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¿Cómo hacer coincidir el motor, la caja de cambios y la hélice de la manera más razonable?

Por Ruby December 21st, 2022 vistas 332
¿Cómo hacer coincidir el motor, la caja de cambios y la hélice de la manera más razonable?
Hoy hablaré sobre la combinación de la hélice y la máquina. Aunque este asunto es trabajo de un instituto de diseño o de un astillero, es mejor que entiendas un poco.

Ahora, en general, los barcos grandes utilizan motores diesel marinos de baja velocidad para trabajo pesado como potencia de propulsión.
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Barcos pequeños y medianos, generalmente se utilizan motores diesel marinos de velocidad media y alta. Especialmente los barcos de pesca, sin excepción, son motores diesel de velocidad media y alta.

Para mejorar la eficiencia de la propulsión, todas estas máquinas de velocidad media y alta pasan por la caja de cambios de reducción inversa. Después de reducir la velocidad del motor diesel, se transmite a la hélice.

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El barco depende de la potencia del motor principal a través de una serie de transmisiones (caja de cambios de reducción, ejes) para hacer girar la hélice y generar empuje para impulsar el barco hacia adelante.
Barcos, motores principales (cajas reductoras), hélices. La combinación de los tres afecta directamente la velocidad del barco, la eficiencia de la hélice, la cantidad de consumo de combustible (economía), la vida útil del anfitrión y otro rendimiento.
Para ilustrar este problema hay que aclarar varios conceptos:

1. Poder anfitrión
Para el motor principal del buque, la potencia máxima del motor principal del buque a la velocidad nominal, dentro del período de mantenimiento normal especificado del motor principal y en condiciones ambientales estándar, se considera potencia continua o potencia nominal.

Si la potencia calibrada de fábrica del motor principal no es la potencia nominal según el entorno marino estándar, debe corregirse de acuerdo con el entorno marino estándar en uso real.
Desde la perspectiva del diseño de la planta de energía, considerando la economía y el mantenimiento del motor principal, generalmente es necesario dejar un margen para la potencia del motor principal, para que el motor principal pueda adaptarse a la reducción de potencia debido a cambios a largo plazo. operación, y la contaminación y deformación del barco después de un uso a largo plazo. Factores como el vaivén y la turbulencia del barco en el viento y las olas.
Para los buques de transporte general, a menudo se selecciona un margen del 10 %;
Para condiciones de carga pesada, como barcos de pesca y remolcadores, a menudo se selecciona un margen del 15%.
El poder después de deducir este margen se puede utilizar como el poder habitual.

2. Hélice recibió potencia:
La potencia emitida por el motor principal solo se puede transmitir a la hélice a través de la caja de cambios de reducción inversa, el eje intermedio, el eje de la hélice, etc. Las cajas de cambios, ejes, etc. La bomba de aceite de transmisión de la caja de cambios también perderá una parte de su potencia. Estos se denominan eficiencia de transmisión.

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3. Velocidad nominal del motor principal:
Es la velocidad a la que el motor diésel emite la potencia nominal para un funcionamiento continuo en condiciones ambientales estándar.

4. Velocidad de prueba:
Cuando el barco está en prueba, en mar en calma, la fuerza del viento no es mayor que el nivel 2 de Beaufort, canal de aguas profundas, y la velocidad promedio de la velocidad horizontal hacia adelante y hacia atrás a la velocidad nominal del motor principal.

Se aclaran los conceptos anteriores, luego podemos discutir cómo hacer coincidir el barco, el motor y el remo.

Para barcos generales, cuanto menor sea la velocidad de la hélice, cuanto mayor sea el diámetro, más eficiente será la hélice.
Por lo tanto, generalmente se utilizan barcos con motores diesel de velocidad media y alta como motor principal. La velocidad de la hélice debe reducirse mediante una caja reductora, para aumentar el diámetro de la hélice.

Pero esto no es absoluto. El diámetro de la hélice no se puede aumentar a ciegas. Debe haber un cierto espacio apropiado entre él y el casco. Si el espacio es demasiado pequeño, el casco vibrará y afectará el funcionamiento normal del equipo. En serio, incluso afecta la resistencia estructural del casco y las soldaduras se agrietan.

Para un determinado barco, la potencia del motor principal y la velocidad de la hélice, existe un diámetro óptimo con la mayor eficiencia. Generalmente, cuando se diseña una hélice, se selecciona el diámetro óptimo para el diseño. A veces, el diámetro óptimo es demasiado grande y no se puede usar debido a la limitación de la estructura del casco, calado, etc., por lo que se debe usar el "diámetro limitado" para el diseño. Si el "diámetro limitado" no es muy diferente del diámetro óptimo y tiene poco efecto sobre la eficiencia, el "diámetro limitado" también se puede utilizar para el diseño. Si la diferencia es grande y la eficiencia de la hélice se reduce considerablemente, se debe seleccionar la velocidad óptima de la hélice bajo la condición del diámetro máximo permitido por la estructura para mejorar la eficiencia de la hélice.

Ahora, algunas personas piensan que cuanto mayor sea la relación de reducción de la caja de cambios, mejor, algunos barcos de pesca han usado 9.5: 1-12: 1. Después de todo, los barcos de pesca tienen cascos más pequeños que los barcos de carga, el calado es poco profundo y el diámetro de la hélice es limitado. Aumentar ciegamente la relación de reducción no solo aumenta el costo de la caja de reducción, sino que tampoco puede lograr la mejor eficiencia de la hélice. Por lo tanto, no importa qué tipo de barco, lo mejor es elegir el diámetro óptimo y la velocidad óptima de la hélice en la etapa de diseño preliminar del barco.

Bajo las condiciones permitidas por la estructura de popa, seleccione el diámetro de hélice más grande y luego seleccione la velocidad de rotación óptima debajo de este diámetro, para determinar la relación de velocidad de la caja de cambios.
Tenemos que tratar con institutos de diseño de barcos y astilleros durante la construcción naval. Los ingenieros profesionales le darán el plan más razonable para calcularlo.
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