RU2531990C2 - Screw propeller life extension - Google Patents

Screw propeller life extension Download PDF

Info

Publication number
RU2531990C2
RU2531990C2 RU2013107601/11A RU2013107601A RU2531990C2 RU 2531990 C2 RU2531990 C2 RU 2531990C2 RU 2013107601/11 A RU2013107601/11 A RU 2013107601/11A RU 2013107601 A RU2013107601 A RU 2013107601A RU 2531990 C2 RU2531990 C2 RU 2531990C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
propeller
geometric parameters
life extension
parameters
life
Prior art date
Application number
RU2013107601/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013107601A (en
Inventor
Олег Викторович Рохин
Андрей Николаевич Никандров
Андрей Владимирович Васильев
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ
Priority to RU2013107601/11A priority Critical patent/RU2531990C2/en
Publication of RU2013107601A publication Critical patent/RU2013107601A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531990C2 publication Critical patent/RU2531990C2/en

Links

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to ship repair and can be used for whatever type of propeller screws made of different materials. Screw propulsor life extension comprises measurement of actual geometrical parameters of propeller screw, calculation of the range of departure of said parameters by correction of operating parameters of propulsive complex.
EFFECT: longer life.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области судоремонта и может использоваться для всех типов гребных винтов, изготовленных из различных материалов.The invention relates to the field of ship repair and can be used for all types of propellers made of various materials.

Известен способ продления срока эксплуатации гребных винтов с геометрическими параметрами, не соответствующими расчетным и заданными чертежом гребного винта, такой как исправление геометрических параметров сваркой (1), (2).A known method of extending the life of propellers with geometric parameters that do not correspond to the design and specified by the drawing of the propeller, such as correcting geometric parameters by welding (1), (2).

Недостатком данного способа является наличие сварочных напряжений и необходимость последующей термообработки или механического воздействия для снятия сварочных напряжений. Кроме того, требуется механическая шлифовка места сварки, причем в ремонтной зоне А лопасти гребного винта использование сварки запрещено.The disadvantage of this method is the presence of welding stresses and the need for subsequent heat treatment or mechanical stress to relieve welding stresses. In addition, mechanical grinding of the welding site is required, and in the repair zone A of the propeller blade, welding is prohibited.

Задачей, решенной заявляемым изобретением, является способ расчета диапазона отклонений геометрических параметров гребного винта, при котором продлевается срок эксплуатации гребного винта за счет коррекции эксплуатационных характеристик пропульсивного комплекса, выполняемой на основе фактически измеренных геометрических параметров гребного винта.The problem solved by the claimed invention is a method for calculating the range of deviations of the geometric parameters of the propeller, which extends the life of the propeller by correcting the operational characteristics of the propulsion system, based on the actually measured geometric parameters of the propeller.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что производят замер геометрических параметров гребного винта с последующим расчетом коррекции эксплуатационных характеристик пропульсивного комплекса, позволяющих продлить срок эксплуатации гребного винта.The essence of the claimed invention lies in the fact that they measure the geometric parameters of the propeller with the subsequent calculation of the correction of the operational characteristics of the propulsion system, allowing to extend the life of the propeller.

Предлагаемый способ является новым: отличие от прототипа - устранение сварочных операций. Совокупность существенных признаков изобретения приводит к новому техническому результату - снижению трудоемкости, стоимости ремонта и продлению срока эксплуатации гребных винтов.The proposed method is new: the difference from the prototype is the elimination of welding operations. The set of essential features of the invention leads to a new technical result - reducing the complexity, cost of repair and extending the life of the propellers.

Изобретение поясняется расчетом массовых и пропульсивных характеристик в зависимости от отклонений геометрических параметров гребного винта от номинальных значений при помощи выведенных математическим анализом зависимостей, которые позволяют произвести количественную оценку эксплуатационных характеристик при известных отклонениях радиуса δR гребного винта, а также длины, шага и толщины цилиндрических сечений лопастей гребного винта.The invention is illustrated by calculating the mass and propulsive characteristics depending on the deviations of the geometrical parameters of the propeller from the nominal values using the dependences derived by mathematical analysis, which allow a quantitative assessment of operational characteristics with known deviations of the radius of the propeller radius δ R , as well as the length, pitch and thickness of the cylindrical sections propeller blades.

Известно, что при отличии геометрии гребного винта от расчетного происходит рассогласование энергетической установки и движителя. У гребного винта, правильно спроектированного для номинальных условий, при максимальной частоте вращения отбирается наибольшая мощность энергетической установки. КПД такого гребного винта выше в сравнении как с гидродинамически тяжелым, так и с гидродинамически легким гребным винтом. В случае использования гидродинамически тяжелого гребного винта происходит недобор оборотов и мощности, в то время как при гидродинамически легком гребном винте номинальные обороты отбираются, однако не обеспечиваются потребление номинальной мощности и достижение необходимого упора. Таким образом, предлагаемый расчет КПД, упора, скорости хода судна и максимальной частоты вращения гребного винта позволяет количественно определить их изменение от номинального и сделать вывод по продлению срока эксплуатации гребного винта.It is known that when the propeller geometry differs from the calculated one, the power plant and propulsion mismatch. The propeller, correctly designed for rated conditions, at the maximum speed of rotation, the highest power of the power plant is selected. The efficiency of such a propeller is higher in comparison with both a hydrodynamically heavy and a hydrodynamically light propeller. In the case of using a hydrodynamically heavy propeller, a shortage of revolutions and power occurs, while with a hydrodynamically light propeller, the nominal revolutions are selected, however, the consumption of the rated power and the achievement of the necessary stop are not ensured. Thus, the proposed calculation of the efficiency, emphasis, speed of the vessel and the maximum rotational speed of the propeller allows you to quantify their change from the nominal and draw a conclusion on the extension of the life of the propeller.

Последовательность расчета выполняют в следующем порядке:The calculation sequence is performed in the following order:

1. Определяют постоянную K n T

Figure 00000001
по формуле K n T = K T 0 J 0 2 ,         ( 1 )
Figure 00000002
1. Determine the constant K n T
Figure 00000001
according to the formula K n T = K T 0 J 0 2 , ( one )
Figure 00000002

где K T 0

Figure 00000003
- коэффициент упора гребного винта на рабочем режиме при номинальной геометрии;Where K T 0
Figure 00000003
- propeller thrust coefficient in operating mode at nominal geometry;

J0 - поступь гребного винта на рабочем режиме при номинальной геометрии.J 0 - propeller tread in operating mode with nominal geometry.

2. Строят параболу K T = K n T J 2 ,

Figure 00000004
2. Build a parabola K T = K n T J 2 ,
Figure 00000004

где KT - коэффициент упора;where K T is the coefficient of emphasis;

J - рабочая поступь гребного винта.J - working tread of the propeller.

3. Определяют относительную поступь Ji и коэффициент упора K T i

Figure 00000005
по точке пересечения кривой K T i ( J )
Figure 00000006
и параболы K n T J 2
Figure 00000007
.3. Determine the relative gait J i and the coefficient of emphasis K T i
Figure 00000005
at the intersection of the curve K T i ( J )
Figure 00000006
and parabolas K n T J 2
Figure 00000007
.

4. Находят значение коэффициента момента K Q i

Figure 00000008
при известной поступи Ji с использованием кривой K Q i ( J )
Figure 00000009
.4. Find the value of the moment coefficient K Q i
Figure 00000008
with a known step J i using a curve K Q i ( J )
Figure 00000009
.

5. Определяют значение максимальной частоты вращения n н о м i ( 1 / c )

Figure 00000010
:5. Determine the value of the maximum speed n n about m i ( one / c )
Figure 00000010
:

K Q i n н о м i 2 = K Q 0 n н о м 0 2 .                                            ( 2 )

Figure 00000011
K Q i n n about m i 2 = K Q 0 n n about m 0 2 . ( 2 )
Figure 00000011

6. Полную скорость хода Vi (м/с) определяют по формуле:6. The full speed V i (m / s) is determined by the formula:

V i = J i n н о м i D 0 ,                                                   ( 3 )

Figure 00000012
V i = J i n n about m i D 0 , ( 3 )
Figure 00000012

где D0 - диаметр гребного винта.where D 0 is the diameter of the propeller.

7. КПД η гребного винта выразится в виде:7. The efficiency η of the propeller is expressed as:

η i = J i 2 π K T i K Q i .                                                             ( 4 )

Figure 00000013
η i = J i 2 π K T i K Q i . ( four )
Figure 00000013

Кривые действия гребного винта изображены на чертеже.Propeller action curves are shown in the drawing.

Полученные значения скорости хода, КПД позволяют определить их относительное изменение от номинальных значений. Величина относительного изменения КПД и скорости позволяют сделать заключение о соответствии фактических геометрических параметров гребного винта требуемым эксплуатационным характеристикам. Диапазон отклонений геометрических параметров гребного винта рассчитывается как разница между фактическими геометрическими параметрами гребного винта и номинальными геометрическими параметрами.The obtained values of speed, efficiency allow us to determine their relative change from the nominal values. The magnitude of the relative changes in efficiency and speed allow us to conclude that the actual geometric parameters of the propeller correspond to the required operational characteristics. The range of deviations of the geometric parameters of the propeller is calculated as the difference between the actual geometric parameters of the propeller and the nominal geometric parameters.

Таким образом, предлагаемый способ расчета диапазона отклонений геометрических параметров гребного винта позволяет продлить срок эксплуатации гребного винта, гарантировать его надежность, уменьшить трудоемкость и стоимость восстановления гребного винта за счет полного или частичного отказа от ремонта сваркой на основании вышеуказанного способа.Thus, the proposed method for calculating the range of deviations of the geometric parameters of the propeller allows you to extend the life of the propeller, guarantee its reliability, reduce the complexity and cost of restoring the propeller due to the complete or partial refusal to repair by welding based on the above method.

Источники информацииInformation sources

1. ОСТ5Р.9782-2004. Винты гребные из сплавов на медной основе. Исправление дефектов и повреждений. Типовой технологический процесс.1. OST5R.9782-2004. Copper-based alloy propellers. Correction of defects and damage. Typical technological process.

2. РД5.УЕИА.3369-2003. Винты гребные стальные. Устранение дефектов и повреждений. Типовой технологический процесс.2. RD5.UEIA.3369-2003. Steel propellers. Elimination of defects and damage. Typical technological process.

Claims (1)

Способ продления срока эксплуатации гребного винта, включающий замер фактических геометрических параметров гребного винта, расчет диапазона отклонений геометрических параметров гребного винта от номинальных и исправление геометрических параметров гребного винта коррекцией эксплуатационных характеристик пропульсивного комплекса. A method for extending the life of a propeller, including measuring the actual geometric parameters of the propeller, calculating a range of deviations of the geometric parameters of the propeller from the nominal ones and correcting the geometric parameters of the propeller by correcting the operational characteristics of the propulsion system.
RU2013107601/11A 2013-02-21 2013-02-21 Screw propeller life extension RU2531990C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107601/11A RU2531990C2 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Screw propeller life extension

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107601/11A RU2531990C2 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Screw propeller life extension

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013107601A RU2013107601A (en) 2014-08-27
RU2531990C2 true RU2531990C2 (en) 2014-10-27

Family

ID=51456011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013107601/11A RU2531990C2 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Screw propeller life extension

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531990C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1180241A1 (en) * 1984-04-13 1985-09-23 Neganov Vladislav G Method of machining screw surfaces
KR20080082063A (en) * 2007-03-07 2008-09-11 현대중공업 주식회사 Ship propeller with composite material and manufacturing method thereof
RU2387531C2 (en) * 2002-07-31 2010-04-27 Ю.Ай.Ти., Л.Л.С. Procedure for ultra-sonic impact machine treatment of body surfaces to correct defects and to strengthen working surfaces

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1180241A1 (en) * 1984-04-13 1985-09-23 Neganov Vladislav G Method of machining screw surfaces
RU2387531C2 (en) * 2002-07-31 2010-04-27 Ю.Ай.Ти., Л.Л.С. Procedure for ultra-sonic impact machine treatment of body surfaces to correct defects and to strengthen working surfaces
KR20080082063A (en) * 2007-03-07 2008-09-11 현대중공업 주식회사 Ship propeller with composite material and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013107601A (en) 2014-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101622457B (en) Method for determining the fatigue of a pump rotor of a gas turbopump
US10273940B2 (en) System and method for detecting pitch bearing damage in a wind turbine
Li et al. Analysis of a crankshaft fatigue failure
Hyde et al. Small ring testing of a creep resistant material
CN104091508A (en) Vertical type unit axis swing degree measuring and adjusting experimental device and experimental method
US20180327112A1 (en) Propeller health monitoring
RU2531990C2 (en) Screw propeller life extension
Liu et al. Model testing of a series of bi-directional tidal turbine rotors
Poursaeidi et al. Failure analysis of generator rotor fan blades
Shimov Rapid Method for Determining the Distribution of Residual Stresses in Pipes
US10359301B2 (en) Signal processing device for monitoring state of wind-power turbine blades and method thereof
Batrak et al. Propeller hydrodynamic loads in relation to propulsion shaft alignment and vibration calculations
CN103706996A (en) Method for preventing cracks of runner blade of mixed-flow water turbine
Krüger et al. Hydrodynamic damping and added mass of modern screw propellers
Dolins’ ka Evaluation of the Residual Service Life of a Disk of the Rotor of Steam Turbine with Regard for the Number of Shutdowns of the Equipment
Allmark et al. An investigation into Reynolds scaling and solidity for a HATT tidal turbine
Islam et al. Numerical investigation of propulsive characteristics of podded propeller
Maślak et al. Probability-based durability prediction for corroded shell of steel cylindrical tank for liquid fuel storage
Streckwall et al. Numerical Studies on Propellers in Open Water and behind Hulls aiming to support the Evaluation of Propulsion Tests
JP2007071633A (en) Evaluation method of creep fracture life
Bal et al. Performance prediction of horizontal axis marine current turbines
Dong et al. Gear contact fatigue reliability analysis for wind turbines under stochastic dynamic conditions considering inspection and repair
Shanyavskiy et al. Multiaxial fatigue of in-service aluminium longerons for helicopter rotor-blades
Valdivia Camacho et al. Parasitic effects of load introduction points in full-scale composite tidal turbine blade tests
RU2598779C1 (en) Method for determining residual stress in parts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150222

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160910

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180222

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191212