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1、1,1,1,第六章 船舶动力装置设计,- 船舶动力装置设计的观点、内容与程序 一、设计观点 二、设计内容与程序 - 船舶动力装置设计发展概况 一、船舶动力装置计算机辅助设计 二、船舶动力装置优化设计,2,2,2,- 总体设计应考虑的几个问题 一、可靠性与机动性 二、经济性 三、辅锅炉与电站 四、振动与噪声 - 机舱中机械设备的布置与规划 一、机舱的位置及尺寸 二、机舱布置的原则及要求 三、机舱布置的方法与步骤 四、机舱布置实例,第六章 船舶动力装置设计,船舶动力装置设计是一个复杂的有联系的工程设计，应采用系统分析的方法进行。其逻辑过程是：,(1)建立目标 为某船设计的船舶动力装置，其燃料耗费与
2、初投资费均较低，性能可靠优良，符合设计任务书要求。 (2)决定约束条件 既航速、航区、续航力、油种及船舶主尺寸的约束。 (3)明确政策与制订计划 即明确国家燃料政策、国家规定的船舶入级与建造规范、防污染公约及其它有关法令、标准等，并在此基础上制定工作计划。 (4)了解系统设计要求 对船舶动力装置在可靠性、经济性及机动性等方面和船东的具体设计要求必须了解清楚。 (5)方案选择 对船舶动力装置主机选型、传动型式、轴系设计、电站配置、管系设备设计与机舱布置等进行不同方案的论证、权衡与选择比较。 (6)最优方案确定 从各技术经济指标出发，参照船东要求，对各个方案进行优选、最终确定最优方案。 (7)详细
3、设计计算 对所选择的最优方案，进行各部分内容的详细设计计算。 (8)分析评估 对整个设计从性能及各种指标方面子以评估。如果满意的话，即可投入生产设计进行生产，设计完成。若不满意的话，则必须重复前述过程予以修改，直到满意为止。,4,4,4,- 船舶动力装置设计的观点、内容与程序,主推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械以及遥控自动化设备，它们在功能上是一个有着密切联系相互影响、相互制约的综合体，是一个有组织，并且有共同功能目的的复杂整体。,第六章 船舶动力装置设计,一、设计观点 正确的设计观点应该是全局和综合的观点，相关和协调的观点，以及优化的观点。 1.全局和综合观点：就是在设计一个部
4、件或总体设计时，要综合分析研究各重要因素对船舶基本特性的影响。 2.相关和协调的观点：就是要科学地分析多种情况下的相互关系特点而作出决定 3.优化的观点：选择影响全局的最优点和形成最优化边界条件的分析和计算，使所设计的动力装置具有最佳的综合效果。,第六章 船舶动力装置设计,- 船舶动力装置设计的观点、内容与程序,6,6,6,- 船舶动力装置设计的观点、内容与程序,二、设计内容与程序 通常，在船舶产品技术任务书确定后即可开展各项设计工作。根据我国的具体情况，船舶设计可分为初步设计、详细设计、生产设计、和完工文件编制四个阶段。 *.方案设计船舶总布置图、说明书（船、机、电）主要设备明细表 1.初步
5、设计 2.详细设计 3.生产设计,第六章 船舶动力装置设计,7,7,7,初步设计的主要内容,初步设计初步设计是根据已经批准的技术任务书(或确认的意向书技术附件)进行该项产品的总体方案设计，其任务是为签定造船台同提供必要的技术文件，并为某些订货期较长的主要设备提供订货清单，同时待合同签订后为后续设计工作提供必要的技术条件及依据。通过本阶段的设计工作，应确定船舶总体性能和主要技术指标，包括该项产品的基本技术形态、工作原理、主要参数、主要结构及主要设备选型等重大技术问题，一般来说，本阶段前期所完成的合同技术文件应包括较详细的技术规格说明书，总布置图，中剖面图和主要设备及材料选型、厂商表等，这些文件连
6、同协商一致的修改意见作为造船订货合同的附件。,返回,第六章 船舶动力装置设计,对动力装置设计而言，此时应对主机、发电机、锅炉、起货机等主要机械设备，以及传动装置和主要系统的选型进行计算和必要的方案论证，绘制各方案的机舱布置图、轴系布置图和主要系统原理图，提出包括自动化部分在内的论证说明书，主要机械设备估算书及规格和厂商表等。,第六章 船舶动力装置设计,- 船舶动力装置设计的观点、内容与程序,9,9,9,详细设计的主要内容,详细设计是根据造船合同和用户认可的初步设计及协商一致的修改意见，按照必须遵循的有关船舶规范、规则和公约等项规定，通过各专业项目的设计、计算和关键图纸的绘制，解决设计中的基本和
7、关键技术问题，最终确定船舶的全部技术性能，各项重要材料和设备的选型及订货要求，以及相应的技术要求和标准等。,返回,第六章 船舶动力装置设计,通过本阶段的设计工作，应完成验船部门(船级社)所规定送审的全部图纸和技术文件(完工文件除外)；应按合同规定的要求提交用船部门认可的图纸和技术文件(生产设计文件除外)；同时，应为工厂生产准备提供所需的材料及设备清单，并为生产设计提供必要的技术条件和依据。因此，在本阶段的动力装置设计工作中，除应完成船舶轮机的全部技术性能的设计和计算外，还应按照送审要求完成部分施工图纸的绘制，同时应为满足工厂订货要求提供国内和国外设备明细表及厂商表等。,第六章 船舶动力装置设计
8、,详细设计的主要内容,11,11,生产设计的主要内容,船舶产品设计，通过上述各阶段的工作，解决了应该造什么样船的问题，而怎样建造这种船的问题，则是生产设计阶段应完成的任务。所以，生产设计是在送审合格或认可的详细设计基础上，根据承建厂的具体施工条件和管理体制，为船厂提供指导施工和组织施工的全部施工图纸和技术及管理文件。这种图纸和文件应体现设计、生产、管理信息的一体化，从而使得船舶建造这样一种以劳动密集型为主的大型装配作业，得以高效、优质和有条不紊地展开。,第六章 船舶动力装置设计,11,生产设计图纸与一般施工图纸的主要区别是：不仅应指出施工的技术要和施工程序，而且应明确规定其所在区域的编号，材料
9、及工时定额、计划进度要求等，使施工人员从中可以了解自己应当干什么、如何去干、何时干完，以及在什么地方于等细节。,13,13,13,设计过程,审查,审查,审查,审查,交船,或停止,No,OK,或终止,No,OK,谈判,No,OK,OK,No,第六章 船舶动力装置设计,14,14,14,- 船舶动力装置设计发展概况 一、船舶动力装置计算机辅助设计,随着计算机技术水平的发展，系统分析理论和计算方法不断完善 船舶动力装置的设计也将从传统的手工设计计算绘图逐渐发展成计 算机辅助设计和系统优化设计。 一、船舶动力装置电子计算机辅助设计 船舶动力装置计算机辅助设计是用系统分析的观点，用计算机做为辅助工具进行
10、动力装置设计的一种先进设计方法。为使设计人员更迅速而有效地提高设计质量，加快设计进度，避免设计中的重复计算以及在判断上易于出错等人为弱点，经过造船界的科技人员不断努力，已经研制了一系列计算机辅助船舶动力装置设计系统，且已在实际设计与生产中逐步推广应用。相信随着造船技术的不断提高与完善，将会出现更完备的动力装置计算机辅助设计系统。,第六章 船舶动力装置设计,15,15,15,(一)船舶动力装置设备选型集成系统 单项选型计算程序 单项数据库 (二)船舶轴系设计程序系统 (1)扭转振动计算模块 (2)纵向振动计算模块 (3)回旋振动计算模块 (4)校中计算模块 (三)船舶管路程序集成系统 (1)计算
11、机管路布置模块 (2)管子零件计算与绘图模块 (3)管材统计模块 船舶综合计算机辅助设计系统,一、船舶动力装置计算机辅助设计,第六章 船舶动力装置设计,16,16,16,在船舶动力装置设计中，如何选取合理的设计参数，使装置效率最高、油耗最小、材料最省；在机舱管系布置设计中，如何使所选设备容量最小，管路最短，而又能满足设计要求；在轴系布置中又如何使轴承布置的间距最短，才能使轴承负荷小而均匀，如此等等都属于优化设计问题。 研究和开发更多更适合我国船舶事业发展的优化设计集成系统。,二、船舶动力装置优化设计,第六章 船舶动力装置设计,17,17,17,在船舶动力装置总体设计时，除满足设计任务书的要求和
12、相应规范外，以下几个问题也必须给予应有的重视和考虑。 一、可靠性与机动性 二、经 济 性 (一)提高装置的推进效率 (二)提高装置热效率 (三)改进船舶操纵，实行经济航行。 (四)努力降低建造成本。 三、辅锅炉与电站 （一)辅锅炉 (二)电站,- 总体设计应考虑的几个问题,第六章 船舶动力装置设计,18,18,18,计算电站负荷一般有需用系数法。统计回归经验公式法和三类负荷法。其中，三类负荷法比较准确，因此较常用，常依据表63l进行计算，计算步骤为： (1)统计表中全部电动机和各种设备的数量及其电功率。 (2)因船舶运行的状态不同，用电负荷也不相同，因此，将其区分为航行、进出港、靠离码头、停泊
13、、正常作业以及应急等不同工况。 (3)将各种用电设备按不同工况分为三类： 第1类负载连续使用的负荷； 第类负载短时或重复短时使用的负载； 第类负载偶然短时使用的负载以及按操作规程可以在电源高峰负载时间以外使用的负载。,计算电站负荷的一般方法,第六章 船舶动力装置设计,19,19,19, 类 负 荷,舵 机、起货机、起锚机、绞 盘、主淡水冷却泵、主海水冷却泵、主机滑油循环泵、主机喷油器冷却泵、废气涡轮滑油泵、主机燃料油循环泵、汽轮发电机凝水泵、锅炉燃油泵、锅炉鼓风机、消防总用泵、消防泵、货油泵、冷藏货舱压缩机、冷却泵、盐水接力泵、货舱通风机、机舱通风机、C02室抽风机、冷藏机舱送风机、抽风机、厨
14、房送风抽风机、浴室、厕所抽风机、照明设备、助航通信用变流机,第六章 船舶动力装置设计,20,20,20, 类 负 荷,燃油离心分油机、轻柴油分油机、滑油离心分油机、燃料油驳运泵、轻柴油输送泵、滑油输送泵、舱底水泵、压载水泵、日用淡水泵、卫生水泵、饮水泵、热水循环泵、蒸发器凝水泵、蒸发器给水泵、主空压机、油炉鼓风机、空调压缩机、空调淡水泵、空调送风机、伙食冷库压缩机、电动锅炉给水泵、电动锅炉强制循环泵、充电机组、无线电、雷 达 类 负 荷 主机盘车机、机舱起吊机、车 床、刨床砂轮机、钻 床、电焊机、救生艇吊艇机、舷梯起吊机、探照灯,第六章 船舶动力装置设计,21,21,21,当机器本身的平衡问题
15、最终没有得到全面彻底解决时，振动问题依然存在。这时，判别它在实际应用中所产生的不良效果的程度以及如何避免或减轻其危害性，这就是动力装置设计者的任务。 船舶推进轴系的振动有三种基本型式：即扭转振动、回旋振动和纵向振动，其中以扭转振动最为常见。 “船规”对轴系扭振作出了明确规定 目前，解决推进轴系危险共振的措施主要有三类 (1)调频避振。 (2)平衡外干扰，减少输入系统能量。 (3)增加系统阻尼来降幅减振。,四、振动与噪声（振动）,第六章 船舶动力装置设计,22,22,22,四、振动与噪声（噪声）,产生噪声的原因是由于气体高速流动产生的气动噪声和振动冲击过程中产生的振动冲击噪声。在柴油机动力装置中
16、产生较大噪声的机械有中、高速柴油机、柴油机的增压器、高速鼓风机、减速齿轮箱、齿轮泵、活塞式空气压缩机等。减少机舱噪声对人员的影响，首先是选用低噪声的机械设备，以减低声源的声级。对于既有的噪声，则可在传播途径中采用声学处理，如设置吸声、隔声和隔振设备来减弱噪声的影响和传播。 船上降低和消除噪声有害干扰的措施有： (1)吸声降噪（2)隔声降噪（3)隔振降噪。（4)阻尼降噪。（5)采用进、排气消声器来控制发动机的进、排气噪声。,第六章 船舶动力装置设计,23,23,23,一、机舱的位置及尺寸 决定机舱位置的主要因素有两个方面：1是船舶的总布置规划要求，2是动力装置本身的要求。对于一般民用运输船舶来说机舱通常位于船的中部或尾部。近代趋势，除客船外，在尾部的占绝大多数。 重心、轴系、容积、尺度的确定。 二、机舱布置的原则及要求 机舱布置的原则及要求大致有如下几点： 1倾斜、摇摆
