Elice, tipuri de elice și construcția de elice

o elice este o structură rotativă asemănătoare unui ventilator care este utilizată pentru a propulsa nava utilizând puterea generată și transmisă de motorul principal al navei.

puterea transmisă este convertită din mișcarea de rotație pentru a genera o împingere care conferă impuls apei, rezultând o forță care acționează asupra navei și o împinge înainte.

o navă propulsează pe baza principiului lui Bernoulli și a celei de-a treia legi a lui Newton. Se creează o diferență de presiune pe partea din față și din spate a lamei, iar apa este accelerată în spatele lamelor.

tracțiunea de la elice este transmisă pentru a deplasa nava printr-un sistem de transmisie care constă dintr-o mișcare de rotație generată de arborele cotit al motorului principal, arborele intermediar și lagărele sale, arborele tubului pupa și rulmentul său și, în final, de elicea însăși.

o navă poate fi echipată cu una, două și rareori trei Elice, În funcție de viteza și cerințele de manevră ale navei.

Materialul și construcția elicei

elicele Marine sunt fabricate din materiale rezistente la coroziune, deoarece sunt operaționale direct în apa de mare, care este un accelerator de coroziune. Materialele utilizate pentru fabricarea elicei marine sunt un aliaj de aluminiu și oțel inoxidabil.

alte materiale populare utilizate sunt aliajele de nichel, aluminiu și bronz, care sunt cu 10~15% mai ușoare decât alte materiale și au o rezistență mai mare.

procesul de construcție al elicei include atașarea unui număr de lame la butuc sau șef prin sudare sau forjare dintr-o singură bucată. Lamele forjate sunt extrem de fiabile și au o rezistență mai mare, dar sunt scumpe în comparație cu cele sudate.

o elice marină este construită de secțiuni de suprafețe helicoidale care acționează împreună pentru a se roti prin apă cu un efect de șurub.

tipurile de elice

elicele sunt clasificate pe baza mai multor factori. Clasificarea diferitelor tipuri de elice este prezentată mai jos:

a) clasificarea după numărul de lame atașate:

palele elicei pot varia de la 3 pale la 4 pale și uneori chiar 5 pale. Cu toate acestea, cele mai frecvent utilizate sunt 3 lame și 4 elice cu lame.

cu toate acestea, cele mai frecvent utilizate sunt 4 lame și 5 elice cu lamă.

eficiența elicei va fi cea mai mare pentru elice cu un număr minim de pale, adică 2 pale elice. Dar pentru a atinge factorul de rezistență și având în vedere încărcăturile grele supuse navei, elicele cu două lame de mare și vreme nu sunt utilizate pentru navele comerciale.

elice cu 3 lame

o elice cu 3 lame are următoarele caracteristici:

• costul de fabricație este mai mic decât alte tipuri.
• sunt alcătuite în mod normal din aliaj de aluminiu.
• oferă o performanță bună de mare viteză.
• accelerația este mai bună decât alte tipuri.
• manevrarea cu viteză redusă nu este prea eficientă.

4 elice cu lamă

o elice cu 4 lame are următoarele caracteristici:

• costul de fabricație este mai mare decât cele 3 elice cu lamă.
• 4 elice cu lamă sunt în mod normal alcătuite din aliaje de oțel inoxidabil.
• au o mai bună rezistență și durabilitate.
• oferă o manevrabilitate și performanțe bune la viteză redusă.
• are o putere mai bună în mările agitate.
• 4 elice cu lamă oferă o economie de combustibil mai bună decât toate celelalte tipuri.

5 elice cu lamă

o elice cu lamă de 5 are următoarele caracteristici:

• costul de fabricație este mai mare de toate.
• vibrația este minimă față de toate celelalte tipuri.
• 5 elice cu lamă au o putere mai bună în mările agitate.

6 elice lama

• costul de fabricație este mare
• vibrații este minim de toate celelalte tipuri.
• 6 elice cu lamă au o putere mai bună în mările agitate.
• cu elice cu șase pale, câmpul de presiune indus peste elice scade

navele mari de containere sunt echipate în principal cu elice cu 5 sau 6 pale.

B) clasificarea după pasul lamei:

pasul unei elice poate fi definit ca deplasarea pe care o elice o face pentru fiecare revoluție completă de 360 . Clasificarea elicelor pe baza pasului este următoarea.

elice cu pas fix

lamele elicei cu pas fix sunt fixate permanent de butuc. Elicele de tip pas fix sunt turnate și poziția lamelor și, prin urmare, poziția pasului este fixată permanent și nu poate fi modificată în timpul funcționării. În mod normal, sunt fabricate din aliaj de cupru.

elicele cu pas fix sunt robuste și fiabile, deoarece sistemul nu încorporează nicio conexiune mecanică și hidraulică ca în elicea cu pas controlat (CPP). Costurile de fabricație, instalare și funcționare sunt mai mici decât cele ale elicei cu pas controlat (CPP). Manevrabilitatea elicei cu pas fix nu este, de asemenea, la fel de bună ca CPP.

aceste tipuri de elice sunt montate pe o navă care nu are cerințe bune de manevrabilitate.

elice cu pas controlabile

în elicea cu pas controlat, este posibilă modificarea pasului prin rotirea lamei în jurul axei sale verticale prin intermediul aranjamentului mecanic și hidraulic. Acest lucru ajută la conducerea mașinilor de propulsie la sarcină constantă, fără a fi necesar un mecanism de inversare, deoarece Pasul poate fi modificat pentru a se potrivi cu starea de funcționare necesară. Astfel, manevrabilitatea se îmbunătățește, iar eficiența motorului crește, de asemenea.

acest dezavantaj include posibilitatea poluării cu ulei, deoarece uleiul hidraulic din boss care este utilizat pentru controlul pasului se poate scurge. Este un sistem complex și costisitor atât din punct de instalare, cât și din punct de vedere operațional. Mai mult, pitch-ul se poate bloca într-o singură poziție, ceea ce face dificilă Manevrarea motorului.

Citește Și: Elice cu pas controlabil (CPP) Vs elice cu pas fix (FPP)

cu toate acestea, eficiența elicei pentru elicea CP este puțin mai mică decât elicea FP de aceeași dimensiune datorită butucului mai mare pentru a găzdui mecanismul de pas al lamei și conductele.

Dimensiunea elicei: ca regulă generală, o elice cu diametru mai mare va fi mai eficientă. Dar dimensiunea reală a elicei va depinde de tipul de navă pentru care va fi utilizată și de următorii factori:

1. Construcția și proiectarea caroseriei pupa a navei
2. cerința de degajare între vârful și corpul navei
3. starea generală a balastului navei. Pentru cisterne și bulkers, dimensiunea elicei va fi mică în comparație cu containerele
4. pescajul de proiectare al navei

Dimensiunea elicei valoare aproximativă

• pentru nava Container d/D = 0,74
• pentru Vrachierul și Cisterna d / D = 0.65

unde D-diametrul elicei, d-proiect de proiectare

cum funcționează o elice a navei?

pentru vehiculele care circulă pe uscat, sistemul de propulsie care le conduce este diferit. În aceste sisteme, motorul alimentează arborele care este atașat la anvelopa vehiculului pentru a se deplasa în fața caroseriei vehiculului. Cu toate acestea, pentru navele care sunt deplasate în apă, nu există astfel de anvelope sau suprafețe pe care să poată circula.

nava este deplasată în apă și elicea este utilizată pentru a conduce nava înainte sau înapoi, în funcție de direcția de rotație sau de Pasul elicei. Motorul navei este conectat la elicea navei prin dispunerea arborelui.

pe măsură ce motorul rotește elicea, lamele radiante care sunt fixate la un anumit pas formează o spirală elicoidală, similară cu un șurub. În timp ce face acest lucru, transformă puterea de rotație în forță care are o natură liniară.

această împingere liniară va acționa asupra apei astfel încât, pe măsură ce palele elicei se rotesc, creează presiunea dintre suprafața din față și din spate a acesteia. Prin urmare, o masă de fluid este accelerată într-o direcție creând o forță reactivă care ajută corpul atașat la elice (care este nava) să avanseze.

pentru ca nava să se deplaseze în sens invers, motorul și, prin urmare, elicea sunt rotite în sens invers acelor de ceasornic. Acest lucru va inversa împingerea și nava se va deplasa înapoi. Cu toate acestea, motorul elicei FP este întotdeauna proiectat pentru rotirea în sensul acelor de ceasornic atunci când navigați înainte, prin urmare, prelungirea funcționării în direcția inversă nu este eficientă.

pentru navele echipate cu elice CP, direcția motorului nu este afectată, prin urmare, eficiența din spate a navei este mai bună decât cea a unei elice cu pas fix.

tipuri de arbore elicei

motorul navei este conectat la elice prin intermediul unor arbori diferiți conectați împreună, care pot fi denumiți ca:

1. ax axial
2. Ax intermediar
3. ax posterior

ax axial:

arborele cotit al motorului este conectat mai întâi la arborele axial care trece prin rulmentul axial a cărui funcție principală este de a transfera tracțiunea în structura navei. Carcasa rulmentului axial este similară în construcție cu cea a plăcii de bază a motorului principal, iar rulmentul este lubrifiat de uleiul sistemului principal de lubrifiere a motorului. Materialul arborelui de împingere este, de obicei, din oțel forjat solid.

arbore intermediar:

arborele axial este apoi conectat la un arbore intermediar lung care vine în părți și îmbinat împreună folosind cuplaje forjate solide. Lungimea și numărul arborelui intermediar îmbinate depind de locația motorului principal, deoarece o navă mai mare va avea o distanță mai mare între motorul principal și elice. Materialul arborelui intermediar este, de obicei, din oțel forjat solid.

arborele de coadă:

arborele de coadă, după cum sugerează și numele, este partea finală a aranjamentului arborelui și poartă elicea. Arborele cozii în sine este transportat pe un tub de pupa lubrifiat rulment cu garnituri pe măsură ce se conectează și iese din camera motoarelor navei în largul mării, transportând elicea.

sistemul de lubrifiere poate fi de tip ulei sau apă. Arborele de coadă transmite puterea motorului și unitatea de mișcare către elice. Materialul arborelui cozii este de obicei din aliaj de oțel inoxidabil duplex de înaltă rezistență.

motivul funcționării grele a elicei

o elice este alimentată cu puterea motorului pentru a roti și propulsa nava în direcția dorită. Dacă cantitatea de energie furnizată elicei nu generează aceeași viteză de rotație, elicea este considerată a fi într-o stare de funcționare grea, care se poate datora următorului motiv:

• deteriorarea paletelor elicei
• creșterea rezistenței corpului datorită murdăririi corpului, rezultând o schimbare în wakefield
• în timpul mărilor agitate / grele
• navă care navighează împotriva curentului
• navă care navighează în stare de balast ușor
• navă care navighează în apă puțin adâncă
• navă cu o pupa plat

referințe: Q & a pe motor diesel marin de Stanley g. & arhitectura navală de stuf

s-ar putea dori, de asemenea, pentru a citi:

• înțelegerea butucilor elicei: Proiectare, funcționare și întreținere
• arborele elicei Marine: proiectare și construcție
• înțelegerea proiectării elicei navei
• 10 factori luați în considerare pentru proiectarea eficientă a elicei navei
• 8 Cele mai mari elice ale navei din lume

Disclaimer: opiniile autorilor exprimate în acest articol nu reflectă neapărat punctele de vedere ale Marine Insight. Datele și graficele, dacă sunt utilizate, din articol au fost obținute din informațiile disponibile și nu au fost autentificate de nicio autoritate statutară. Autorul și Marine Insight nu pretind că sunt corecte și nici nu acceptă nicio responsabilitate pentru același lucru. Punctele de vedere constituie doar opiniile și nu constituie orientări sau recomandări cu privire la orice curs de acțiune care trebuie urmat de cititor.

articolul sau imaginile nu pot fi reproduse, copiate, partajate sau utilizate sub nicio formă fără permisiunea autorului și a Marine Insight.