船舶主机选型计算
船舶主机转速 功率计算公式
船舶主机转速功率计算公式
船舶主机的转速和功率计算是船舶工程中的重要问题，它涉及
到船舶动力系统的设计和运行。
船舶主机的转速和功率之间的关系
可以通过以下公式来计算：
功率（kW）= 扭矩（N·m）× 转速（rpm）÷ 9.5488。
其中，功率以千瓦（kW）为单位，扭矩以牛顿·米（N·m）为
单位，转速以每分钟转数（rpm）为单位。
这个公式可以用来计算船
舶主机的输出功率，通常在船舶设计和性能评估中使用。
另外，船舶主机的功率还可以通过以下公式来计算：
功率（kW）= (扭矩（N·m）× 2π × 转速（rpm）) ÷ 60。
这个公式也是用来计算船舶主机的输出功率，其中2π是一个
常数，等于6.2832。
这个公式在工程实际中也经常被使用。
在实际应用中，船舶主机的转速和功率计算还需要考虑到一些
修正系数，比如效率、摩擦损失等因素，这些因素会对最终的功率
产生影响。
因此，在具体的工程计算中，需要综合考虑这些修正因素，以得到更精确的结果。
总之，船舶主机的转速和功率计算是船舶工程中的重要内容，
通过上述公式和修正系数的考虑，可以计算出船舶主机的输出功率，为船舶设计和运行提供重要的参考依据。
船舶动力装置课程设计轴系计算说明书
华中科技大学船舶与海洋工程学院轮机工程专业民用船舶动力装置课程设计轴系计算说明书一、轴系计算(一)、概述本船为内河船，设单机单桨。
主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。
考虑到长江水质较差，泥沙较多，若采用水润滑，则污物可能进入艉轴装置造成堵塞，故润滑方式采用油润滑。
本计算按《CCS钢质内河船舶建造规范》（2009年）（简称《钢内规》）进行。
(二)、已知条件(三)、轴直径的确定根据《钢内规》8.2.2进行计算，计算列表4.1如下：表4.1轴直径计算根据计算结果，取螺旋桨轴直径为 350 mm，中间轴直径为 280 mm。
二、强度校核1.尾轴强度验算轴设计过程中艉轴承、密封装置、联轴节的选型如下：a．艉轴轴承选自东台市有铭船舶配件厂，规格如下：b．油润滑艉轴密封装置选自东台市有铭船舶配件厂，规格如下：c．联轴节采用船厂自制。
尾轴危险段面的确定根据图4-1计算如下：图4-1尾轴管结构简图（1）相关尺寸确定已知L=880mm，L b=440mm，R=350mma螺旋桨轴尾部锥长l=（1.6~3.3）R=2.2*R=780mm，z对于白合金轴承，支撑点到后端面的距离u=0.5L=0.5*880=440mm。
而后密封装置的长度为215mm，再加上适当间距约为60mm，则：螺旋桨轴尾部锥面中心至后轴承中心距离a为：a=780/2+440+215+60=1105mm螺旋桨轴尾部锥面后端面至后轴承中心距离b为：b=1105+780/2=1495mm由布置总图得后轴承的后端面距前轴承中心约为4739mm，则：前后轴承支撑点距离l为：l=4739-440=4299mm因为后轴承后端面距齿轮箱有约7130mm，考虑到齿轮箱的周和联轴节等，法兰端面到前轴承支撑点距离为：d=7130-4299-440-769=2391mm因为联轴节长845mm ，则法兰重心到前轴承支撑点距离为： c=2391-845=1546mm（2）双支承轴承负荷计算： a ．后轴承压力= 15873.21 N式中：g —9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299ma---螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m b —桨毂后端面到后轴承支撑点距离，1.495m c —法兰重心到前轴承支撑点距离，1.546md —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kgq c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/mb ．前轴承总压力⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+++=l a Q l 2b q l c)(l G l 2d l q g B 2c 02c）（B R = 4596.65 N 式中：g —9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299ma---螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m b —桨毂后端面到后轴承支撑点距离，1.495m c —法兰重心到前轴承支撑点距离，1.546md —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kgq c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m1．截面E —E 的弯矩/2a 2L q g 2L R 2L a g Q M 2A cA A AB EE ⎪⎭⎫⎝⎛+⋅⋅-⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅-=- = —63745.48N ·m式中：g —9.81N/kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg a —螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m R A —后轴承支反力，15873.21 N L A —后轴承长度，0.88m q c —轴本身重量产生的均布负荷q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m其中d c 为尾轴直径，350mm 2．截面K －K 的弯矩c2B A B KK 2gq )Q -(R a g Q M g ⋅+⋅⋅-=-= —5093.61N ·m式中：g —9.81N/kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg a —螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m R A —后轴承支反力，15873.21 N q c —轴本身重量产生的均布负荷q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m其中d c 为尾轴直径，350mmK K E E M M -->，取E E M -=—63745.48N ·m 作为计算弯曲力矩。
船舶、主机、螺旋桨的匹配
船舶、主机、螺旋桨的匹配犹民齐现在一般大型船舶均采用重型低速船用柴油机作为推进用主机。
而一般中小型船舶，考虑主机尺度、重量、造价等因素，均采用中、高速船用柴油机作为推进用主机。
尤其是渔船，无一例外均用中、高速柴油机。
为了提高推进效率，这些中、高速柴油机都要通过倒顺减速齿轮箱，将柴油机的转速降低后才传动到螺旋桨。
船舶依靠主机发出的功率，通过一系列传动装置（减速齿轮箱、轴系），带动螺旋桨旋转，产生推力推动船舶前进。
船舶、主机（减速齿轮箱）、螺旋桨三者的匹配，直接影响到船舶航速的高低、螺旋桨效率的高低、燃油消耗的多少（营运经济性好坏）、主机寿命等经济性能。
为了说明这一问题，我们先来明确几个概念上的问题。
1、主机功率：对于船舶主机而言，船舶柴油主机在额定转速下，在主机的规定正常维修周期内，按标准环境条件下连续运转的最大功率，作为连续功率或称为额定功率。
按照钢质海船入籍与建造规范，船用柴油机的标准环境条件是：绝对大气压：0.1Mpa 环境温度：+45℃相对湿度：60% 海水温度：32℃如果一般柴油机厂出厂标定的功率不是按船用标准环境下的额定功率，则在实际使用中要按船用标准环境进行功率修正。
如135柴油机的标定功率就是按大气压力在101.3kPa(760mm水银柱)，环境温度20℃，相对湿度60%时，允许连续12小时运转的有效功率，作为额定功率。
若要求连续运转超过12小时，应按90%的12小时连续运转功率作为持久运转功率（持续功率）使用。
从动力装置设计的角度出发，考虑主机的经济性和维修保养，常对主机的功率扣除一个裕度，以使主机适应因长期运转的功率降低、船舶因长期运转的污底、变形，船舶在风浪中的摇摆颠簸等因素。
对于一般运输船舶常选择10%。
渔船及拖船等因拖带负荷变动较大，常选择15%。
扣除这个裕度后的功率才能作为常用功率。
2、螺旋桨收到功率：主机发出的功率要经过倒顺减速齿轮箱（如果有的话）、中间轴、螺旋桨轴等才能传到螺旋桨。
(完整版)船舶动力装置轴系设计计算
轴系强度计算在推进装置中，从主机（机组）的输出法兰到推进器之间以传动轴为主的整套设备称为轴系。
轴系的基本任务是：连接主机（机组）与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，以实现推进船舶的使命。
当机舱位置确定，主机布置好后，即可考虑轴系设计和布置。
4.1轴系的布置4.1.1 传动轴的组成和基本轴径传动轴一般由螺旋桨轴(尾轴)、中间轴和推力轴，以及将它们相连接的联轴器所组成。
本船因其推力轴承已放置在减速齿轮箱中，所以不设推力轴。
而且本船螺旋桨轴不分段制造，最后本船传动轴组成设计成1根中间轴和1根螺旋桨轴。
轴的基本直径d(mm)应不小于按下式计算的值（考虑到标准化的要求，各轴轴径一般取不小于计算值的整数）d=(4.1)100=100=191.88C mmC=1.0——中间轴的直轴部分，d=mm，取200mm作为设计尺寸。
191.88C=1.27——对于油润滑的且具有认可型油封装置的，或装有连续轴套（或轴承之间包有适当保护层）的具有键的螺旋桨轴d=⨯=243.69mm，设计时取250mm。
191.88 1.27C=1.05——尾尖舱隔舱壁前的尾轴或螺旋桨轴的直径可按圆锥减小，但在联轴器法兰处的最小直径应不小于C=1.05计算所得的值。
d=⨯=201.47mm，即螺旋桨轴在联轴器法兰处的最小191.88 1.05直径应不小于201.47mm。
4.1.2 轴系布置的要求传动轴位于水线以下，工作条件比较恶劣，在其运转时，还将受到螺旋桨所产生的阻力矩和推力的作用，使传动轴产生扭转应力和压缩应力；轴系本身重量使其产生的弯曲应力；轴系的安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力等所产生的附加应力等。
上述诸力和力矩，往往还是周期变化的，在某些时候表现更为突出，例如船舶在紧急停车、颠繁倒车或转弯，或是在大风大浪中受到剧烈纵摇或横摇时，使传动轴所受负荷更大，有时甚至使它产生发热或损坏。
船舶主尺度确定
3船舶主要要素的确定3.1船舶主尺度初估3.1.1船长(Loa&Lpp)船长L是表征船舶大小的最主要的因素之一。
⑴浮力 L的增减，对排水量的影响很大。
当船的各部分重量之后大于排水量时，可以通过加大L来解决重量与浮力的平衡问题，但影响的面较广。
⑵航速 L对船舶阻力有较大影响，在不同的傅劳德数Fn下，Rt及Rr 占总阻力的百分数是变化的。
在对Fn﹤0.25～0.30的低速船舶，可以考虑不使阻力激烈增加而经济上有利的经济船长Le的概念。
⑶总布置包括舱容和甲板面积两个方面，L选小了，布置不下；L选太大了又不紧凑。
所以存在一个满足容积及甲板面积要求的适度L。
⑷操纵性加大L将使船舶全速回转时的直径加大，并使船在曲折和狭窄的航道中航行增加困难，但有利于保持航向稳定性。
⑸经济性这里主要是指船体重量等变化引起的船造价的增减。
增加L将导致船体钢料等重量又加大的增加，如要保持船有相同的载重量，则船的排水量将加大，造价及相应的费用增加。
同时，L的大小又将使船的快速性能不同，会影响到船舶的运营成本。
另外，船长的大小对耐波性、抗沉性和总纵强度等方面的影响也是比较大的。
本船设计过程中，船长的确定主要包括总长度Loa和垂线间长Lpp。
我们通过型船的一些统计，得出来总长与垂线间长一般有以下关系图3-1 Lpp与Loa线性关系y = 0.9795x - 6.5939 R² = 0.9957 （3-1）这是一组线性相关度非常高的数据，所以我们可以根据这个线性回归公式，来估算出垂线间长。
故在任务书给定总长为75米级时，不妨就取Loa=75m，则可以得到相对应的垂线间长Lpp=66.87m。
3.1.2型宽B在满足船宽尺度限制的条件下，选择船宽时首先考虑的基本因素是：浮力，总布置（舱容及布置地位）和初稳性高（上，下限要求）。
最小船宽常由稳性下限调节和总布置要求所决定，这对于小型船舶和布置地位型船尤其是这样。
a. 从布置地位看，增大船宽可增加舱室宽度，加大甲板面积，对船舶的布置及使用一般是有利的。
4.5万吨级浅吃水散货船主机选型比较研究
<div class="article_tit"> 4.5万吨级浅吃水散货船主机选型比较研究 </div> <span>作者 : 詹立魁</span> <p> 散装货轮,集装箱船及油轮是三个最大的主流船型,因此,倍受船东和船厂青睐,这个巨大的市场值得高度重视。
<br>近期,随着原材料需求煤炭、钢铁、铜等的增长对散装货轮的运力要求大大增加了。
尤其经济快速增长的中国,其工业发展对原材料需求激增,钢铁工业发展需要大量铁矿石等大宗散货物的运力,相应的对散装货运输的要求更高,由于散装货物运力不足巳导致散装货轮运费的急剧增加。
因此,尽管世界海上运输尚未走出国际金融危机带来的低谷,但是新增散货船需求市场已是非常活跃,从而带动新造散装货船定单量的提高。
<br/> 世界船用低速柴油机市场一直为MAN B&W、Wartsila-New Sulzer和日本三菱重工三大公司垄断,以生产总功率来说,分别约占57%、33%和10%。
几年来它们的产量之和平均都在总功率的85%以上。
MAN B&W 柴油机有限公司是世界领先的四冲程柴油机生产商和船用大型低速二冲程柴油机设计商。
据?计世界范围的造船高峰期,每 10 条新造的大型远洋运输货轮中,就有 6 条以上的船舶配备了 MAN B&W 二冲程低速十字头柴油机。
在中国每 10 条由中国船厂建造的货轮中,近 8 条船是由 MAN B&W 的柴油机驱动的。
<br/> 14.5万吨级浅吃水散货船设计任务来源 <br/>福建省轮船公司目前服务的各大电厂大多位于长江、珠江和闽江流域,由于航道的特性,要求船舶的吃水最大不超过10.7米。
从我司目前拥有的船型来看,2-3万吨船舶单位成本较4万吨要高,而4.3万吨船舶由于吃水较深,航行于以上流域航道须采取较大幅度减载,如船舶市场上一艘4.3万吨级二手船舶,满载吃水11.22米,净载货量41500吨,每厘米吃水吨TPC51.60吨/CM,扣除油水常数,实际只能载货38000吨左右,亏舱3715多吨,经济效益大打折扣,因此根据航道特点建造浅吃水散货船是提高实载率和经济效益的有效途径。
船舶机械设备计算书
h
4
8
容积系数
ηv
选取
1.1
9
柴油日用舱容积
V
m3
3.0
10
柴油沉淀舱容积
V1
m3
2V
6.0
本船设柴油日用舱两只，容积为:4.16m3+4.3m3。设柴油沉淀舱一个，容积:9.0m3。
3.1.3燃油污油舱
序号
名称
符号
单位
计算公式或来源
数值
1
主机日耗油量
C1
t/day
8.06
2
辅机日耗油量
C2
t/day
3.1.2柴油日用舱容积计算
序号
名称
符号
单位
计算公式或来源
数值
1
主机服务功率
Nez
KW
按100%主机额定功率
1680
2
主机燃油消耗率
gez
g/Kw.h
主机厂提供
200
3
辅机功率
Nef
KW
249
4
辅机燃油消耗率
gef
g/Kw.h
196
5
锅炉燃油耗率
geg
Kg/h
228
6
柴油重度
γ
t/m3
查表
0.9
7
供油时间
5
工作时间
T
h
取
4
6
充填时间
T'
h
取
1
7
柴油输送泵排量
Q
m3/h
2.72
8
柴油输送泵压头
P
MPa
0.33
选用柴油输送泵一台，型号：；流量：5m3/h。压力：0.33Mpa。
L23-30型船舶主机说明书
柴油发动机型号
主机使用的是**[具体型号]** 柴 油发动机，功率输出**[功率值]** 马力，满足**[相关船舶标准]**要 求。
发动机配置
L23-30型主机配备了**[配置信息]**，例如**[具体配置]**，以确保最佳性 能和可靠性。
主机推力性能
主机推力性能是指主机在一定转速和负荷下所能产生的推力大小。推力性能是衡量主机功率和效率的重要指标，直接影响船舶的航速和载重量。
主机机舱布置
L23-30型船舶主机机舱布置设计合理，确保安全高效运行。机舱 空间充足，便于维护保养。主机安装牢固，振动和噪音控制良好 。 机舱内配备完善的监控系统，实时监测主机运行状态。紧急停机 系统和安全装置齐全，保障航行安全。
主机维修保养
定期检查
根据主机使用时间和工作条件进行定期检查和维护，确保所有部件正常运行。
主机安装调试
1
基础准备
首先，检查安装场地是否符合技术要求，确保场地平整，基础
坚固，并具备必要的设施。
2
安装过程
根据主机说明书进行安装，包括固定主机、连接管路、安装仪
表等。
3
调试步骤
调试过程包括系统联调、性能测试、故障排查等，以确保主机
正常运转。
主机使用注意事项
定期保养
定期维护主机，确保其处于最佳工作 状态。
诊断方法
检查仪表盘指示灯、查看故障 代码、分析发动机运行声音、 检查相关传感器数据。
维修步骤
排除故障原因、更换损坏部件 、进行系统调试、确认修复效 果。
注意事项
遵循操作规程、使用专业工具 、注意安全防护、记录维修过 程。
主机技术规范
L23-30 型船舶主机技术规范涵盖了主机设计、制造、材料、工艺等方面的详细要 求。
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2.3.2 机桨匹配计算
主机选型和螺旋桨的设计密切相关。
在设计中要综合考虑船、机、桨的匹配问题，从而选定螺旋桨参数和主机型号。
在主机选型与螺旋桨参数确定的机、桨匹配计算中分为初步匹配设计和终结匹配设计两个阶段。
初步匹配设计：已知船体主尺度、船体有效功率、船舶设计航速、螺旋桨的直径或转速，确定螺旋桨的效率、螺距比、最佳转速或最佳直径及所需主机功率，从而选定主机和传动设备。
终结匹配设计：根据选定的主机的功率、转速、船体有效功率，确定船舶所能达到的最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率。
图谱可参考王国强，盛振邦《船舶原理》P264-P272） 2.3.2.1 初步匹配设计
1．船体主尺度
设计水线长 L WL 垂线间长 L PP 型宽 B 型深 d 设计吃水 T 方形系数 B C 排水量 ∆ 排水体积 ∇ 船舶设计航速 V 2．推进因子的确定
伴流分数 w （1）泰勒公式 （适用于海船）
对单螺旋桨船：05.05.0-=B C w ；对双螺旋桨船：20.055.0-=B C w
（2）巴帕米尔公式（适用于河船）
w D C x
w x
B ∆-∇
⋅
+=3
16.011.0
式中：
对单螺旋桨船：1=x ；对双螺旋桨船：2=x 。
当
2
.0＞n F 时，
)
2.0(1.0-=∆n F w ；当
2
.0≤n F 时，0=∆w 。
推力减额分数 t 对单螺旋桨船：kw t =； 式中：
对流线型舵或反应舵：70.0~50.0=k ； 对方形舵柱的双板舵：90.0~70.0=k ； 对单板舵： 05.1~90.0=k 。
对双螺旋桨船：b aw t +=。
式中：
对采用轴支架：14.0,25.0==b a ；对采用轴包架：06.0,70.0==b a 。
相对旋转效率 r η
对单螺旋桨船：05.1~98.0=r η；对双螺旋桨船：0.1~97.0=r η； 对具有隧道尾船：90.0=r η。
轴系传递效率
s η
对无减速齿轮箱的船：98.0~96.0=s η；对有减速齿轮箱的船：94.0~92.0=s η
3．初步匹配设计计算
初选螺旋桨直径的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-3，根据结果作图2-2-4。
表2-3-3 机、桨初步匹配计算（直径D 给定）（MAU 桨）
初选螺旋桨转速的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-4，根据结果作图2-2-5。
表2-3-4 机、桨初步匹配计算（转速n给定）
根据图2-2-4或图2-2-5，图中P te 曲线与P e 曲线的交点即为所求的螺旋桨的最佳转速或直径，作垂线求的主机功率P s 。
根据所求的的P s 选取主机型号。
如螺旋桨为B 型桨，
螺旋桨直径D 给定，航速V 给定
螺旋桨转速n 给定，航速V给定
1）2.3.2.1终结匹配设计（王国强，盛振邦《船舶原理》P117~P118）及祖庆. 《船舶原理》
P178~P181）
1．船体主尺度
设计水线长 L WL
垂线间长 L PP
型宽 B 型深 d 设计吃水 T 方形系数 B C 排水量 ∆ 排水体积 ∇ 船舶设计航速 V 2．主机主要参数 型号
主机功率
s
P 主机转速 N
旋向 左旋/右旋 减速比 ι 3．推进因子的确定
伴流分数 w （1）泰勒公式 （适用于海船）
对单螺旋桨船：05.05.0-=B C w ；对双螺旋桨船：20.055.0-=B C w （2）巴帕米尔公式（适用于河船）
w D C x
w x
B ∆-∇
⋅+
=3
16.011.0
式中：
对单螺旋桨船：1=x ；对双螺旋桨船：2=x 。
当
2
.0＞n F 时，)2.0(1.0-=∆n F w ；当2
.0≤n F 时，
0=∆w 。
推力减额分数 t 对单螺旋桨船：kw t =；
式中：
对流线型舵或反应舵：70.0~50.0=k ； 对方形舵柱的双板舵：90.0~70.0=k ； 对单板舵： 05.1~90.0=k 。
对双螺旋桨船：b aw t +=。
式中：
对采用轴支架：14.0,25.0==b a ； 对采用轴包架：06.0,70.0==b a 。
船身效率 w t h --=
11η
相对旋转效率 r η
对单螺旋桨船：05.1~98.0=r η；对双螺旋桨船：0.1~97.0=r η； 对具有隧道尾船：90.0=r η。
轴系传递效率
s η
对无减速齿轮箱的船：98.0~96.0=s η；对有减速齿轮箱的船：94.0~92.0=s η
4．终结匹配设计计算
在选定主机后要进行终结匹配设计计算。
具体匹配设计计算计算步骤表格化见表2-3-5，根据结果作图2-2-6。
表2-3-3 机、桨终结匹配计算（MAU 桨）
图2-2-6中以船速V 为横坐标,以
e
P 、D p /、D 、 0η及te P 为纵坐标会出曲线.曲线te P 和e P
的交点
表示该螺旋桨发出的有效的推力功率等于船所遇到的有效功率,船将在该点对应的船速上等速航行。
由图点可得船达到的船速及螺旋桨要素。
上述步骤确定的螺旋桨最佳直径必须小于船尾允许放置的最大直径，如果算出的直径大于最大直径，只能采用最大直径。
如为B 型桨，参考祖庆船舶原理P181。