摘 要

本次设计的内容是5000t级散装水泥船主推进系统及动力、辅助系统，通过给定的船舶技术参数，通过船舶阻力计算方法首先对船舶的动力之源做一个主机选型，使其有足够的动力完成续航时间内的货物配送，然后根据船舶的航行条件选定船舶的机桨类型，确定传动轴、推力轴以及艉轴的尺寸，确保船舶航行中的航行安全，最后通过设计船舶上所需要的系统及其设备估算，保障航行中的润滑、冷却、生活用电、压载、排污、生活用水、生活用餐、消防等必须的生命活动，通过合理的设计将设备布置在船舶及其机舱的合适位置。完成以上工作后，为了展示自己的设计成果，用AutoCAD将滑油管系图以及机舱的布置图以二维的形式从不同方位展现出来。对设计出来的船舶进行性能的评估，对于船舶主推进系统及动力、辅助系统设计有较大的实用价值。

本次设计的流程如下：

首先阅读指导老师提供的船舶结构参数，明确船舶用途，对船舶的推进装置作出初步选择，通过技术参数可以初步计算明确船舶航行中的阻力，从而估算船舶需要的最基本功率，因为本船设计为双主机推进形式，所以在主机功率选择的时候，选取一半船舶所需功率进行主机选型，在选定的几种相似功率的柴油机中，通过分析对比，初步选择主机型号。初步选型后再进行终极匹配计算，以保障所选主机在动力性、经济性和安全性达到设计期望。

然后对与主机配套的船舶轴系进行轴系轴径、轴干以及轴承等配套设施的估算选择，对于螺旋桨的机构特点和布置方式作出布置。其次对于船舶燃油、滑油、冷却、排气以及消防系统管系的估算，初步明确所需要的机械设备，通过查询书籍以及咨询设备商家选择合适的机械设备，制作机械设备明细表。

最后是针对船上各系统以及配套的机械设备进行使用、维修注意事项的相关说明，编写论及说明书。根据船舶平衡性和船上交通便利性对设备在机舱的布置作出合理化的规划。

关键词：主机选型；系统设计；设备估算；机舱布置；

Abstract

The content of this design is the main propulsion system and power and auxiliary system of 5000t bulk cement ship. Through the given ship technical parameters and the calculation method of ship resistance, the main engine of the ship#39;s power source is selected first, so that it has enough power to complete the cargo distribution during the voyage time. Then, according to the ship#39;s navigation conditions, the type of ship#39;s propeller is selected and the transmission is determined. The dimensions of axles, thrust axles and stern axles ensure the safety of navigation. Finally, the necessary life activities such as lubrication, cooling, household electricity, ballast, sewage discharge, household water, household meals and fire fighting are guaranteed by designing the system and equipment estimation needed on the ship. Through reasonable design, the equipment is arranged in the proper position of the ship and its engine room. This is the case. After completing the above work, in order to show their design results, the lubricating oil pipeline diagram and the layout of the engine room are displayed in two-dimensional form from different directions with AutoCAD. The performance evaluation of the designed ship is of great practical value to the design of the main propulsion system, power and auxiliary system of the ship.

The design process is as follows:

First, read the ship#39;s structural parameters provided by the instructor, define the ship#39;s purpose, make a preliminary selection of the ship#39;s propulsion device, and through the technical parameters, the resistance of the ship during navigation can be calculated preliminarily, so as to estimate the most basic power needed by the ship. Because the ship is designed as a dual-engine propulsion form, when choosing the main engine power, half of the power required by the ship should be selected.In the selected diesel engines with similar power, the main engine type is preliminarily selected through analysis and comparison. After preliminary selection, the final matching calculation is carried out to ensure that the power, economy and safety of the selected host meet the design expectations.

Then the matching facilities such as shaft diameter, shaft trunk and bearing are estimated and selected for the ship shafting matched with the main engine, and the structure characteristics and layout of the propeller are arranged. Secondly, for the estimation of ship fuel, lubricating oil, cooling, exhaust and fire control system system system, the mechanical equipment needed is initially defined. By inquiring books and consulting equipment vendors, the appropriate mechanical equipment is selected and the detailed list of mechanical equipment is made.

Finally, it compiles a description of the matters needing attention in the use and maintenance of the ship#39;s various systems and supporting machinery and equipment. According to the balance of ships and the convenience of transportation on board, the layout of equipment in engine room is rationalized.

Key words: host selection; system design; equipment estimation; cabin layout.

目录

第1章 绪论 1

1.1 设计动力装置的意义 1

1.2 本次设计目标 2

1.2.1 散装水泥船的发展历程和现状 2

1.2.2船舶主机、轴系和螺旋桨的标准 3

1.2.3船体机舱基本标准 3

第2章主机选型论证 4

2.1初步设计 4

2.1.1阻力估算 4

2.1.2船舶推进有效功率 6

2.1.3主机功率 6

2.1.4主机选型需注意的问题 6

2.2终结匹配设计 8

第三章 轴系设计 11

3.1双轴系 11

3.2轴系布置设计 11

3.3轴承的位置和数量及间距 11

3.4传动轴的组成和类型 11

3.5轴干与轴径 12

第4章船舶管路系统及设备估算 13

4.1船舶管路系统主要设备及其估算 13

4.1.1主机的燃油消耗量 13

4.1.2辅机耗油量 13

4.1.3辅锅炉燃油消耗量 13

4.1.4油舱总容积 13

4.1.5主机日用油柜 14

4.1.6辅机日用油柜容积 14

4.1.7辅锅日用油柜炉容积 14

4.1.8油渣柜容积 14

4.1.9污油柜容积 14

4.1.10沉淀柜容积 15

4.1.11燃油供给泵排量与压头 15

4.1.12燃油输送泵排量与压头 15

4.1.13燃油分油机排量 15

4.1.14燃油加热器 16

4.2滑油系统主要设备估算 16

4.2.1储油舱 16

4.2.2辅机滑油消耗量 16

4.2.3储油舱容积 17

4.2.4滑油循环泵 17

4.2.5滑油备用泵 17

4.2.6主机滑油循环柜 17

4.2.7滑油沉淀柜 18

4.2.8滑油污油柜 18

4.2.9滑油分油机 18

4.2.10油渣柜 18

4.2.11滑油输送泵 18

4.2.12滑油冷却器 18

4.2.13滑油管路系统加热设备 18

4.3冷却系统主要设备和估算 19

4.3.1膨胀水箱 19

4.3.2冷却水泵 19

4.3.3冷却器 19

4.3.4温度调节器 19

4.4压缩空气系统主要设备及估算 19

4.4.1空气瓶 19

4.4.2空气压缩机 20

4.5排气系统 20

4.5.1废气锅炉 20

4.6舱底水系统 20

4.6.2舱底泵 20

4.7压载水系统 21

4.7.1压载泵 21

4.7.2压载管系管径 21

4.8消防系统 21

4.8.1消防泵 21

4.8.2消防总管管径 21

4.9净水系统 21

4.9.1清水舱 21

4.9.2净水机，市购饮水机 21

4.9.3原水泵 22

4.10机械设备明细表 22

第5章 轮机说明书 31

5.1 概述 31

5.2 推进系统 32

5.2.1 主机 32

5.2.2 高弹联轴节 32

5.2.3 齿轮箱 32

5.2.4 轴系 32

5.2.5 主机遥控 33

5.2.6 电站 33

5.3 冷却系统和润滑系统 33

5.4 压缩空气系统 34

5.5 排气和通风系统 34

5.6 燃油系统 35

5.7 加热系统 37

5.8 防污染系统 38

5.9 舱底水和消防系统 38

5.10 压载系统 39

5.11 净水系统 39

5.12 舵机液压系统 39

5.13 CO₂ 站的灭火系统 40

第6章 总结 41

参考文献 42

附录 43

1. 专题小论文 43

1. 文献综述 50

致谢 55

第1章 绪论

本次船舶动力装置设计的目标、意义，以及中外对于动力装置研究的历程和现有技术程度。

1.1 设计动力装置的意义

在历经多年的交通运输发展历程中，每种运输方式都有自己的特色和局限性，其中轨道交通初期成本高，对于货物到达点也有局限性，但运货量大；公路系统成本高、货运量小，但运输地点限制小；空运成本高，但运货时间短；船舶运输成本低，运货量大，但是有地域局限性。面对风起云涌的世界经济全球化，国际之间的贸易越来越多，散装水泥也是如此，它能很好地体现一个国家的发展水平，但由于中国水上运输起步较晚，因此对于船舶的设计尤为重要，尤其是动力装置的设计，好的动力装置设计可以为水上运输降低较多运输成本，可以为中国的社会发展带来较高的收益。这类设计无论是对于个人、企业，甚至是对于一个国家，都是有重大意义的。

为什么发展散装水泥,从总体来看至少有以下三大优势：

（1）节约包装用,保证水泥质量,减少流通中损耗。

（2）节约能源,保护森林资源,减少环境污

（3）改善作业条件,提高生产,促进施工建设现代化

在现在的发展过程中，,散装水泥船舶运输的带来的收益深深印在中国相关部门以及从事销售水泥工作的人的心里面。中国的一些学者从国外得到的相关讯息，一直认为中国需要在散装水泥船舶的运输方面作出相应的发展。国家的科研部门也发布了对于散装水泥船动力装置研发的号召，投资大量基金让科研人员去国外进行学习考察，可见船舶动力装置的设计是多么的重要;对于沿海以及沿江的相关企业，也实实在在看到了散装水泥带来的经济效益，在本地政府的大力扶持下，也开始自主研发各种类型的自卸水泥船，让中国在水运方面的技术程度日益增长。

改革开放以来，中国犹如睡醒的雄狮一般，在经济贸易方面的发展突飞猛进，在全球化的浪潮下劈风斩浪，在国际上有着举足轻重的地位。因此贸易过程中发生的水上运输也需要进行强力的技术支持，大吨位的散货水泥船也需要日益更新，因此对于大吨位散装水泥船的推进装置、动力及辅助系统有了更高的要求，而作者本次设计的内容就是5000吨级散装水泥船主推进系统、动力及辅助系统的设计，这是一个完善专业知识的机遇兼挑战，同时是对于以后工作的奠基石。

1.2 本次设计目标

这次毕业设计的任务是5000吨级散装水泥船主推进装置及动力、辅助系统的总设计。在专业课学习期间，学习的课程有船舶动力装置、船舶辅机、船舶原理、内燃机学、船舶机械检验和船舶修造工艺学等，对于船舶设计有一定帮助，课程设计前期过程查阅了相关资料，以及老师给的参考内容，对船舶动力装置设计的相关内容有了大致的了解。在毕业阶段进行5000吨级散装水泥船主推进装置及动力、辅助系统的总设计，能让作者在已有的基础上对所学知识进行融会贯通，在船舶动力装置设计方面更娴熟，也是对自己大学所学课程的进一步巩固，同时也能够对以后将要从事的工作有一个初步的了解，为步入工作岗位打下基础。

比如一艘水泥船主推进装置及动力、辅助系统设计，从查阅资料，到主机选型，到机械设备选型，然后根据自己的选型进行可行性论证、强度校核与经济性等相关方面的计算，确定了以后，再用AutoCAD等制图软件将机舱布置和管路系统布置绘制出来，这些步骤结合在一起就是一个船舶动力装置设计的整体过程。对集装箱船进行动力装置设计，使我彻底清除了这个过程中的每一个细节，我也认识到了船舶行业的发展现状特别是水泥船的未来发展趋势，同时可更深入地培养笔者对工程制图软件和office办公软件的应用熟练程度，对文献的查阅和理解能力以及在设计过程中各方面的协调能力。

1.2.1 散装水泥船的发展历程和现状

在世界经济浪潮前期，经济局限性十分明显，所以对于水上运输并不是十分发达。第一艘水泥船是由法国人发明的，当时的水泥船货载量小，自动化程度低，安全性以及密封性都很差。随着社会的发展，美国出现了用钢筋和混泥土水泥船，在水泥船的发展历程中有较大的指导意义。随后世界大战爆发，对于钢筋水泥的需求更进一步，大吨位的水泥船开始出现，并且对于船舶动力装置方面有了更为严苛的要求。世界各国的造船企业对这一形势十分重视，加快科研，散装水泥船的技术水平因此也走上了一个高峰。直至经济全球化愈发明显的今天，国内的造船企业不畏技术上的挑战，花费大量资金从国外学习技术，吸取经验，在经过很长时间的努力后，成功研制出了很多自动化程度高，安全性能良好的自卸散装水泥船，为中国船舶企业的发展更推进了一步，让中国在世界贸易的浪潮下乘风破浪。

更进一步,设计人员在总结当今先进自卸水泥船的特点以及大量调研工作的基础上,提出研制出更为自动化，更为安全，更为低成本的高科技水泥船。

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