Roda Gigi, Kopling
Bab 6 Propeller
C. Dimensi dan Desain Propeller 1. Simbol dan istilah
A [mm2] Luas efektif dari suaian kerut (luas permukaan efektif tirus)
B [mm] Lebar daun berkembang dari bagian silinder pada jari-jari 0,25 R, 0,35 R dan 0,6 R dalam tampilan diperluas
cA [-] Koefisien untuk sendi susut
= 1,0 untuk mesin diesel bergigi (bergigi reduksi) dan mesin turbin serta untuk penggerak motor listrik
= 1,2 untuk penggerak mesin diesel langsung CG [-] Faktor ukuran sesuai dengan rumus (2)
CDyn [-] Faktor dinamis sesuai dengan rumus (3)
CW [-] Nilai karakteristik bahan untuk bahan propeller seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6.1, berhubungan dengan kekuatan tarik minimum Rm dari bahan propeller di mana kekuatan lelah yang cukup di bawah tekanan tekuk bergantian menurut B.1 terbukti.
C [-] Ketirusan ujung poros
= Perbedaan diameter Panjang t
tirus irus
Tabel 6.1 Nilai Karakteristik bahan Cw
Bahan Deskripsi1) Cw
Cu 1 Cu 2 Cu 3 Cu 4
Kuningan mangan cor Nikel mangan kuningan cor Perunggu aluminium nikel cor Perunggu aluminum mangan cor
440 440 590 630 Fe 1
Fe 2 Fe 3 Fe 4 Fe 5 Fe 6
Baja cor tanpa paduan Baja cor paduan rendah
Baja krom martensitic cor 13/1-6 Baja krom martensitic cor 17/4
Baja cor ferritic-austenitic cast steel 24/8 Baja cor austenitic 18/8-11
440 440 600 600 600 500
1) Untuk komposisi kimia dari paduan, lihat Bab 1, Kapal Samudra, Volume V, Peraturan untuk Bahan, dan Volume VI, Peraturan untuk pengelasan.
d [mm] Diameter lingkaran pitch daun atau baut penambat propeller di [mm] Diameter dalam poros
dk [mm] Diameter pangkal daun atau baut penambat propeller D [mm] Diameter propeller
= 2 • R
dm [mm] Diameter rata-rata tirus
DN [mm] Diameter rata-rata luar hub propeller
e [mm] Rake daun ke buritan sesuai dengan Gambar 6.1
= R • tan ε
ET [-] Faktor stimulan thrust sesuai dengan rumus (5) EN [N/mm2] Modulus elastisitas untuk bahan hub
EW [N/mm2] Modulus elastisitas untuk bahan poros f,f1,f2 [-] Faktor dalam rumus (2), (4) dan (10)
H [mm] Sisi tekan pitch dari daun propeller di jari-jari 0,25 R, 0,35 R dan 0,6 R Hm [mm] Tekanan efektif rata-rata pitch sisi untuk pitch dengan radius bervariasi
=
, , , R B H
R B
R, B dan H adalah pengukuran yang sesuai dari berbagai bagian.
k [-] Koefisien untuk berbagai bentuk profil sesuai dengan Tabel 6.2
KN [-] Rasio diameter hub m
N
d
D
KW [-] Rasio diameter poros i m
d
D
LM [mm] 2/3 dari bagian sis pendahulu dari lebar daun di 0,9 R, tapi setidaknya 1/4 dari total lebar daun di 0,9 R untuk propeller dengan skew daun tinggi.
L [mm] Panjang propeller pull-up pada kerucut Lact [mm] Jarak pull-up terpilih
Tabel 6.2 Nilai dari k untuk berbagai bentuk profil
Bentuk profile
Nilai k
0,25R 0,35R 0,60R Profil segmen dengan
melingkar sisi isap membentuk lengkungan
73 62 44
Profil segmen dengan sisi
isap parabola 77 66 47
Profil pisau seperti untuk propeller Wageningen seri B
80 66 44
Lmech [mm] panjang pull-up pada t = 35 °C
Ltemp [mm] bagian terkait suhu dari panjang pull-up pada t < 35 °C n2 [Rpm] putaran propeller
Pw [kW] daya nominal mesin penggerak
p [N/mm2] tekanan permukaan pada sambungan susut antara propeller dan poros pact [N/mm2] tekanan permukaan pada sambungan yang menyusut di Lact
Q [N] kekuatan perifer pada diameter tirus rata-rata Rp 0,2 [N/mm2] 0,2% tekanan bukti
ReH [N/mm2] kekuatan mulur Rm [N/mm2] kekuatan tarik
S [-] batas keamanan terhadap propeller slip pada kerucut
= 2,8
t [mm] ketebalan daun maksimum bagian silinder berkembang pada jari-jari 0,25 R (t0,25), 0,35 R (t0,35), 0,6 R (t0,6) dan 1,0 R (t1,0)
T [N] thrust propeller TM [Nm] momen tubrukan Vs [kn] kecepatan kapal w [-] fraksi arus ikut
W0,35R [mm3] modulus penampang bagian silinder daun pada radius 0,35 R
W0,6R [mm3] Modulus penampang bagian silinder daun pada radius 0,6R.
Z [-] Jumlah total baut yang digunakan untuk menambatkan satu daun atau propeller
z [-] Jumlah daun
α [°] Sudut pitch profil di jari-jari 0,25 R, 0,35 R dan 0,6 R α0,25 = arc tan 1,27 H
D
α0,35 = arc tan 0, 91 H D
α0,60 = arc tan 0, 53 H D
αA [-] Faktor pengetatan untuk baut penambatan tergantung pada metode pengetatan yang digunakan (lihat VDI 2230 atau standar yang setara)
Nilai-nilai peraturan:
= 1,2 untuk kontrol sudut
= 1,3 untuk kontrol perpanjangan baut
= 1,6 untuk kontrol torsi
αN [1/°C] Koefisien ekspansi termal linier bahan hub αW [1/°C] Koefisien ekspansi termal linier bahan poros
ε [°] Sudut antara garis-garis permukaan generatrix dan normal
- Setengah kekerucutan µo [-] Koefisien gesek statis
= 0,13 untuk sambungan susut minyak hidrolik
= 0,15 untuk sambungan susut perunggu/baja terpasang kering
= 0,18 untuk sambungan susut perunggu/baja terpasang kering VN [-] Rasio Poisson bahan hub
VW [-] Rasio Poisson bahan poros Ψ [°] Sudut skew menurut Gambar 6.1
max m
σ
σ [-] Rasio maksimum terhadap tekanan rata-rata pada sisi tekan daun σv [N/mm2] Tekanan yang setara dengan von Mises '
Gambar 6.1 Penampang daun 2. Perhitungan ketebalan daun
2.1 Pada radius 0,25 R (t0,25) dan 0,6 R (t0,6), ketebalan daun maksimum propeller padat harus setidaknya memenuhi rumus (1)
o i G dyn
tK k K C C (1)
Ko e. cos α n2
1 H 15000
k sebagaimana dalam Tabel 6.2
K1
W
2 2
W
P 105 2 D cos α sin α Hm
n B z C cos ε
CG [-] faktor ukuran
1
f D
1000 12, 2
CGmemenuhi kondisi berikut
1,1 ≥ CG ≥ 0,85 (2)
f1 = 72 untuk propeller padat
= 6,2 untuk daun propeller pitch bervariasi atau terbangun (built-up) yang dicor secara terpisah Cdyn [-] faktor dinamis
σmax σm 0,8
0, 7 1, 0
(3)
for max
m
σ 1,5
σ , jika tidak CDyn = 1,0
σmax/σm umumnya diambil dari perhitungan rinci menurut C.2.5. Jika, dalam kasus luar biasa, tidak ada perhitungan seperti itu, rasio tekanan dapat kira-kira dihitung menurut rumus (4)
max
2 r
m
σ f E +1
σ (4)
Dengan:
2 3
s 9 T
V n 1 W D
E 4,3 10
T
(5)
f2 = 0,4 - 0,6 untuk kapal propeller ulir tunggal, nilai yang lebih rendah harus dipilih untuk bentuk buritan dengan kelonggaran ujung propeller yang besar dan tidak mempunyai sepatu kemudi, nilai yang lebih besar untuk buritan dengan kelonggaran kecil dan mempunyai sepatu kemudi. nilai pertengahan harus dipilih dengan sesuai.
= 0,2 untuk kapal propeller ulir ganda
2.2 Ketebalan daun propeller pitch terkontrol harus ditentukan pada jari-jari 0,35 ∙ R dan 0,6 ∙ R dengan menerapkan rumus (1).
Untuk propeller pitch terkontrol kapal tunda, kapal pukat serta kapal tugas khusus dengan profil operasi yang serupa, diameter/rasio pitch D/Hm untuk tarikan tambatan maksimum harus digunakan dalam rumus (1).
Untuk kapal-kapal lain, diameter/rasio pitch D/Hm berlaku untuk navigasi perairan terbuka pada tenaga mesin maksimum (MCR = Maximum Continous Rating) dapat digunakan dalam rumus (1).
2.3 Ketebalan daun yang dihitung dengan menggunakan rumus (1) mewakili nilai-nilai terendah yang dapat diterima untuk propeller yang dibuat dengan mesin.
2.4 Jari-jari lengkungan pada transisi dari tekanan dan sisi hisap daun boss propeller harus sesuai untuk propeller tiga dan empat daun sampai sekitar 3,5% dari diameter propeller. Untuk propeller dengan jumlah daun yang lebih besar, maksimum jari-jari lengkungan yang memungkinkan harus ditujukan pada, tapi tidak akan dipilih kurang dari 40% dari ketebalan pangkal daun.
Variabel jari-jari lengkungan yang bertujuan untuk distribusi tegangan yang seragam, dapat diterapkan jika bukti tekanan yang memadai diberikan kasus per kasus. tegangan maksimum yang dihasilkan dari perhitungan tidak boleh melebihi nilai yang timbul dari desain dengan radius lengkungan konstan sesuai dengan pasal pertama dari C.2.4.
2.5 Untuk desain khusus seperti propeller dengan sudut kemiringan (skew angle) ψ ≥ 25°, ujung sirip propeller, profil khusus, dan lain-lain. perhitungan kekuatan khusus harus disampaikan kepada BKI.
Untuk perhitungan tekanan daun desain khusus propeller ini, data file geometri daun dan rincian dari arus yang harus diserahkan kepada BKI bersama-sama dengan dokumentasi desain. File ini harus dikirim dalam format teks biasa (plain text). informasi tambahan tentang Klasifikasi dari desain khusus dapat diminta oleh BKI.
2.6 Jika propeller tersebut digunakan pada pemakaian yang penting misalnya oleh abrasi pada flat pasang surut atau kapal keruk, sebuah tambahan untuk pemakaian harus disediakan untuk ketebalan yang ditentukan dalam C.2.1 untuk mencapai umur pemakaian yang setara. Jika ketebalan yang sebenarnya dalam layanan turun di bawah 50% di ujung daun atau 90% di jari-jari lain dari aturan ketebalan yang diperoleh dari C.2.1, langkah-langkah penanggulangan yang efektif harus diambil. Untuk geometri daun yang tidak konvensional sebagaimana didefinisikan dalam C.2.5, ketebalan desain seperti yang ditunjukkan pada gambar yang disetujui menggantikan ketebalan yang diminta sesuai dengan C.2.1.
3. Desain propeller
Propeller harus dilindungi terhadap korosi elektrokimia sesuai dengan Peraturan untuk Lambung (Bab 1, Vol. II), Bab 38.
D. Propeller pitch terkontrol