1000t-内河油船的方案设计(终稿)本科论文.doc

高等教育自学考试毕业设计（论文）题目 1000t 内河油船的方案设计 专业班级 船舶与海洋工程专业08级 姓名 齐伟龙 指导教师姓名、职称 倪 军 高工 所属助学单位 武汉船舶职业技术学院 2012年4月6日目录目录1摘要4绪论51.1国家积极推动内河航运业发展51.2内河航运的前景51.3内河船舶的特点51.4本船的特点51.5本船设计要求52全船设计说明书62.1航区、航线62.2用途62.3船型62.4入级62.5规范和规则62.6本船概貌62.7主尺度论证62.7.1母型船资料72.7.2主尺度论证72.7.2.1船长72.7.2.2傅汝德系数和方形系数72.7.2.3吃水82.7.2.4船宽82.7.2.5型深82.8稳性及干舷82.9航速与续航力83.0船员定额83.1主机与辅机84.0排水量估算84.1空船重量估算94.2在载量估算94.3重力与浮力平衡95.0总布置设计95.1总布置设计原则与步骤96.0总体布局区划106.1船体与上层建筑区别106.1.1尺度106.1.2水密舱壁106.1.3船体划分106.1.4双层底106.2舱室布置116.2.1居住舱室116.2.2舷强高度116.2.3各舱室主要通道布置116.2.3锚泊、系泊设备布置116.2.5救生设备116.2.6货油舱盖和人孔盖117.0船舶主要要素选择11结束语13致谢14参考文献15附录16 摘要1000t内河油船方案设计是通过综合运用自己所学的相关船舶理论完成一条内河小油船的方案设计并且要完成该型船舶的总布置图的绘制，使我们更加了解总布置设计的相关方法以及其设计过程和图纸绘制的基本方法，系统掌握船舶总体设计的原理，能够综合运用所学的专业知识进行总布置设计及分析处理设计过程中遇到问题，着重掌握设计过程的方法和处理问题的解决措施，从而为以后的设计工作打下坚实的基础。在总布置设计过程中主要根据规范要求和课本上的一些要求，先要根据母型船估算该型船舶主尺度，并且对小型油船的舱室进行划分，满足舱容、稳性及强度要求。首要考虑到船舶横摇稳性，卧室内家具的布置沿船长方向布置，以保证船舶纵向强度等。本次设计知识粗略设计，仍存在需要问题有待解决。关键词：总布置设计、舱室、布置、船舶主尺度。绪论 1.1国家积极推动内河航运业发展：李盛霖部长在2010年全国交通运输工作会议上对交通运输重点工作进行部署，他指出，加快推进内河航运发展，以贯彻落实张德江副总理加快内河航运发展的指示精神为动力，进一步理清工作思路和完善工作措施，推进体制机制创新，建立健全协调机制，积极推进内河航运发展。 1.2内河航运的前景：“十一五”以来，交通运输部坚决贯彻落实党中央、国务院关于交通运输发展的战略部署，加快发展内河航运，取得了显著成效，有效带动了沿江产业布局和区域经济协调发展。内河航运进入发展最快、发展质量最好、服务水平提升最显著的时期。1.3内河船舶的特点： 内河航运作为连结国际、国内两个市场，沿海、内地两个区域的运输纽带，已经成为流域大宗货物和外贸运输的主力军。现在，内河航运以“占地少、成本低、能耗小、污染轻、运能大、效益高”的比较优势，在沿江经济社会发展和综合运输体系中，占有极其重要的地位，发挥着十分重要的作用。 1.4 本船的特点： 本船为1000t内河油船，在现有的船舶类型中有许多相关类型的船舶，而本船的优势就在于采用单舷侧加强结构，使得本船具有更大容积的舱容用以运输成品油，提高了本船的经济性能，同时本船采用双桨双舵的推进方式，使得本船的快速性能优异，运输能力大大提高可以为船东节省更多的资金，从而使得本船型受到船东青睐。1.5本船的设计要求： 本油船主要航行于长江中下游至我国东南沿海各中小港口，为了提高本船的竞争性，就要求本船具有优异的运输性能和载运能力，既要保证良好的载货量又要具有较好的推进性能。 由于本人初次做整条船的方案设计，因而设计中的缺点和不足之处是难免的。恳请各位老师和同学提出宝贵意见。 正文2.0全船设计说明书 2.1航区、航线 本油船主要航行于长江中下游至我国东南沿海各中小港口，本船航行于内河A、B级航段。（附录1参考） 2.2用途 运载闪点高于60摄氏度的0号轻柴油,油品的比重是0.85t/m3,载重量为1000t。 2.3船型 本船为钢质单甲板（8mm）、双底双壳体型、双桨双舵、柴油机推进的成 品油船。 2.4入级 本船入CSS级，均按照中华人民共和国船舶检验局（ZC）颁布的有关对沿海航区的要求进行设计横准。 2.5规范和规则 本船遵照下列规范和规则，包括设计图纸在CCS批准前生效的规范、规则的任何修改条款。 （1）钢质内河船舶入级与建造规范（2002年）中国船级社 （2）内河船舶法定检验技术规则（2004年）中华人民共和国海事局 （3）内河避碰规则（1991） 2.6船体概貌 本船有倾斜首柱、双尾和流线型高性能舵，本船设首尾升高甲板，机舱、 起居处所和驾驶室均布置在尾部，首尾设清水舱兼作压载水舱。货油舱设在舯部.它适于装载闪点60C以上的成品油。 本船设有9道水/油密横舱壁，3道油密纵舱壁，把船分隔为4对货油舱首尾清水舱，空舱，机舱，舵机舱、首尖舱、隔离舱,泵舱等。货油舱均为左、右舱。 货油舱区为双壳双底，货油舱均在中间，双底、#24-#29为燃油舱和货油泵舱，#108-109#为隔离空舱，机舱舭部设置防撞边舱。 2.7主尺度论证2.7.1母型船资料总 长L 75.00m垂线间长L 72.00m型 宽 B 13.60m型 深 D 3.80m设计吃水(型) T 2.60m载货量(吃水2.60m) 1100t主甲板到尾升高甲板0.80 m尾升高甲板到艇甲板2.40 m艇甲板到驾驶甲板2.20 m驾驶甲板到顶棚甲板2.20 m船体总高（桅顶至基线高）15.3m主甲板到首升高甲板1.20m 甲板梁拱: 180mm肋骨间距（全船）600mm货油舱区域700-900mm边舱宽度800 mm 2.7.2主尺度初选 本船为载重型船舶，根据载重型船舶的特点，载重量系数的变化比较稳定，所以本船的设计采用取型船的载重量系数来估算本船的排水量。 查船舶设计手册，中小型油船取0.65-0.50。估算分析取0.65。故本船载重量系数取：=0.65则=1100/0.65=1695t 2.7.2.1船长L： 母型船资料:L=75.00m,V=9.5kn由巴士袭宁公式：L=7.2x()=7.2x()1695=70.92m考虑船舶经济性实取L=71m则L=1.03L=73m 2.7.2.2傅汝德数F和方形系数C：傅汝德数估算：F=0.18C估算：C=1.08-1.68F=1.08-1.68*0.18=0.7776 故方形系数C取0.78 2.7.2.3吃水：根据设计任务书吃水取T=2.6m 2.7.2.4船宽：根据设计任务书船宽取B=13.5m 2.7.2.5型深：根据设计任务书型深取D=3.6m 2.8稳性及干舷：稳性和干舷符合2004年船舶与海上设施法定检验规则（非国际航区版）要求。本船在设计吃水2.60m时的干舷为1000mm，满足中华人民共和国海事局船舶与海上法定检验规则（2004）第3篇对船舶要求所算的最小干舷。（附录2参考） 2.9航速与续航力：航速：设计吃水、主机持续功率下的静水航速不小于17.5公里/小时 续航力：不小于96小时 3.0船员定额：船长1人，轮机长1人，引水员1人，普通船员8人，备员1人。船员总计： 11人 3.1主机和辅机： 主机：Z6170ZLC，Z6170ZLCL 各1台 选定最大持续功率（CNCR）300KW*1200rpm 齿轮箱：HC400,减速比3.5:1 MAU4叶型锰黄铜桨2只，外旋 发电机:柴油机驱动, 6135caf 90KW*1500r/min 2台4.0排水量估算： 4.1空船重量估算： 参考有关型船重量资料，采用分部估算法算之： 船体钢料重量:W=CL(B+D)=0.28X71X(13.5+3.6)=339.948t 木作舾装重量：W=C（LBD）=0.718X(71+13.5+3.6)=228.35t 机电设备重量，因主机与母型船相同，故计入本船机电设备与母型船的差别加以修正，取：W=45.0t考虑到文星与纵倾调整的需要，取固定压载为2t;LW=（339.948+228.35+45.0+2)X1.04=639.9t4.2载重量DW估算：人员及行李 （65+50）11/1000=1.265 t食品及淡水 自持力人员数定量=1511(4+100)/1000=17.16t燃油量 40.0 t滑油量 40.00.045=1.8 t备品及供应品 0.7%Lw=0.7%639.9=4.47 t载重量DW=（1.265+17.16+40+1.8+4.47+1000）=1062.895t4.3重力与浮力的平衡:=1695tDW+LW=1062.895+639.9=1704.595t故本船的估算排水量与校核排水量相差不大，考虑到估算空船重量时未增加排水量裕度，本船排水量取1750t. 5.0总布置设计： 5.1总布置设计原则与步骤： 所谓总布置设计，是以满足船东提出的使用要求和航行性能为前提，合理经济的确定新船船体的总布置工作，具体地说，就是要完成新船总布置设计的与绘制工作。船舶总布置图一般包括纵剖面图、各层甲板图及平台平面图。 总布置设计是船舶设计工作中重要的一环。总布置设计的好坏对船舶的使用效能与经济性、航行性能与稳定性以及结构工艺性都有直接的影响。同时，总布置设计与型线设计一样，会影响船舶设计的全局工作，是后续设计绘图的主要依据。 在总布置设计中，除了注意各类船舶布置上的特殊要求外，一般还要遵守下述规则： 最大限度的提高船舶的使用效率； 保证船舶的航行性能； 满足各有关规范、规则及公约的要求； 便于建造、检查、维修及设备的更换，船上各处所应有良好的可达性； 舱室布置时，要努力改善船员与旅客的工作和生活条件。 在经济使用的前提下，注意外部造型与内部装潢，给人以美感。 总布置设计一般分为两步进行： 第一步，在调查研究和分析母型船资料的基础上，根据新船的使用特点和技术任务书的要求，确定新船主尺度并进行总布置设计： 第二步，根据方案审查的意见， 修改总布置设并进行草图的深化细化工作。总布置设计的工作内容包括： 主船体与上层建筑的总体区划； 纵倾调整； 梯口与通道的规划、舱室布置； 舾装设备的选型与布置；6.0总体布局区划： 6.1船体与上层建筑的区别： 6.1.1尺度： 本船上层建筑共分为5层。分别为上甲板、尾升高甲板、艇甲板、驾驶甲板、顶棚甲板。 各层甲板高度分别为：主甲板到尾升高甲板0.80 m 尾升高甲板到艇甲板2.40 m 艇甲板到驾驶甲板2.20 m 驾驶甲板到顶棚甲板.20 m 主甲板到首升高甲板1.20m 6.1.2水密舱壁： 参考母型船情况，从主尺度论证的数据出发，设有9道水密横舱壁，自船首至船尾分别为艏尖舱、清水舱、第一油舱、第二油舱、第三油舱、第四油舱、燃油舱、机舱、尾机舱。均设置在肋位上。 6.1.3船体划分：（肋位划分600mm） 船尾24 为上层建筑 船尾3 为舵机舱 724 为机舱 2429 为燃油舱 2947 第四油舱 4767 第三油舱 6787 第二油舱 87108 第一油舱 108109 隔离舱 109112 清水舱110船首 艏楼 6.1.4双层底： 根据海规h=（25B+42T+300）=(25X13.5+42X2.6+300)=637.5mm设计船考虑施工方便，以及压载水舱容积的要求，取h=700mm。 6.2舱室布置： 6.2.1居住舱室： 设有单人间3间，双人间2间，四人间1间 生活舱室的尺寸要依据相关规定确定。要尽量考虑到船员工作和生活的环境的经济性和舒适性。 6.2.2舷墙高度： 船舷高度一般不小于1.00m,本船取1.00m 6.2.3各舱室主要通道布置： 机舱、泵舱内设有主甲板向下的梯道，主甲板和售楼甲板设有梯道，尾升甲板和艇甲板设有斜梯，延船舶纵向布置。 在首尖舱、舵机舱、空舱、测深仪舱、燃油舱,货油泵舱等的人孔及小舱盖处及尾升高某些部位设置直梯，梯宽350mm，使用方钢踏步，梯与壁之间的距离不小于150mm。在通风筒、吊架、机舱内的日用油柜、空舱等U形方钢踏步直接焊在结构上。 6.2.4锚泊，系泊设备布置： 本船按CCS配备： 锚：配两只首锚，一只尾锚，首锚为900kg,尾锚为360kg。均为霍尔锚型。 锚链：AM2级26有档锚链，总长375m。 锚机：配相应的电动组合锚机两台。 系 缆 索：8根3根在首部升高甲板的缆框内，2根在货油区缆框内，3根在尾升高甲板缆框内，其中32六股丙纶索6根，40六股丙纶索2根，每根长150m。（附录3参考） 6.2.5救生设备： 本船尾楼设有20人逃生艇一只，满足“2004规则”对船舶的要求。 6.2.6 货油舱盖和人孔盖：各个货油舱各设一个f800圆形油舱盖（CB/T282-94），其固紧采用不锈钢螺杆及夹扣，围板高度600mm，围壁上缘设不锈钢圆钢。另根据洗舱需要每个货油舱各配备2个350的洗舱口盖。在各个边舱空舱、隔离舱燃油舱设置600400人孔盖，首尖舱、澄清水舱上部入口设置600400人孔盖。在测深仪舱设置B450450人孔盖。对于长度大于3m的舱，每舱设两个人孔盖。7.0船舶主要要素的选择： 船舶的排水量，主要尺度（船长，船宽、型深、吃水）以及船舶系数统称为船舶的主要要素。它们描述船舶的几何形状的一些最基本的特征数据。这些要素对船舶技术性能比如快速性。稳性、重量、容量、总布置及经济性等有重要的影响，对船舶质量起着决定性的作用。因此合理选择船舶的主要要素是船舶设计的最基本的工作。本船的设计大致的步骤如下： 初估排水量，确定船舶主尺度和船型系数 性能校核 主要要素的方案优选 确定船舶主要要素的流程如下： 分析设计任务书，找出主要矛盾，确定设计思想决定船型和总布置估算确定L,B,T,D,C性能校核做出满足要求的方案选择最佳方案结论本船参照母型船设计，在设计过程中充分参照母型船资料，利用母型船资料计算出对应的系数，从而算出设计船舶的主尺度和相关数据。这次设计让我对总布置设计图也更加的了解，对于以前的总布置图当中的细节并没有过多的注意，对于其中的梯道如何布置，居住区如何规划等一些细节问题有了很多的了解，以及总布置图在船舶设计过程中所起到的关键性作用有了深刻的认知。再设计的过程中，对主尺度的选取方法与计算过程有了更深刻的了解，并且对很多公式的用法掌握的更加牢靠。在绘制总布置图时，熟悉了船舶布置的基本规则、步骤及相关布置内容；掌握了课堂学习中不熟悉的地方，比如：舱壁的布置，上层建筑尺寸的确定及布置，梯道的布置原则；并且也对于船舶绘图软件的操作和功用更加的熟练。再设计的过程中遇到的困难与出现的错误，都及时的查找相关资料和向老师咨询相关疑问，对于船舶的总布置设计的相关内容有了更加系统和完善的理解与运用，培养了自己发现问题与解决问题的能力，并对船舶专业有了深入的了解和认识。这次设计是很有意义的，原本以为自己对于船舶的相关知识有了一定了解，可是仍有许多不足，仅仅局限于船主体结构，对于如何布置，为何这样布置的缘由缺乏了解和深入。通过这次设计让我看到了自己不足的地方，造船是很大的一个整体，仅仅局限于一个小的范围内，是搞不好设计工作的，希望自己在以后的学习和工作中，能够从大的方面去着手工作，做到尽量了解各方面工作。谢词感谢武汉船舶职业技术学院对我这几年的培养！时间总是过得很快，来不及感叹，大学生活已近尾声，转眼也已经在企业实习也五个月有余，两年多的努力与付出，也将随着本次论文的完成，将要划下完美的句号。本论文设计在倪军老师的悉心指导和要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文从初稿到定稿，有倪军老师和我的任课老师的细心批改和宝贵意见，否则我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向我的所有老师们表示深深的感谢和崇高的敬意！不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。 我还要感谢同组的各位同学以及我的各位同事，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！参考文献1. 船舶设计原理 席龙飞、冯恩德 大连海运学院出版社2. 船舶设计原理 李树范等 大连理工大学出版社3. 本院选用的船舶原理有关教材4. 船舶设备与系统 刁玉峰 哈尔滨工程大学出版社5. 船舶设计实用手册及其他有关船舶规范6. 内河船舶设计手册（船体分册）7. 母型船的相关图纸附录1：（参考）航区级别划分第1节 航区级别2.1.1 根据水文和气象条件，将内河船舶航行区域划分为A，B，C三级，其中某些水域，依据水流湍急情况，又划分为急流航段，即J级航段。2.1.2 航区级别按A级、B级、C级高低顺序排列，不同的J级航段分别从属于所在水域的航区级别。第2节 航区划分2.2.1 各级航区的计算波浪尺度和波高范围规定如表2.2.1所示。航区级别计算波高（m）计算波长（m）波高范围（m）A级2.5301.5以上至2.5B级1.5150.5以上至1.5C级0.55.00.5及以下2.2.2 在峡谷河流中，滩上流速超过3.5m/s的航段，定为急流航段。2.2.3 急流航段按滩上流速大小划分为J1、J2 两级：2.2.3.1 J1级航段航区内滩上流速为5m/s以上但不超过6.5m/s的航段；2.2.3.2 J2级航段航区内滩上流速为3.5m/s以上至5m/s的航段。2.2.4本章航区级别划分未考虑局部地区出现的特殊暴风、台风、潮汐及山洪暴发的影响，船长应注意航区水文和气象的变化，谨慎驾驶。附录2：（参考）干舷计算书本船航行于长江水系上海段，属A级航区。按内河船舶法定检验技术规则（2004）及2008修改通报中A级航区的要求进行干舷计算。一、船舶主要尺度总 长 Loa74.00 m 水 线 长 Lwl73.05 m 垂线间长 Lpp70.92 m 计 算 船 长 L 74.00 m型 宽 B 13.50 m 型 深 D 3.60 m吃 水 d 2.60 m 计 算 型 深 D1 = 3.60 m首 舷 弧 Ys 554 mm 尾 舷 弧 Yw 332 mm二、干舷计算1. 最小干舷F按规则4.1.1 ,船舶最小干舷应不小于按下式计算所得之值：F=F0f1+f2+f3 mm；式中： F0船舶的基本干舷， mm; f1型深对干舷的修正值， mm;f2舷弧对干舷的修正值，mm;f3舱口围板高度及舱室门栏高度对干舷的修正值,mm。2. 基本干舷 F0 按规则4.1.2,规定,由表4.1.2.1查得：F0370 mm。3. 型深对干舷的修正值f1按规则4.1.3规定,本船L/D120.5515f10 mm。4. 舷弧对干舷的修正值f2按规则4.1.4规定：查表4.1.4.1取 首舷弧 Ysb=700 mm ； 尾舷弧 Ywb=350 mm。按规则4.1.4.5规定： f2 =(Ysb+Ywb)/6-（Ys*Ls/L+Yw*Lw/L）/3-（hs*Ls/L+hw*Lw/L）/3=(700+350)/6-(554*18476/52800+332*13200/52800)/3-(750*7803/52800+0)/3=45.8 mm5. 舱口围板高度及舱室门栏高度对干舷的修正值f3按规则4.1.5规定要求，本船实际舱室及舱棚门槛高度为250 mm，则 f30mm6. 修正后的最小干舷为： FF0+f1+f2+f3 415.8 mm三、结论本船实际干舷为900 mm,满足 规则（2004）的要求。附录3：（参考）舾装数计算书一、舾装数本船的舾装数按CCS“钢质内河船舶建造规范(2009)”对航行于A级航区船舶的要求计算。本船Ls=53.8 m、B=10.2 m、b=7.4m、 H=8.6 m舾装数(3.4.2)锚泊设备的舾装数N应按下式计算确定：N=K1(2d+B)Ls+K2(bH+0.1S) 其中： =0.853.8+2.412.0+2.47.0+2.43.3=96.56(m2) N = 0.53（22.7+10.2）53.8 + 6.0（7.48.6+0.196.56）= 884.59即本船舾装数取884.59。二、锚泊设备 锚：单锚重570千克，共2个，尾锚重150千克，共1个。锚链：AM2有档电焊锚链，链径为20.5mm，每根锚链长165m，共12节。有关锚链连接链环、加大链环、末端链环、转环、末端卸扣、锚链舱眼环、弃链器等均配齐。19