一种绞沙船推进器结构设计

发布时间：2017-09-14 06:11

  本文关键词：一种绞沙船推进器结构设计

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【摘要】：海洋经济是世界经济增长中重要的一极,船舶产业是海洋经济重要的组成部分。根据实际需求,本课题研究设计一种适合于绞沙工程船的船舶推进器。考虑到全回转推进器采用竖向立轴,螺旋桨可360度转动,在任意方向获得最大推动力,船舶能够急速后退、原地回转、横向移动操作等优势,推进器采用的是全回转推进器。本设计的主要完成工作包括:1、对推进器及船舶产业的分析,根据绞沙船的特征和工程的工作环境、动力需求,确定推进器的选型。根据调研及工程设计经验,确定出推进器的整体设计方案,在方案中,对各环节总体上匹配考虑。2、设计推进器的机械结构,从绞沙船工作要求出发,确定出推进器的功率等技术参数;由船体结构、功率、船重等参数,查阅机械手册,确定出轴部和支撑件参数;接着根据各零部件之间的装配关系,逐一确定其他各零部件参数;最后,通过计算,考虑应力、装配等问题,并设计出箱体、主轴、回转支撑、导流罩、后导流帽等零件。3、设计推进器的控制方案,合适的控制方案将提高系统的效率和整体性能。在保证推进动力,并兼顾控制系统的响应速度和系统的稳定性的情况下,本设计中动力系统采用了液压传动,控制方案则采用传统PID。船舶上存在着较强的磁场信号,考虑到PLC比普通单片机更加适应强磁场环境,为保证系统的可靠性能,控制方案采用了PLC实现。4、进行CAE仿真分析、计算和验证,CAE仿真能够对零部件的静态和模态性能进行了分析和对比,从而提高了设计的可靠性。仿真和分析结果表明本课题设计的零部件满足绞沙船推进器的静态应变力和模态变化要求。
【关键词】：绞沙船 全回转推进器 PLC PID CAE
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.4
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-12
• 第一章 绪论12-15
• 1.1 研究意义12-13
• 1.2 研究现状13
• 1.3 研究内容13-15
• 第二章 系统方案设计15-21
• 2.1 绞沙船及全回转推进器概述15-19
• 2.1.1 绞沙船及分类15-17
• 2.1.2 全回转推进器17-19
• 2.2 系统整体设计方案19-20
• 2.2.1 主体参数分析19
• 2.2.2 设计方案及方法论证19-20
• 2.3 设计步骤20-21
• 第三章 推进器机械系统设计21-32
• 3.1 全回转推进器传动原理及方案21-22
• 3.2 零件设计22-25
• 3.2.1 轴系力学分析22
• 3.2.2 轴系详细设计22-25
• 3.3 导流罩设计25-27
• 3.4 装配设计27-29
• 3.4.1 零部件设计27-28
• 3.4.2 零部件安装28-29
• 3.5 密封、润滑及防腐处理29-32
• 3.5.1 密封工艺29-30
• 3.5.2 整体润滑30-31
• 3.5.3 防腐处理31-32
• 第四章 推进器控制系统设计32-49
• 4.1 推进器动力系统32-41
• 4.1.1 动力系统选配32-35
• 4.1.2 姿态控制设计35-39
• 4.1.3 信号检测装置39-41
• 4.2 PID 控制器设计41-45
• 4.2.1 自动控制理论发展历史41
• 4.2.2 PID控制算法41-43
• 4.2.3 控制算法设计43-45
• 4.3 PLC控制及其实现45-49
• 4.3.1 PLC系统及原理45-46
• 4.3.2 PLC控制实现46-49
• 第五章 推进器仿真设计及分析49-59
• 5.1 软件简介49-50
• 5.2 主要分析对象及相应软件50-51
• 5.3 静态和模态分析51-56
• 5.3.1 静态分析51-53
• 5.3.2 模态分析53-56
• 5.4 全回转推进器水动力性能56-59
• 第六章 总结和展望59-61
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 发表论文65-66
• 致谢66-67
• 附录A 全回转推进器总装67-68
• 附图B 推进器部件图68-69
• 附图C 部分零部件图纸69-70
• 附图D 液压系统图70

【参考文献】

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本文编号：848327