Propeller, typer av propellrar och konstruktion av propellrar

en propeller är en roterande fläktliknande struktur som används för att driva fartyget genom att använda den kraft som genereras och överförs av fartygets huvudmotor.

den överförda kraften omvandlas från rotationsrörelse för att generera en dragkraft som ger fart till vattnet, vilket resulterar i en kraft som verkar på fartyget och skjuter det framåt.

ett fartyg drivs på grundval av Bernoullis princip och Newtons tredje lag. En tryckskillnad skapas på fram-och aktersidan av bladet och vatten accelereras bakom bladen.

drivkraften från propellern överförs för att flytta fartyget genom ett transmissionssystem som består av en rotationsrörelse som genereras av huvudmotorns vevaxel, mellanaxel och dess lager, akterrörsaxel och dess lager och slutligen av propellern själv.

ett fartyg kan utrustas med en, två och sällan tre propellrar beroende på fartygets hastighet och manövreringskrav.

material och konstruktion av Propeller

Marina propellrar är tillverkade av korrosionsbeständiga material eftersom de görs i drift direkt i havsvatten som är en korrosionsaccelerator. De material som används för att göra Marina propeller är en legering av aluminium och rostfritt stål.

andra populära material som används är legeringar av nickel, aluminium och brons som är 10~15% lättare än andra material och har högre hållfasthet.

propellerns konstruktionsprocess innefattar att fästa ett antal blad på navet eller chefen genom svetsning eller smide i ett stycke. Smidda blad är mycket tillförlitliga och har större styrka men är dyra jämfört med svetsade.

en marinpropeller är konstruerad av sektioner av helikoida ytor som verkar tillsammans för att rotera genom vattnet med en skruveffekt.

typer av propellrar

propellrar klassificeras på grundval av flera faktorer. Klassificeringen av olika typer av propellrar visas nedan:

A) klassificering efter antal bifogade blad:

propellerblad kan variera från 3 bladpropeller till 4 bladpropeller och ibland till och med 5 bladpropeller. De vanligaste är dock 3 blad och 4 bladpropeller.

de vanligaste är dock 4 blad och 5 bladpropeller.

propellerns effektivitet kommer att vara högst för propeller med ett minimum antal blad, dvs 2 bladpropeller. Men för att uppnå styrka faktor och med tanke på de tunga laster som utsätts av fartyget, havet och väder tvåbladiga propellrar används inte för handelsfartyg.

3 blad Propeller

en 3 blad propeller har följande egenskaper:

• tillverkningskostnaden är lägre än andra typer.
• består normalt av aluminiumlegering.
• ger en bra höghastighetsprestanda.
• accelerationen är bättre än andra typer.
• låg hastighet hantering är inte mycket effektiv.

4 Bladpropeller

en 4-bladspropeller har följande egenskaper:

• tillverkningskostnaden är högre än 3-bladpropellerna.
• 4 bladpropellrar består normalt av legeringar av rostfritt stål.
• har bättre styrka och hållbarhet.
• ger bra låg hastighet hantering och prestanda.
• har en bättre hållkraft i grovt hav.
• 4 blad propeller ger en bättre bränsleekonomi än alla andra typer.

5 blad propeller

en 5 blad propeller har följande egenskaper:

• tillverkningskostnaden är högre av alla.
• Vibration är minimal från alla andra typer.
• 5 bladpropellrar har bättre hållkraft i grovt hav.

6 blade propeller

• tillverkningskostnaden är hög
• vibrationer är minimal från alla andra typer.
• 6 bladpropellrar har bättre hållkraft i grovt hav.
• med sexbladig propeller minskar det inducerade tryckfältet över propellern

stora containerfartyg är huvudsakligen utrustade med 5 eller 6-bladiga propellrar.

B) klassificering efter bladets tonhöjd:

propellerns tonhöjd kan definieras som den förskjutning som en propeller gör för varje full varv på 360 . Klassificeringen av propellrarna på grundval av tonhöjd är som följer.

fast Pitch Propeller

bladen i fast pitch propeller är permanent fästa vid navet. Propellrarna med fast tonhöjd är gjutna och bladens position och därmed stigningens position är permanent fixerad och kan inte ändras under operationen. De är normalt gjorda av kopparlegering.

fasta propellrar är robusta och pålitliga eftersom systemet inte innehåller någon mekanisk och hydraulisk anslutning som i kontrollerad Pitch Propeller (CPP). Tillverknings -, installations-och driftskostnaderna är lägre än CPP-typ (controlled pitch propeller). Manövrerbarheten hos propeller med fast tonhöjd är inte heller lika bra som CPP.

denna typ av propellrar är monterade i ett fartyg som inte har goda krav på manövrerbarhet.

styrbar Pitch Propeller

i styrd Pitch typ propeller, är det möjligt att ändra tonhöjden genom att rotera bladet runt sin vertikala axel med hjälp av mekanisk och hydraulisk arrangemang. Detta hjälper till att köra framdrivningsmaskineriet vid konstant belastning utan omvänd mekanism som krävs eftersom tonhöjden kan ändras för att matcha det önskade driftsförhållandet. Därmed förbättras manövrerbarheten och motorns effektivitet ökar också.

denna nackdel inkluderar möjligheten till oljeförorening eftersom hydrauloljan i chefen som används för att kontrollera tonhöjden kan läcka ut. Det är ett komplext och dyrt system från både installation och drift. Dessutom kan tonhöjden fastna i ett läge, vilket gör det svårt att manövrera motorn.

Läs Också: Styrbar Pitch Propeller (CPP) Vs fast Pitch Propeller (FPP)

propellerns effektivitet för CP-propellern är dock något lägre än samma storlek FP propeller på grund av det större navet för att rymma bladhöjningsmekanismen och rörledningarna.

Propellerdimension: som en allmän regel kommer en propell med större diameter att vara effektivare. Men propellerns verkliga dimension beror på vilken typ av fartyg den kommer att användas för och följande faktorer:

1. Akterkroppskonstruktion och utformning av fartyget
2. Frigöringskrav mellan fartygets spets och skrov
3. fartygets allmänna ballasttillstånd. För tankfartyg och bulkfartyg kommer propellerstorleken att vara liten jämfört med containrar
4. fartygets designdrag

Propellerdimension ungefärligt värde

• för containerfartyg d / d = 0,74
• för bulkfartyg och tankfartyg d/d = 0.65

där propellerns d-diameter, D-design drag

hur fungerar en fartygspropeller?

för fordon som körs på land är drivsystemet som driver dem annorlunda. I dessa system driver motorn axeln som är fäst vid fordonsdäcket för att röra sig framför fordonets kaross. För fartyg som förflyttas i vatten finns det dock inga sådana däck eller ytor där de kan rida.

fartyget förskjuts i vattnet och propellern används för att driva fartyget framåt eller bakåt, beroende på propellerns rotationsriktning eller stigning. Fartygets motor är ansluten till fartygets propeller via axelarrangemang.

när motorn roterar propellern bildar de utstrålande bladen som är inställda på en viss stigning en spiralformad spiral, som liknar en skruv. Medan du gör detta omvandlar den rotationskraften till dragkraft som är linjär i naturen.

denna linjära dragkraft kommer att verka på vatten så att när propellerbladen roterar skapar det trycket mellan ytan framför och bakom den. Därför accelereras en massa vätska i en riktning och skapar en reaktiv kraft som hjälper kroppen fäst vid propellern (vilket är fartyget) rör sig framåt.

för att fartyget ska röra sig i omvänd riktning roteras motorn och därmed propellern moturs. Detta kommer att vända dragkraften och fartyget kommer att röra sig bakåt. Motorn i FP-propellern är dock alltid konstruerad för medurs rotation när du seglar framåt, vilket innebär att förlänga driften i akterriktningen inte är effektiv.

för fartyg som är utrustade med CP-propeller påverkas inte motorriktningen, varför fartygets akterut effektivitet är bättre än för en propeller med fast tonhöjd.

typer av propelleraxel

fartygsmotorn är ansluten till propellern via olika axlar kopplade ihop, som kan namnges som:

1. Tryckaxel
2. mellanaxel
3. Svansaxel

Tryckaxel:

motorns vevaxel ansluts först till tryckaxeln som passerar genom trycklagret vars huvudsakliga funktion är att överföra tryckkraften till fartygets struktur. Höljet på trycklageret är liknande i konstruktion som huvudmotorns sängplatta och lagret smörjs av huvudmotorns smörjsystemolja. Materialet i tryckaxeln är vanligtvis fast smidd götstål.

mellanaxel:

tryckaxeln ansluts sedan till en lång mellanaxel som kommer i delar och sammanfogas med fasta smidda kopplingar. Längden och antalet mellanliggande axel sammanfogade beror på placeringen av huvudmotorn som ett större fartyg kommer att ha mer avstånd mellan huvudmotorn och propellern. Materialet i mellanaxeln är vanligtvis fast smidd götstål.

Svansaxel:

Svansaxeln, som namnet antyder, är änddelen av axelarrangemanget och bär propellern. Själva svansaxeln bärs på ett smurt akterrörlager med tätningar när det ansluter och sticker ut ur fartygets maskinrum i det öppna havet och bär propellern.

smörjsystemet kan vara av oljebaserad eller vattentyp. Svansaxeln överför motorns kraft och rörelse till propellern. Materialet i svansaxeln är vanligtvis höghållfast duplex rostfritt stållegering.

orsak till kraftig körning av Propeller

en propeller levereras med motoreffekt för att rotera och driva fartyget i önskad riktning. Om mängden effekt som ges till propellern inte genererar samma varvtal, propellern anses vara i ett tungt löpande tillstånd som kan bero på följande skäl:

• skador på propellerblad
• ökning av skrovmotstånd på grund av skrovfouling vilket resulterar i en förändring i wakefield
• under grovt / tungt hav
• fartyg som seglar mot strömmen
• fartyg som seglar i lätt ballastförhållande
• fartyg som seglar i grunt vatten
• fartyg med platt akter

referenser: Q & a på marin dieselmotor av Stanley g. & marinarkitektur av vass

du kanske också vill läsa:

• förstå propellernav: Design, funktion och underhåll
• Marine propelleraxel: Design och konstruktion
• förstå design av Fartygspropeller
• 10 faktorer som beaktas för effektiv Fartygspropeller Design
• 8 största Fartygspropeller i världen

ansvarsfriskrivning: författarnas åsikter som uttrycks i denna artikel återspeglar inte nödvändigtvis synpunkterna på Marine Insight. Data och diagram, om de används, i artikeln har hämtats från tillgänglig information och har inte verifierats av någon lagstadgad myndighet. Författaren och Marine Insight hävdar inte att det är korrekt eller tar något ansvar för detsamma. Åsikterna utgör endast åsikterna och utgör inte några riktlinjer eller rekommendationer om någon åtgärd som ska följas av läsaren.

artikeln eller bilderna kan inte reproduceras, kopieras, delas eller användas i någon form utan tillstånd från författaren och Marine Insight.