典型商船軸系布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、威 海 職 業(yè) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書系部船舶工程系專業(yè)輪機工程技術(shù)年級2010級班級一班姓名學(xué)號指導(dǎo)教師職稱高級工程師教 務(wù) 處 編 印34 威海職業(yè)學(xué)院 第 頁 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)須知一、 畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)教學(xué)計劃的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生畢業(yè)前進行綜合訓(xùn)練和模擬從業(yè)訓(xùn)練的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是高職教育培養(yǎng)高技能適應(yīng)性人才的基本要求，是學(xué)生綜合素質(zhì)與實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗，是衡量高職教育和辦學(xué)效益的重要評價內(nèi)容。畢業(yè)設(shè)計的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識和相應(yīng)技能，解決問題的本領(lǐng)。畢業(yè)設(shè)計應(yīng)堅持校企合作，貫徹以“生產(chǎn)性實訓(xùn)”為特征的工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)理念，以能力培養(yǎng)為主線，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

2、、就業(yè)能力和綜合能力等。畢業(yè)設(shè)計的選題注重科學(xué)性、創(chuàng)造性、針對性、應(yīng)用性和實踐性。二、 畢業(yè)設(shè)計應(yīng)包括教學(xué)目的、選題、調(diào)查、撰文（目錄前言正文結(jié)論答謝參考目錄附錄等）、指導(dǎo)、答辯、評語等活動。三、 指導(dǎo)教師具有講師以上或相應(yīng)職稱的相關(guān)專業(yè)人員，且專業(yè)對口。經(jīng)系、教務(wù)處審查同意后，方能指導(dǎo)學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計。指導(dǎo)過程中，指導(dǎo)教師加強對學(xué)生的思想教育工作，培養(yǎng)學(xué)生的嚴謹、勤奮、求實、創(chuàng)新的學(xué)風(fēng)。抓好關(guān)鍵環(huán)節(jié)的指導(dǎo)，既不包辦代替，也不要放任自流。要按照進度計劃，加強對學(xué)生各個階段設(shè)計完成情況的登記、提問。要求每位學(xué)生以熱情好學(xué)、求實創(chuàng)新的態(tài)度參加畢業(yè)設(shè)計每個環(huán)節(jié)，綜合運用所學(xué)知識解決實際問題，獲取新知

3、識，提高獨立工作能力，在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的同時，創(chuàng)造出良好的設(shè)計成果。四、學(xué)生應(yīng)以嚴肅認真、實事求是的態(tài)度按期完成任務(wù)書中規(guī)定的項目；能熟練地綜合運用所學(xué)理論和專業(yè)知識，有結(jié)合實際的具體項目設(shè)計或?qū)δ尘唧w課題進行有獨立見解的論證，并有一定的技術(shù)含量。根據(jù)指導(dǎo)教師給定的課題，獨立思考。自己動手，不得抄襲或找人代筆。畢業(yè)設(shè)計要做到內(nèi)容完整，結(jié)構(gòu)嚴謹合理，分析處理科學(xué)；文字順暢，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，書寫工整規(guī)范，符合國家有關(guān)標準和部頒標準，圖紙、圖表完備、整潔、清晰、正確；論文結(jié)果有應(yīng)用價值。在規(guī)定時間內(nèi)完成。五、答辯委員會成員應(yīng)由具備講師以上職稱的教師或相應(yīng)職稱的專業(yè)人員組成，提出的問題

4、要有針對性、專業(yè)性、準確性、典型性。六、學(xué)生答辯的過程中要嚴肅認真，文明禮貌。答辯時，思路清晰，論點真確，回答問題基本概念清楚，對主要問題回答正確，深入。 設(shè)計題目 典 型 商 船 軸 系 布 置 與 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計指導(dǎo)教師評語：成績： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日教研室復(fù)審意見：成績： 復(fù)審人簽名： 職稱： 年 月 日系部終審意見： 公章 年 月 日業(yè)設(shè)計進度計劃：起 止 時 間工 作 內(nèi) 容備 注典型商船軸系布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計（威海職業(yè)學(xué)院船船舶工程系輪機工程技術(shù)班 xx） 摘 要 船舶軸系的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計在船舶建造過程中是一個非常重要的環(huán)節(jié)。在船舶動力裝置中，軸系是用來傳遞主機的功率和螺旋槳推

5、力的。它是由主機的輸出端至螺旋槳之間，包括傳遞主機功率的傳動軸（推力軸、中間軸、尾軸、連接軸與軸用的聯(lián)軸器），支承傳動軸用的軸承（中間軸承及尾軸承）以及其它附件等的總稱。首先確定軸線長度及軸段的配置，再決定軸承位置和間距等。再根據(jù)規(guī)范計算確定了基本軸徑，且軸的主要尺寸初步確定的前提下，即可進行軸系的強度校核。有些船舶軸系還要進行必要的振動計算和合理的校中計算。然后對軸系部件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及選型，最后繪制軸系布置圖、尾軸尾管總圖及有關(guān)部件圖紙。關(guān)鍵詞：軸系,傳動軸,軸承,軸線abstract ship shaft system arrangement and design in ship buil

6、ding process is a very important link. in the power system of ships, shaft is used to transmit the host power and propeller thrust. it is by the main engine output to the propeller, including transfer host power drive shaft ( thrust shaft, shaft, shaft, shaft is connected with the shaft coupling ),

7、drive shaft support bearing for ( intermediate bearing and tail bearing ) and other accessories. the group focuses on small ship shafting installation technology . ship shaft system design first determine the length of axis and axis configuration, and then decided to bearing location and spacing. ac

8、cording to the standard calculation to determine the basic shaft diameter, and the axis of the main dimensions of the initial model, can undertake shafting intensity. some of the ship shafting and the necessary vibration calculation and reasonable alignment calculation. then on shafting components f

9、or the design and selection, finally draw shaft arrangement plan, tail shaft and tail pipe layout and related parts drawings.keywords：shafting.transmission shaft.bearing airs. shaft line目錄前言.10一、概述.112、 軸系的任務(wù) 組成與設(shè)計要求.112.1軸系的基本任務(wù).112.2軸系的組成.112.3軸系的要求.12三、軸系的種類和工作條件.123.1軸系的種類.123.2軸系的工作條件.12四、軸系的布置

10、.144.1軸系布置設(shè)計的流程 .14 4.2軸系布置設(shè)計前提及內(nèi)容.154.3主機布置原則 .15五、軸線的數(shù)目、長度、位置及布置.165.1軸線的數(shù)目.165.2軸線及軸線的長度的確定.165.3軸線的布置.16六、傳動軸、軸承的布置.186.1傳動軸系概述.186.2中間軸及中間軸承.196.3推力軸和推力軸承.206.4螺旋槳軸、尾軸及尾軸裝置.216.5螺旋槳的布置要求.236.6尾軸密封裝置.236.7尾軸管的潤滑和冷卻.25七、軸系合理校中設(shè)計.25 7.1計算軸的基本直徑.26八、船舶軸系安裝.268.1確定軸系理論中線.27 8.2精確拉線.278.3船臺鏜孔定位.278.4

11、安裝尾軸管裝置、尾軸和螺旋槳.288.5尾軸的安裝.308.6防止軸的腐蝕.31九、結(jié)束語.32致謝.32參考檔案.33前 言在人類文明發(fā)展的歷史長河中,船舶始終伴隨著人類,并且為人類的文明和進步服務(wù)。今天, 海洋運輸是國際間商品交換中最重要的運輸方式之一,據(jù)統(tǒng)計國際貿(mào)易的85%以上仍然依賴船舶。由此可見，船舶對我們?nèi)祟惏l(fā)展的重要性。但是由于船舶長時間在惡劣的海洋環(huán)境中，對船舶的正常使用能力有了限制。軸系是船舶的動力傳輸系統(tǒng)，在海洋環(huán)境中所受的影響更為重要，同時還受到船體變形、載重等影響。如果軸系設(shè)計布置或安裝不當(dāng)，往往會導(dǎo)致軸系摩擦部位發(fā)熱和劇烈的磨損，甚至發(fā)生軸斷事故，一旦軸系發(fā)生故障，就

12、會迫使船舶停航或進塢檢修而影響經(jīng)濟效益，因此在進行軸系設(shè)計時必須嚴格要求。特此我們展開了對典型商業(yè)船舶軸系的研究。 一、概述 船舶軸系是船舶動力裝置中重要組成成分，連接主機與螺旋槳，將主機發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳，同時又將螺旋槳所產(chǎn)生的推力通過推力軸承傳給船體，以實現(xiàn)推進船舶的使命。船舶軸系是由推力軸、中間軸、艉軸、推力軸承、滑動軸承、聯(lián)軸節(jié)、螺旋槳等組成的復(fù)雜系統(tǒng)，對于間接傳動的推進系統(tǒng)，除了上述傳動軸及軸承以外，還有離合器、彈性聯(lián)軸器和減速齒輪箱等部件。 二、軸系的任務(wù)、組成與設(shè)計要求2.1軸系的基本任務(wù)船舶軸系是船舶動力裝置中的重要組成部分，承擔(dān)著將主機發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳。再將螺旋槳產(chǎn)

13、生的軸向推力傳遞給船體實現(xiàn)推船航行的目的。船舶軸系的結(jié)構(gòu)較為簡單。但作用十分重大，維護管理好軸系，對保證船舶的安全航行至關(guān)重要。2.2軸系的組成 軸系的組成主要包括傳動軸（中間軸、推力軸、尾軸或螺旋槳軸等）、軸承（中間軸承、推力軸承及尾軸承等）以及軸系附件（剛性連軸節(jié)、軸系制動器、隔艙填料函等）三個部分。 圖21 軸系組成1主機；2推力軸；3推力軸承；4中間軸；5隔艙壁填料函；6中間軸承；7尾軸；8尾軸轂；9尾軸管；10人字架；11螺旋槳；12進油管；13尾軸潤滑油泵；14回油泵；15尾軸油柜推力軸2 它的前端法蘭與主機（或齒輪箱）的輸出法蘭相連，后端法蘭則與中間軸法蘭相連。推力軸和推力環(huán)形成

14、一個組合部件。推力軸承3 推力軸承牢固固定在船體結(jié)構(gòu)上。它承受螺旋槳通過推理環(huán)傳遞來的軸向推力，并把推力傳遞給船體。中間軸4 用以連接推力軸和尾軸（槳軸）。中間軸的數(shù)目和長度是根據(jù)船舶的大小、機艙的位置，以及機床的加工能力等條件決定。隔壁填料函5 用以保證軸系通過水密隔壁時不影響隔壁的水密性。中間軸承6 承受中間軸的徑向負荷和重量，以減小傳動軸產(chǎn)生的撓度。尾軸（或稱螺旋槳軸）7 一端與中間軸相連接，另一端與螺旋槳軸（或螺旋槳）相連接。一般中小型船舶的尾軸即為螺旋槳軸。尾軸承8 用以支撐尾管。尾軸管9 支撐于尾軸承并承受尾軸作回轉(zhuǎn)運動時所產(chǎn)的激振力。在尾管前后端，設(shè)置密封元件，用以封油和封水。人

15、字架10 固定在船體上，用來支承伸出在船體外的尾軸和尾管的重量。2.3軸系的要求 由于軸系位于水線以下，一部分軸系長期浸泡在水中，工作條件惡劣，受力復(fù)雜：同時受到船體變形、裝載等影響。要求包括以下幾個方面： 1、工作可靠且有較長的使用壽命。 2、盡量采用標準化結(jié)構(gòu)。 3、傳動損失小，以提高推進效率。 4、良好的抗振性能。 5、對船體變形的敏感性小。 6、良好的密封性。 7、質(zhì)量、尺寸要小，提高船舶運行的經(jīng)濟性。三、軸系的種類和工作條件3.1軸系的種類3.1.1單軸系 單軸系軸線布置于船體的中縱剖面上，并平行于船體基線。單軸系的長度主要由中間軸數(shù)目來定，而中間軸的數(shù)目則取決于機艙位置。中機艙的中

16、間軸數(shù)量多，軸系長。凡具有兩節(jié)或兩節(jié)以上中間軸的軸系稱為長軸系;尾機艙的中間軸數(shù)量少，甚至沒有中間軸，軸系較短。凡具有一節(jié)中間軸或無中間軸的軸系稱為短軸系。軸系短不僅便于船艙布置、節(jié)省船舶建造費用，而且便于維護管理。所以日前造船趨勢都是采用尾機艙或近尾機艙的船舶結(jié)構(gòu)。單軸系的特點是:直接傳動、結(jié)構(gòu)簡單可靠、傳動損失小，便于操縱。單軸系多用于大型海船、拖輪及內(nèi)河中小型船舶，如油船、集裝箱船及散貨船等。 圖3-1 單軸系1.機艙后隔艙填料函 2.中間軸 3.中間軸承 4.尾軸 5.尾隔艙填料函 6.尾軸管 3.1.2雙軸系 兩個軸系分別平行對稱布置在船體中縱剖面的兩側(cè)，相對體船基線略有傾斜，以保證

17、螺旋槳充分沒入水中。由于船體結(jié)構(gòu)的限制，螺旋槳至尾軸管距離較遠，尾軸較長，需在船體外部設(shè)置人字架托住懸伸于船外的尾軸。為了便于拆裝將尾軸分為兩段制造，中間用聯(lián)軸器連接。在船體尾軸管內(nèi)的軸段仍稱為尾軸;懸伸在船外的軸段與螺旋槳連接，并由人字架支承，這段軸稱為螺旋槳軸。雙軸系船舶具有高速、機動性好和生命力強的特點。但雙軸系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配套設(shè)備多，如雙軸系為雙機雙槳，建造和修理工作量大，費用高。一般多用于客船和軍用艦船。 圖32 雙軸系 1.中間軸；2.機艙后隔艙填料函 ；3.滾動式中間軸承； 4.液壓聯(lián)軸節(jié) ；5.尾軸； 6.尾軸管 3.2軸系的工作條件船舶軸系的主要零件-中間軸，艉軸等雖然結(jié)構(gòu)簡單

18、，但尺寸大，重量大，一般軸長無與軸徑d之比超過10，所以是擾性軸，容易產(chǎn)生變形。軸系位于船體水線以下部位，運轉(zhuǎn)時不僅受到主機傳動的扭矩作用，軸系自重引起的彎曲變形，而且還受到螺旋槳產(chǎn)生的阻力矩和推理作用。此外，還受到軸系校中，安裝，船體變形，船舶振動及螺旋漿水動力等引起的附加應(yīng)力的周期作用。船舶的緊急停車，頻繁的動操車，或者在臺風(fēng)大浪中劇烈搖擺時，上述情況就更加嚴重，并使軸承負荷加重。傳動軸工作表面與軸承的相對運動還會產(chǎn)生過度磨損，在海水和滑油介質(zhì)中受到腐蝕。所以，船舶軸系在運轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生聲音異常，振動，軸承溫度過高，傳動軸磨損加劇，密封裝置泄漏等損壞，嚴重對甚至產(chǎn)生斷軸事故。四、軸系的布置4.

19、1軸系布置的設(shè)計流程首先確定軸線及軸段的配置；再決定軸承位置和間距等，繪制相關(guān)草圖，再根據(jù)規(guī)范計算確定了基本軸徑，且軸的主要尺寸初步確定的前提下，即可進行軸系的強度校核。有鞋船舶軸系還要進行必要的震動計算和合理校中計算。然后進行軸系部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及選型。最后繪制軸系布置圖。艉軸尾管總圖及有關(guān)部件圖紙。4.2軸系布置設(shè)計前提及內(nèi)容 4.2.1軸系布置設(shè)計的前提 船舶總體設(shè)計，包括船舶主尺度、線型、總布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計完成之后，機艙位置、主機和螺旋槳選型已初步確定。圖41 遠洋萬噸級貨船單軸系布置圖1.尾管裝置 ；2.尾軸； 3.4.5.螺栓、螺母、開口銷； 6.10.11.15.中間軸； 7.8.9.

20、螺栓、螺母、開口銷 ；12.欄桿支柱 ；13.中間軸承 ；14.隔艙填料函 ；16.備用尾軸 4.2.2軸系布置設(shè)計內(nèi)容 軸線數(shù)目、長度、位置及布置確定、軸承的設(shè)置、軸段配置、軸承的布置。主機（或推進機組）輸出法蘭中心與螺旋槳中心的連線稱為軸線，也稱軸系理論中心線4.3主機布置原則 對稱布置：考慮到設(shè)備重量的平衡以及布置和操作的便利。 1、單軸系的軸線一般布置在船舶的縱中剖面上； 2、雙軸系的軸線一般對稱布置于船舶縱中剖面兩側(cè)，即對稱布置在船舶兩舷； 3、三根軸系的船舶，一根布置在船舶的縱中剖面上，其余兩根對稱布置在左右兩舷。多軸系的間距由船舶總體設(shè)計確定。五、軸線的數(shù)目、長度、位置及布置 主

21、機（或推進機組）輸出法蘭中心與螺旋槳中心的連線稱為軸線，也稱軸系理論中心線。5.1軸線的數(shù)目 軸線的數(shù)目取決于船型、航行性能、生命力、主機型式和數(shù)量、經(jīng)濟性、可靠性等因素。軸線的數(shù)目早在總體初步設(shè)計階段已決定。 例如：1、大型貨船、油船多采用單軸線； 2、對于要求航速高、操縱靈活、機動性好、工作可靠,而吃水受到一定限制的客船、拖船、集裝箱船及其他有特殊要求的船舶，多采用兩根軸線； 3、軍船為了提高生命力、航速和機動性，多采用三根，甚至四根軸線。 5.2軸線及軸線的長度的確定 軸線是一根線段，它的長度與位置決定于兩個端點。前端點為主機（或推進機組）的輸出法蘭中心，后端點為螺旋槳的槳轂中心。在軸線

22、總長度確定之后，統(tǒng)籌考慮船體尾部線型和結(jié)構(gòu)、隔艙壁位置、各軸承負荷情況、工廠的加工能力以及軸系在機艙內(nèi)的裝拆要求等因素，決定螺旋槳軸、中間軸等傳動軸的配置及各軸段長度。5.3軸線的布置傳動軸系通常由位于同一直線上的軸聯(lián)接起來，這種位于同一直線上的軸中心線稱為軸線。商船軸線的數(shù)目一般不超過3根；遠洋貨船往往用1根，一些船速較快、經(jīng)常進出港口的客船或集裝箱船往往用2根。單槳船的軸線布置在縱中剖面上，雙槳船的軸線常對稱布置在兩舷。由于機艙位置的不同，軸線的長度差別很大，尾部機艙的軸線較短，有的不用中間軸，而使推力軸直接和尾軸相連。船中機艙的中間軸段數(shù)目較多，軸線往往很長，這時在機艙和尾尖艙必須圍成水

23、密的走廊，以使軸系與貨艙隔開。此水密走廊稱為軸隧或地軸弄。軸隧用水密門與機艙相通，水密門的開關(guān)應(yīng)能兩面操作并在機艙以外進行遠距離操作。隧頂一般高2m以上，隧寬應(yīng)能保證人行和檢修。隧道的尾部一般設(shè)有逃生洞（孔）、此孔通過鋼梯直通船尾甲板，航行中逃生孔在尾甲板的水密門不應(yīng)上鎖，以便應(yīng)急時使用。同時軸隧的尾部常留有較大空間，供存放備用尾軸及其專用工具和附件。如圖1-4圖51 軸線的傾角和偏角 在主機位置和螺旋槳的位置確定后，軸線位置和長度便可決定。軸線首尾兩個端點中，前面一個是主機功率輸出端法蘭中心，后面一個是螺旋槳中心。理想軸線位置最好與船體的龍骨線（基線）平行，而在多軸線時，軸線還應(yīng)保持與船縱中

24、剖面相對稱。但是理想的軸線難于實現(xiàn)，通常為保證螺旋槳有一定的沉深，不得不使軸線向尾部傾斜一定的角度，即單軸系：軸線與龍骨線不平行，一般傾斜角=0-5； 而雙軸系船為保證雙槳工作時不造成干擾，允許軸線在水平投影面上離開縱中剖面偏斜一個角度，即雙軸系：除傾斜角外，雙軸線本身也不平行，一般偏斜角=0-3。 當(dāng)軸線出現(xiàn)傾斜和偏斜時，螺旋槳輸出的推力將受到損失，這一方面是由于螺旋槳推力與船舶運動方向不一致，另一方面軸線傾斜使軸系重量產(chǎn)生方向朝后的軸向分力而抵消了一部分推力。六、傳動軸、軸承的布置6.1傳動軸系概述傳動軸系通常由位于同一直線上的軸聯(lián)接起來，這種位于同一直線上的軸中心線稱為軸線。商船軸線的數(shù)

25、目一般不超過3根；遠洋貨船往往用1根，一些船速較快、經(jīng)常進出港口的客船或集裝箱船往往用2根。單槳船的軸線布置在縱中剖面上，雙槳船的軸線常對稱布置在兩舷。由于機艙位置的不同，軸線的長度差別很大，尾部機艙的軸線較短，有的不用中間軸，而使推力軸直接和尾軸相連。船中機艙的中間軸段數(shù)目較多，軸線往往很長，這時在機艙和尾尖艙必須圍成水密的走廊，以使軸系與貨艙隔開。此水密走廊稱為軸隧或地軸。從曲軸動力輸出端法蘭到螺旋槳間的軸及其軸承統(tǒng)稱為傳動軸系，簡稱軸系。軸系的組成組要包括：中間軸及中間軸承、及推力軸及推力軸承、尾軸或螺旋槳軸及尾管內(nèi)的尾軸承將主機曲軸的動力矩傳給螺旋槳，以克服螺旋槳在水中轉(zhuǎn)動的阻力矩；同

26、時又把螺旋槳產(chǎn)生的推力傳給推力軸承，以克服船舶航行中阻力。1扭矩 m=60/2p/n103= 9.55p/n103 (nm) （公式4-1） 式中： p軸傳遞的功率,kw； n軸的轉(zhuǎn)速，rpm。2推力 t=1.852x 2/60pp p/v （公式4-2） =1.94ppp/v（kn） 式中： pp螺旋槳吸收的功率，kw； v船舶的航速，kn； p螺旋槳的效率。 p=txvp/mx（2 n）3工作條件：（1）軸承承受很大的扭矩和推力，扭矩產(chǎn)生扭應(yīng)力，推力產(chǎn)生壓應(yīng)力（當(dāng)正航時）；（2）自重產(chǎn)生彎曲應(yīng)力；（3）附加應(yīng)力，包括安裝誤差、船體變形、軸系扭振及縱橫振動、螺旋槳不均勻水動力產(chǎn)生；（4）附加

27、彎曲應(yīng)力：風(fēng)浪天中螺旋槳上下運動引起的；（5）軸與軸承摩擦造成磨損；（6）尾軸管軸承用海水潤滑時還受到海水腐蝕。對軸系的要求：足夠的剛度和強度；傳動損失少；對船體變形適應(yīng)性好；工作中不產(chǎn)生扭振，縱橫振；良好的密封、潤滑和冷卻；維護管理方便。6.2中間軸及中間軸承6.2.1中間軸及中間軸承作用l/3l連接法蘭中間軸承中間軸圖61 中間軸及中間軸承作用：連接推力軸和尾軸，傳遞扭矩及推力，承受中間軸重量，軸線定位。中間軸承底座通過螺栓與船體剛性連接，船體因受水壓、裝載等因素影響而產(chǎn)生變形（尤其垂向），軸承隨之變位，從而產(chǎn)生附加負荷。 r=kel/l3 （公式4-3）當(dāng)變位量一定時，軸承間距愈小，當(dāng)軸

28、承變位時，它對軸線的牽制作用愈大，其附加負荷也愈大，故軸承的間距太小是不利的，應(yīng)對它有所限制。6.2.2中間軸的強度校核； （1）由主機扭矩引起的扭應(yīng)力； （2）由螺旋槳推力所產(chǎn)生的壓縮推力； （3）由中間軸重量所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力； （4）由安裝誤差引起的附加彎矩應(yīng)力；(5）合成應(yīng)力； （6）安全系數(shù):許用安全系數(shù)一般由經(jīng)驗確定，可以考慮以下幾個方面： a. 軸的負載情況； b. 材料的性質(zhì)及加工和裝配質(zhì)量； c. 軍用船舶軸系的工作條件比商船有利，計算軸徑按最大負載計算依據(jù)的。6.3推力軸與推力軸承在船舶軸系中，推力軸的一端與發(fā)動機或齒輪相連接。它的軸頸略大于中間軸，長度通常較短，只要能與推力

29、軸承匹配就足夠了。推力軸的兩端的結(jié)構(gòu)有整鍛法蘭式和可拆聯(lián)軸節(jié)式兩種，除了用滾動式推力軸承的的推力軸外，一般使用滑動式的推理軸均為整鍛法蘭型式，并設(shè)有推力環(huán)。在推理換的兩側(cè)有推力塊與其配合，用來承受和傳遞螺旋槳的推力。1、作用：將螺旋槳產(chǎn)生的推（拉）力通過尾軸、中間軸和推力軸作用到推力軸承上，并通過推力軸承傳給船體，即傳遞推拉力；同時為軸系軸向定位；在曲軸和推力軸直接連接時也給曲軸軸向定位。為減少軸系撓度而設(shè)置的支撐點，承受中間軸的重量以及軸系變形和各種形式的運動造成的附加徑向負荷。2、分類： （1）、按軸承形式分為：滑動式與滾動式（常用雙列向心滾子軸承，用于小型船）； （2）、按潤滑方式分為：

30、單油環(huán)式（小型船）、雙油環(huán)式與油盤式（用于中大型船舶）。油環(huán)式通常無上軸瓦，過去雙油環(huán)滑動式中間軸承為多見；油盤式中間軸承一般有上瓦，油盤緊固在軸上，裝在后部，目前則多采用固定油盤式中間軸承。 下圖為整鍛法蘭式推力軸：圖62 整鍛法蘭式推力軸 1-連接法蘭；2-軸干；3-甩油環(huán)；4-軸頸：5-推力環(huán)系軸向定位3、工作原理（推力傳遞過程，圖4-3-3）：螺旋槳的推力推力環(huán)推力塊調(diào)整圈軸承座（船體）；推力軸承工作中是在液體動力潤滑條件下，靠軸的回轉(zhuǎn)所建立的動力油壓來傳遞推力的。 螺旋槳推力環(huán)油膜推力塊推力軸承座船體6.4螺旋槳軸、尾軸及尾軸裝置6.4.1尾軸尾軸（圖6-3）是穿過尾軸管伸出船尾的軸

31、。在單軸系船上它是軸系中最末一段軸，其首端與最后一個中間軸法蘭相連，尾端安裝螺旋槳，也稱螺旋槳軸。尾軸管裝置布置在船體尾部，其任務(wù)一是支撐螺旋槳軸，二是保持船體的水密，防止弦外水的大量漏入或潤滑油的外泄。圖6-3 尾軸按圖結(jié)構(gòu)分別又：法蘭a（或可拆聯(lián)軸器時帶錐度前端有螺紋）、軸干b和d、軸頸c（最后一道中間軸承）、軸頸e（尾軸管總成、包括尾軸管本體、尾軸承、首尾密封）、錐形軸f（裝螺旋槳的軸段，有鍵槽）、螺柱g組成。材料：優(yōu)質(zhì)碳鋼法蘭連接螺栓：緊配螺栓水潤滑尾軸管有防腐銅套：用于防止海水腐蝕和減少軸與軸承磨損。分段組成，接縫處搭疊，紅套后滾壓輾平，防止海水漏入配合間隙，使軸遭受腐蝕。尾軸軸干裸

32、露在海水中的部分，一般涂有玻璃鋼保護層。 6.4.2螺旋槳與尾軸聯(lián)接方式：（1）機械聯(lián)接：錐面配合鍵連接，后螺母緊固，螺柱螺紋方向與螺旋槳正轉(zhuǎn)方向相反，正車時自動鎖緊，倒車時靠螺母外側(cè)所設(shè)的防松片來防止松動。螺母外邊設(shè)導(dǎo)流罩（水密），以減少螺旋槳水動力損失及防止螺紋銹蝕，用螺栓固定在槳轂上。（2）液壓無鍵聯(lián)接：螺旋槳裝在軸上，用油泵將壓力油送入使槳轂孔脹開，螺母內(nèi)部裝液壓千斤頂送入壓力油后推動螺旋槳前移，當(dāng)達到規(guī)定位置后，先放槳轂壓力油，后放千斤頂壓力油，上緊螺母即可。 螺旋槳與尾軸安裝配合連接時應(yīng)考慮以下幾個問題：（1）支承軸頸和密封軸頸處因間隙不合適、軸線不正、潤滑不良等造成擦傷、過度磨損

33、、燒傷和銹蝕；（2）紅套處滑移或過盈不足造成裂紋；（3）錐形軸過度處和鍵槽處因疲勞、振動和撞擊出現(xiàn)裂紋；(4)軸頸和軸干因密封不良而銹蝕。6.4.3尾軸管裝置 組成：由尾軸管本體、尾軸承、密封裝置、潤滑冷卻系統(tǒng)組成。由于尾軸管裝置工作條件差、發(fā)生故障后果往往很嚴重、進行修理需要進船塢等特點，從設(shè)計、制造到管理各部門對它都特別注意。作用：支承螺旋槳和尾軸的重量（尾軸承）；防止海水漏入船內(nèi)、滑油漏入機艙或漏出船外（密封裝置）。6.5螺旋槳的布置螺旋槳的布置與定位由船體總體設(shè)計決定，其原則是保證螺旋槳可靠而有效地工作。 1、螺旋槳應(yīng)有一定的浸沒深度。單槳船的浸沒深度e=（0.25-0.30）d，雙槳

34、船的浸沒深度e=（0.4-0.5）d。d為螺旋槳直徑； 2、螺旋槳不應(yīng)超出船體中部輪廓之外； 3、葉梢應(yīng)盡量高于船體基線以避免螺旋槳在淺水區(qū)域航行時被碰壞； 4、葉梢與尾柱距離d不能太小，否則受葉梢處的高速水流沖刷，尾柱易被浸蝕； 5、槳和舵葉之間也要留有一定間隙； 6、螺旋槳和船體外板間距c不應(yīng)太小，以免造成船體的振動及不必要的附加阻力。6.6尾軸密封裝置尾軸和尾軸承之間按規(guī)定要留有一定的間隙，尾軸又處于水面以下，工作時需要潤滑和冷卻，因此為了防止舷外水沿尾軸流入船內(nèi)及潤滑油漏泄，在尾軸管中必須設(shè)置密封裝置。密封裝置按所處的位置不同，可分為首密封和尾密封。對于油潤滑尾軸承，其首密封裝置是用來

35、阻止滑油漏入機艙內(nèi)，而尾密封裝置既阻止滑油外漏舷外，以免污染海域，又阻止舷外水內(nèi)漏。對于水潤滑尾軸承，僅設(shè)置首密封裝置，用來控制尾軸承的冷卻水量。對密封裝置的主要要求：工作可靠、耐磨性好、消耗的摩擦功小、散熱性好，此外，還要求密封元件有很好的跟蹤性，使其在尾軸下沉、跳動、軸向竄動及偏心轉(zhuǎn)動時仍保持較好的密封性能。 1、填料函式首密封水潤滑式尾軸承的首密封裝置。阻止舷外水大量流入機艙是靠牛油填料，其用壓蓋壓緊在垂直方向上可調(diào)節(jié)的填料函殼體，當(dāng)尾軸承磨損而使尾軸下沉?xí)r，可調(diào)整填料函殼體，確保殼體與軸頸同心。有的填料函處設(shè)有牛油杯，填料內(nèi)設(shè)分油杯。為防止泥沙沉積在首密封處和加強冷卻一般設(shè)強力循 環(huán)水

36、系統(tǒng)。圖64 填料函式首密封2、simplex型密封裝置用于白合金尾軸承的首尾密封裝置。其材料為特種耐油橡膠圈，做首密封時，只有向后翻的兩道密封圈，用于阻止滑油外漏機艙；做尾密封時，由三個唇部裝有箍緊彈簧的橡膠密封圈所組成，一道向前翻，用以阻止尾軸管中滑油外漏船外，兩道向后翻，用來阻止舷外水和泥沙進入尾軸管。圖64 型密封裝置 這種裝置可以在車間預(yù)先安裝后，連同耐磨襯套一起送到船上安裝就位。磨損檢測器6用來探測尾軸承及密封元件的磨損情況及工作性能。密封裝置中各密封油腔（密封圈之間的空間）中應(yīng)充以滑油，滑油可從螺塞處預(yù)先灌入再封死，也可以采用單獨的重力油柜供油，以潤滑密封圈。 唇部凹槽處設(shè)有箍緊

37、彈簧，頭部1由支撐環(huán)和中間環(huán)夾緊，腰部2柔性好，提高了密封性和跟蹤性。 圖65 改進型密封圈1、頭部；2、腰部；3、唇部 此外尚有機械式端面密封裝置、端面密封-唇口密封組合式密封裝置、金屬環(huán)式（油冷式）密封裝置等。6.7尾軸管的潤滑和冷卻當(dāng)船舶航行時，尾軸承及密封裝置是容易發(fā)熱的部件，必須進行潤滑和冷卻。尾軸管裝置的潤滑劑通常只有水和滑油。6.7.1水潤滑尾軸管靠舷外水流入潤滑，冷卻靠舷外水和尾尖艙水冷卻，首部密封處設(shè)循環(huán)冷卻水。6.7.2油潤滑尾軸管靠設(shè)重力油柜來進行循環(huán)冷卻，中小型船靠手搖補油（自然循環(huán)式）；大型船采用間歇循環(huán)工作。 7、 軸系合理校中設(shè)計7.1 計算軸的基本直徑 軸的直徑

38、d應(yīng)不小于按下式計算的值： 公式中： d軸的直徑m m； f推進裝置型式系數(shù)； f95，對于渦輪推進裝置具有滑動型聯(lián)軸節(jié)的柴油機推進裝置和電力推進裝置； f100，對于所有其他型式的柴油機推進裝置； c不同軸的設(shè)計特性系數(shù)具體數(shù)值見表214； ne軸傳遞的額定功率，k w； ne軸傳遞ne的額定轉(zhuǎn)速，r /min； b軸材料的抗拉強度。對于中間軸若800mpa時，取800mpa；對于螺旋槳軸和尾管軸若600 mpa時，取600mpa。 八、船舶軸系的安裝8.1確定軸系理論中線理論軸系中線是安裝軸系的基準，軸系中線可通過拉鋼絲線法或光學(xué)儀器法確定，由于拉鋼絲線確定軸系中線存在鋼絲自重下垂產(chǎn)生的誤

39、差，所以拉鋼絲法定中主要用于短軸系，當(dāng)軸系長度超過1520m時，就應(yīng)采用光學(xué)準直儀或激光準直儀來確定軸系中線。 8.1.1初步拉線 （1）在兩基準靶間穿入鋼絲，采用吊重物的方法進行拉線。鋼絲要求為彈簧鋼材料，無銹無痕、無扭曲；重物重量按25kg。調(diào)整基準靶鋼絲位置，使鋼絲通過兩基準點。此時，拉緊的鋼絲就是軸系的理論中心線。（2）測量基準點間的距離，軸線左右偏差1mm。用水平管測量兩基準點的高度差。偏差1mm。根據(jù)拉線結(jié)果，確定舵槳座位置，安裝舵槳座。舵槳座下表面到舵槳軸線理論數(shù)值為500mm，要求偏差3mm，否則，要重新調(diào)整軸系中心線。（3）根據(jù)拉線結(jié)果，確定中間軸承座位置，安裝中間軸承座。中

40、間軸承座上表面到中間軸線理論數(shù)值為212mm，要求偏差2mm，否則，要重新調(diào)整軸系中心線。 (4）根據(jù)拉線結(jié)果，確定主機位置，安裝主機座。測量主機座面板到軸系理論中心線的垂直距離并記錄。理論數(shù)值為447mm，要求偏差3mm，否則，要重新調(diào)整軸系中心線。 (5)所有檢驗合格后，在船體結(jié)構(gòu)上做出兩基準點和兩基準靶點的位置標記，作為精拉線時參考。8.2精確拉線 舵槳座，中間軸承座，主機座安裝焊接后，精確拉線。 1、按照初拉線時留下的標記，并檢驗其位置的準確性，重新拉線。檢驗軸線的傾斜角度和主機座墊塊厚度滿足設(shè)計要求。 2、根據(jù)精拉線的軸系理論中心線，安裝主機、中間軸承死墊。 3、設(shè)備死墊安裝方法 4

41、、根據(jù)拉線確定的設(shè)備精確位置，確定機腳（以螺栓孔為中心）的相應(yīng)位置，在此位置劃線確定死墊位置； 5、拉線校核機座精度，盡可能用死墊高度來補償機座的高度誤差，因此每塊死墊實際高度與理論高度可能有差異，則每塊死墊加工前應(yīng)編號，以免裝錯； 6、死墊機加工，上表面有1:100的斜度； 7、死墊上船就位（注意斜度方向），將墊塊卡緊在機座上，用0.10mm塞尺檢查應(yīng)插不進，否則應(yīng)重新研配直到達到要求； 8、按十字線位置對稱點焊固定，然后對稱焊焊牢. 9、在拉線鋼絲拆去前，應(yīng)在舵槳座，各中間軸承座，主機座面板做軸線標記。8.3船臺鏜孔定位船臺鏜孔是指對人字架及尾柱上安裝尾軸管的孔，首先在車間內(nèi)進行粗加工，留

42、下的精加工余量待在船體上裝配焊接好之后，再用專門的鏜孔機在現(xiàn)場就地進行鏜孔。這里定位是按基準光學(xué)儀的主光軸進行鏜桿的定位，或在所加工孔的端面上劃出鏜控線和檢驗圓線，再按鏜孔線進行鏜桿的定位，之后進行鏜孔。當(dāng)人字架、尾柱，前轂，中間軸承等部件上的孔的中心線與軸系中線重合的情況下，才可保證裝入尾軸管或軸承孔的軸心線與軸系中線重合。8.4安裝尾軸管裝置、尾軸和螺旋槳 8.4.1安裝尾軸管尾軸管可在車間里據(jù)船體構(gòu)件上所鏜好孔的實際尺寸，車削其外徑和配合臺肩的間距。尾軸管軸承可在車間里預(yù)先裝入尾軸管內(nèi)，也可以在尾軸管裝入船體之后再裝入。將尾軸管插入船體轂的配合面時，可采用液壓千斤頂從端面施加力壓人，或采

43、用大錘錘擊的方法打人。尾軸管插入后螺母鎖緊。裝好尾軸管后，即可對尾尖艙灌水作密封試驗，以檢驗尾軸管與軸轂孔前端面和隔艙壁加強板問有無泄漏。裝配潤滑油管、冷卻水管和閥件等。 8.4.2裝入艉軸裝好艉軸管后即可將艉軸插入。為了安裝方便，艉軸一般設(shè)計成前端有可拆聯(lián)軸的形式，能從船體外部向內(nèi)插入艉軸管。艉軸插入艉軸管后，用長塞尺測量艉軸與艉軸管軸承的左右及下部間隙。左、右間隙應(yīng)在直徑間隙的4060之間；下部測量時，艉軸與軸承應(yīng)貼合良好，0.05mm的塞尺應(yīng)插不進去。 8.4.3裝密封裝置艉軸管密封裝置的裝配工作是在插入艉軸后進行。所裝配好的密封裝置，應(yīng)保證艉軸軸承磨損到極限間隙時，艉軸也不會與密封壓蓋

44、及分油環(huán)等零件發(fā)生直接摩擦。對于橡皮筒式端面密封裝置，在裝配時應(yīng)合理地調(diào)整橡皮筒的壓縮量。密封裝置裝配好后，接通潤滑及冷卻管路，然后就可進行泵油試驗，以檢查有無漏油現(xiàn)象。在泵油試驗時，可慢慢地轉(zhuǎn)動艉軸。 8.4.4安裝螺旋槳螺旋槳與尾軸連接方式分為有鍵連接、液壓連接及環(huán)氧樹脂膠合連接等，我廠采用有鍵連接的居多。螺旋槳與艉軸連接之前，其錐孔應(yīng)在車間里與艉軸的錐面刮配好，安裝時用起吊工具將螺旋槳托起對準鍵槽后套進艉軸錐面上，因為錐面起傳遞主機扭矩作用，因此此處配合為過度配合，必須用液壓千斤頂將螺旋槳壓向艉軸錐面規(guī)定的位置上，也可以用大錘敲擊扳手以擰緊尾軸螺母的方法將螺旋槳壓緊在尾軸規(guī)定的位置上。軸

45、系在船臺安裝結(jié)束后，船舶就可以下水進行軸系的校中。8.4.5螺旋槳安裝螺旋槳常用安裝法：機械聯(lián)接：錐面配合鍵連接，后螺母緊固，螺柱螺紋方向與螺旋槳正轉(zhuǎn)方向相反，正車時自動鎖緊，倒車時靠螺母外側(cè)所設(shè)的防松片來防止松動。螺母外邊設(shè)導(dǎo)流罩（水密），以減少螺旋槳水動力損失及防止螺紋銹蝕，用螺栓固定在槳轂上 液壓無鍵聯(lián)接：螺旋槳裝在軸上，用油泵將壓力油送入使槳轂孔脹開，螺母內(nèi)部裝液壓千斤頂送入壓力油后推動螺旋槳前移，當(dāng)達到規(guī)定位置后，先放槳轂壓力油，后放千斤頂壓力油，上緊螺母即可。 環(huán)氧樹脂粘結(jié)： 目前，中小型船舶廣泛采用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑來安裝螺旋槳，如圖所示。常用的粘結(jié)劑配方（質(zhì)量比）為：e-40或e-42環(huán)氧樹脂 100鄰苯二甲酸二丁酯 15乙二胺 7圖81 螺旋槳膠合結(jié)構(gòu)1、環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑 ；2、螺旋獲 ；3、尾軸 在現(xiàn)場配好粘結(jié)劑后，均勻地涂于尾軸和螺旋槳的配合錐面上，然后迅速將螺旋槳套進尾軸，并旋緊螺母。螺旋槳的兩端各有一小段長度與尾軸緊密配合，用以保證螺旋槳的正確位置和不讓粘結(jié)劑流失，要求一端貼緊時另一端用0.05mm的塞尺插不進。 膠合工藝如下：（1）將螺旋槳和尾軸螺母與尾軸試裝一次。（2）清洗膠合