej z uszczelkami, gdy łączy się i wystaje z maszynowni statku na otwarte morze, przenosząc śmigło.

układ smarowania może być typu olejowego lub wodnego. Wał ogonowy przekazuje moc silnika i napęd ruchu na śmigło. Materiał wału ogonowego jest zwykle stopem ze stali nierdzewnej duplex o wysokiej wytrzymałości.

powód ciężkiego biegu Śmigła

śmigło jest dostarczane z mocą silnika, aby obracać i napędzać Statek W pożądanym kierunku. Jeśli moc dostarczana do śmigła nie generuje takiego samego tempa obrotów, uznaje się, że śmigło znajduje się w stanie ciężkiej jazdy, co może wynikać z następujących przyczyn:

• uszkodzenie łopatek śmigła
• wzrost odporności kadłuba spowodowany porastaniem kadłuba skutkującym zmianą wakefield
• podczas trudnych / ciężkich mórz
• żeglowanie statkiem pod prąd
• żeglowanie statkiem w stanie lekkiego balastu
• żeglowanie statkiem po płytkiej wodzie
• statek z płaską rufą

referencje: Q & a na okrętowym silniku Diesla firmy Stanley g. & architektura marynarki wojennej firmy reeds

możesz również przeczytać:

• zrozumienie piasty Śmigła: Projektowanie, funkcjonowanie i konserwacja
• wał śmigła morskiego: Projektowanie i budowa
• zrozumienie projektu Śmigła okrętowego
• 10 czynników branych pod uwagę przy projektowaniu wydajnego Śmigła okrętowego
• 8 największych śmigieł okrętowych na świecie

Zastrzeżenie: poglądy autorów wyrażone w tym artykule niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Marine Insight. Dane i wykresy, jeśli zostały użyte w artykule, pochodzą z dostępnych informacji i nie zostały uwierzytelnione przez żaden organ ustawowy. Autor i Marine Insight nie twierdzą, że są dokładne, ani nie ponoszą za to żadnej odpowiedzialności. Opinie stanowią jedynie opinie i nie stanowią żadnych wytycznych ani rekomendacji co do postępowania, które czytelnik powinien zastosować.

artykuł lub zdjęcia nie mogą być powielane, kopiowane, udostępniane lub wykorzystywane w jakiejkolwiek formie bez zgody autora i Marine Insight.