第二章推進裝置設(shè)計

1、第二章推進裝置設(shè)計第二章推進裝置設(shè)計 能力目標能力目標：掌握推進裝置總體設(shè)計的基本原則；掌握圖譜法主機選型設(shè)計的方法。掌握傳動設(shè)備的選型方法。 知識目標知識目標：掌握各種傳動型式的特點；掌握傳動設(shè)備的工作原理；掌握軸系校中計算的基本方法第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 推進裝置是船舶動力裝置的重要組成部分，它包括主機、傳動設(shè)備、軸系和推進器等。其作用是由主機發(fā)出功率，并通過傳動設(shè)備和軸系將功率傳遞給推進器，以推進船舶。 推進裝置的設(shè)計是根據(jù)船舶設(shè)計任務(wù)書的要求，設(shè)計出一套經(jīng)濟、可靠、機動性及操縱性好的推進裝置。具體的內(nèi)容一般包括推進裝置的型式確定，主機的選型，軸軸系的設(shè)計系的設(shè)計以及傳動設(shè)備的計算與選型

2、。 圖圖2-12-1某船推進裝置簡圖某船推進裝置簡圖1-1-主機；主機；2-2-高彈性離合器；高彈性離合器；3-3-減速齒輪箱；減速齒輪箱；4-4-中間軸；中間軸；5-5-軸承座；軸承座；6-6-螺旋槳軸；螺旋槳軸；7-7-定距螺旋槳定距螺旋槳第二節(jié)推進裝置型式的確定與選型分析第二節(jié)推進裝置型式的確定與選型分析2.12.1推進裝置的傳動方式與組合選擇推進裝置的傳動方式與組合選擇1.1.直接傳動推進裝置直接傳動推進裝置主機直接通過軸系把功率傳給螺旋槳，在主機與軸系中間無其它傳動設(shè)備在任何工況下，螺旋槳與主機具有相同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向。軸系軸系主機主機螺旋槳螺旋槳直接傳動推進裝置多用于：大型商船，單機單

3、槳；直接傳動推進裝置多用于：大型商船，單機單槳；客船，多為雙機雙槳?？痛酁殡p機雙槳。優(yōu)點：優(yōu)點：1.結(jié)構(gòu)簡單，維護管 理方便，只要安裝定 位正確，平時管理只 要注意軸系的潤滑和 冷卻； 2.經(jīng)濟性好；傳動效 率高；可采用劣質(zhì) 油；螺旋槳 效率高 3.主機多為大型低速 柴油機，因此噪聲 小，振動?。ㄒ虻?速）； 4.工作可靠，壽命長。缺點：缺點：1.重量尺寸大；不 適用于要求機艙小的 特種船舶 2.倒車及機動性能 差，要求主機可逆轉(zhuǎn) 3.非設(shè)計工況下經(jīng)濟 性差（因耗油率增大） 4.微速受限于主機的 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（耗油 率增大，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)）2 2間接傳動推進裝置間接傳動推進裝置通過傳動設(shè)備將主機

4、與軸系連接在一起的一種傳動方式。主機轉(zhuǎn)速與螺旋槳轉(zhuǎn)速有差別或保持一定的速比。軸系軸系主機主機螺旋槳螺旋槳減速器減速器/離合器離合器軸帶發(fā)電機軸帶發(fā)電機(Shaft generator)特點：(1)主機功率經(jīng)軸系、傳動設(shè)備傳給螺 旋槳; (2)機槳不同轉(zhuǎn)速； (3)機槳可同軸，也可不同軸。分類:（按中間傳動設(shè)備型式）: (1)帶齒輪減速器（一級或多級）； (2)只帶離合器； (3)帶減速器和離合器。間接傳動推進裝置多用于中小型船舶主機；采用大功間接傳動推進裝置多用于中小型船舶主機；采用大功率中速機、汽輪機、燃氣輪機船主機或聯(lián)合主機之一率中速機、汽輪機、燃氣輪機船主機或聯(lián)合主機之一。優(yōu)點：優(yōu)點：1

5、.主機轉(zhuǎn)速不受螺旋槳低 速要求的限制，只要減速比 適當(dāng)，螺旋槳效率可達最 佳； 2.軸系布置比較自由，可、 同心布置，也可不同心布 置，改善螺旋槳工作條件； 3.帶正倒車離合器時主 機不必換向，從而使主機 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，管 理方便，同時操縱性和機 動性得到提高； 4.有利于采用多機并聯(lián) 運行及設(shè)置軸帶發(fā)電機。缺點：缺點：1.軸系結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 2.傳動效率低。3.特殊傳動推進裝置特殊傳動推進裝置電力傳動；可調(diào)螺距螺旋槳傳動；液壓馬達傳動；Z型推進和同軸對轉(zhuǎn)螺旋槳傳動等。 1）可調(diào)螺距螺旋槳推進裝置）可調(diào)螺距螺旋槳推進裝置 通過改變螺旋槳螺距來改變船舶航速和正倒航向。 特點：在部分負荷下能有較

6、好的經(jīng)濟性；能適應(yīng)船舶阻力的變化，充分利用主機的功率；機構(gòu)比較復(fù)雜、造價高。2）電力傳動推進裝置）電力傳動推進裝置是主機驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電，然后并網(wǎng)，再由電網(wǎng)供電給電動機驅(qū)動螺旋槳的一種傳動型式。電力傳動推進裝置主要應(yīng)用：工程船和特種船（如電力傳動推進裝置主要應(yīng)用：工程船和特種船（如拖輪、渡輪、挖泥船、漁船、破冰船）拖輪、渡輪、挖泥船、漁船、破冰船）優(yōu)點優(yōu)點: :1.機槳無機械聯(lián)系,不 設(shè)中間傳動軸，軸系短 2.主機布置自由 3.主機可恒速運轉(zhuǎn)， 不用換向 4.操縱性能好且迅速 因螺旋槳的反轉(zhuǎn)是依靠 電動機電流方向的改變 而實現(xiàn)的同時倒車功率 等于正車功率。 5.便于實現(xiàn)遙控 6.停航時，主機發(fā)

7、出 的電力可作其它用途缺點：缺點：1.需要經(jīng)過機械能變 電能、電能變機械能 的兩次能量轉(zhuǎn)換，傳 動效率低； 2.增加了主發(fā)電機和 主電動機，使動力裝 置總重量和尺寸都增 大，造價和維護費用 提高。3 3）Z Z型傳動推進裝置型傳動推進裝置主機經(jīng)萬向軸和軸系帶動螺旋槳、螺旋槳軸可360回轉(zhuǎn)，船舶不設(shè)舵。1-1-主機主機 2-2-聯(lián)軸器聯(lián)軸器 3-3-離合器離合器 4-4-萬向萬向軸軸 5-5-滑動軸承滑動軸承 6-6-彈性聯(lián)軸節(jié)彈性聯(lián)軸節(jié) 7-7-滾滾動軸承動軸承 8-8-上水平上水平軸軸 9-9-上部螺旋錐上部螺旋錐齒輪齒輪 10-10-渦輪蝸桿渦輪蝸桿裝置裝置 11-11-齒式聯(lián)軸齒式聯(lián)軸器

8、器 12-12-垂直軸垂直軸 13-13-螺旋槳螺旋槳 14-14-下部螺下部螺旋錐齒輪旋錐齒輪 15-15-下水下水平軸平軸 16-16-旋轉(zhuǎn)套筒旋轉(zhuǎn)套筒 17-17-支架支架 14 優(yōu)點：優(yōu)點： 省舵、尾軸管，船尾狀簡單，阻力小 操縱性能好，可原地回轉(zhuǎn) 與中高速機連用，且不設(shè)單獨的減速裝置 主機不用換向，壽命延長3）同軸對轉(zhuǎn)螺旋槳傳動裝置）同軸對轉(zhuǎn)螺旋槳傳動裝置4.4.選擇傳動方式的四個原則選擇傳動方式的四個原則1）按船舶用途、種類與要求）按船舶用途、種類與要求航行工況穩(wěn)定的船舶，推進裝置大多數(shù)是單機單槳直接傳動，螺旋槳使用定距槳，在設(shè)計工況下推進效率較高?？痛筝^高的航速，吃水相對較淺

9、，同時考慮其安全性能、機動性和操縱性要求較高，因此，其推進裝置多采用雙機雙槳。如果主機采用中、高速機，則必須采用間接傳動。工況變化頻繁的船舶，機動性要求高，而且機艙尺寸有限，故采用中、高速機，多機多槳，并采用間接傳動或調(diào)距槳。對于特殊的工程船可采用電力傳動裝置。4.4.選擇傳動方式的四個原則選擇傳動方式的四個原則2）按主機總功率的大?。海┌粗鳈C總功率的大小： 主機總功率若要求過大，則采用多機多槳，多機單槳等形3 3）按船舶航區(qū)的吃水深度：）按船舶航區(qū)的吃水深度： 吃水深度影響螺旋槳的直徑。4）按推進裝置的經(jīng)濟性：）按推進裝置的經(jīng)濟性： 初始投資、運輸成本等等。2.22.2主機的選型分析主機的選

10、型分析 主機選型是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的技術(shù)要求以及船體設(shè)計所提供的資料來進行的，與螺旋槳的設(shè)計密切相關(guān)。 推進裝置的選型是通過船、機、槳匹配計算和分析選定螺旋槳參數(shù)和主機功率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，在滿足設(shè)計的技術(shù)要求基礎(chǔ)上，同時考慮重量和尺寸、油耗、造價、可靠性、可維度、使用壽命、等因素，選擇一套從主機到螺旋槳的最佳方案。 機槳匹配計算可分為初步匹配初步匹配和終結(jié)匹配終結(jié)匹配兩階段。初步匹配設(shè)計初步匹配設(shè)計 已知船體主尺度、船體的有效功率曲線、船舶要求的航速 ，螺旋槳的直徑D或轉(zhuǎn)速n、確定螺旋槳的效率 、螺距比p/D、螺旋槳的最佳直徑及所需主機的功率，便于主機與傳動設(shè)備的選型。 初步匹配設(shè)計有兩種方案:

11、1）已知螺旋槳直徑D求轉(zhuǎn)速n；2）已知螺旋槳轉(zhuǎn)速n求直徑D。0sV相對旋轉(zhuǎn)效率散水效率；軸系傳遞效率；航速；伴流分數(shù)；推力減額分數(shù)；注：0aVt 由圖23和圖24可以得出螺旋槳的效率、螺距比p/D、螺旋槳的最佳直徑（或轉(zhuǎn)速）及所需主機的功率和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，我們可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)來選定主機。在選擇主機時還要考慮其它一些因素，如：功率儲備問題；傳動型式是直接還是間接傳動或特殊傳動；是否需要減速，速比為多少等。 終結(jié)匹配設(shè)計終結(jié)匹配設(shè)計 按照初步匹配設(shè)計所確定的主機功率與轉(zhuǎn)速所選用的主機與傳動設(shè)備，其功率與轉(zhuǎn)速與初步匹配設(shè)計時不完全相同，還需要進行終結(jié)匹配設(shè)計。終結(jié)匹配設(shè)計即是根據(jù)選定主機的功率和轉(zhuǎn)速、

12、傳動設(shè)備與軸系的傳送效率，算得槳的收到功率、槳的功率、船身效率等，計算船船舶所能達到的航速和螺旋槳的最佳要素。終結(jié)匹配設(shè)計由表23所列步驟計算，結(jié)果由作圖25確定。 以上是針對某一盤面比的槳進行計算的，在實際匹配設(shè)計中還要選擇若干盤面比的梁來進行比較，得出不同盤面比所能達到的航速和螺旋槳要素，然后進行螺旋槳的空泡計算校核，得出其不發(fā)生空泡的最小盤面比的螺旋槳及所對應(yīng)的最大航速和螺旋槳參數(shù)。 主機選型中考慮的問題主機選型中考慮的問題 通過匹配設(shè)計，得出為達到船舶所要求的航速而需要的主機功率與最佳轉(zhuǎn)速。然后在現(xiàn)有的主機中選取最合適的主機。還有一些具體的要求需要考慮 ： 重量與尺寸 功率與轉(zhuǎn)速 燃油

13、與滑油 主機的造價、壽命及維修 振動與噪聲 柴油機的熱效率與燃油消耗率3.1軸系的任務(wù)；軸系的任務(wù)；3.2軸系的組成；軸系的組成；3.3對軸系的要求對軸系的要求第三節(jié)第三節(jié) 軸系的任務(wù)、組成與設(shè)計要求軸系的任務(wù)、組成與設(shè)計要求3.1軸系的任務(wù)軸系的任務(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)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。 3.2軸系的組成軸系的組成船舶軸系主要包括：船舶軸系主要包括：傳動軸（中間軸、推力軸、尾軸或螺旋槳軸等）傳動軸（中間軸、推力軸

14、、尾軸或螺旋槳軸等）軸承（中間軸承、推力軸承及尾軸承）軸承（中間軸承、推力軸承及尾軸承）軸系附件（剛性聯(lián)軸節(jié)、軸系制動器、隔艙填料函）軸系附件（剛性聯(lián)軸節(jié)、軸系制動器、隔艙填料函）圖圖2-62-6單槳推進裝置軸系簡圖單槳推進裝置軸系簡圖1-1-舵；舵；2-2-螺旋槳；螺旋槳；3-3-尾軸；尾軸；4-4-尾軸管；尾軸管；5-5-軸管；軸管；6-6-中間軸；中間軸；7-7-中間軸承；中間軸承；8-8-隔艙填料函；隔艙填料函；9-9-推力軸；推力軸；10-10-推力軸承；推力軸承；11-11-主機曲軸主機曲軸3.33.3軸系的設(shè)計要求軸系的設(shè)計要求1.工作可靠且有較長的使用壽命。2.盡量采用標準化結(jié)

15、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。第四節(jié)第四節(jié) 軸系布置設(shè)計軸系布置設(shè)計1.確定軸線的數(shù)目、位置和長度；2.初步選定軸承位置和間距等，繪制相關(guān)草圖（包括滑油、冷卻水系統(tǒng)）；3.選用或設(shè)計軸系部件，進行軸系的強度計算和振動計算；4.進行修改，繪制軸系布置圖及安裝總圖等。步驟：步驟：1.1.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。 大型貨船、油船單軸線； 客船、拖船、集裝箱船、有特殊要求的船舶兩根軸線； 軍用船舶三根甚至四根軸線。 4.1 4

16、.1 軸線的數(shù)目、長度、位置及布置軸線的數(shù)目、長度、位置及布置軸線定義：軸線定義：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。2.2.軸線及軸段長度的確定軸線及軸段長度的確定 軸線是一根線段，它的長度與位置決定于兩個端點。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。為螺旋槳的槳轂中心。1 1）對稱布置）對稱布置; ;2 2）軸線布置應(yīng)盡量與船體基線平行；）軸線布置應(yīng)盡量與船體基線平行；3 3）主機應(yīng)盡量靠近機艙壁布置，以縮短軸線長度；）主機應(yīng)盡

17、量靠近機艙壁布置，以縮短軸線長度；4 4）應(yīng)考慮主機左、右、前、底與上部是否滿足船舶規(guī)范）應(yīng)考慮主機左、右、前、底與上部是否滿足船舶規(guī)范，拆裝與維修要求以及吊缸的高度是否足夠等因素，拆裝與維修要求以及吊缸的高度是否足夠等因素。3.主機位置布置原則：主機位置布置原則：1 1）螺旋槳應(yīng)有一定得浸沒深度）螺旋槳應(yīng)有一定得浸沒深度；2 2）螺旋槳不應(yīng)超出船體中部輪）螺旋槳不應(yīng)超出船體中部輪廓之外；廓之外；3 3）葉梢應(yīng)盡量高于船體基數(shù)以）葉梢應(yīng)盡量高于船體基數(shù)以避免螺旋槳在淺水區(qū)域航行時避免螺旋槳在淺水區(qū)域航行時被碰壞；被碰壞；4 4）葉梢與尾柱距離）葉梢與尾柱距離d d不能太小，不能太小，否則受葉梢

18、處的高速水流沖刷否則受葉梢處的高速水流沖刷，尾柱易被浸蝕。，尾柱易被浸蝕。5 5）槳和舵葉之間也要留有一定）槳和舵葉之間也要留有一定的間隙；的間隙；6 6）螺旋槳和船體歪板間距）螺旋槳和船體歪板間距c c不應(yīng)不應(yīng)太小，避免造成船體的振動及太小，避免造成船體的振動及不必要的附加阻力。不必要的附加阻力。4.螺旋槳的布置原則：螺旋槳的布置原則：1.軸承數(shù)量 1）每根中間軸一般只設(shè)一道軸承 2）螺旋槳軸一般設(shè)兩道軸承2.軸承的間距4.24.2軸承的設(shè)置軸承的設(shè)置)(9 .2432mincmdl中間軸承最小間距 式中：d軸徑，cm 在軸系布置時，應(yīng)使軸承的間距l(xiāng)不小于lmin）（中間軸承最大間距cm5

19、.778maxl 軸承長度為軸承長度為08d08d； 允許比壓允許比壓pp； 軸承安裝誤差不超過軸承安裝誤差不超過0.25mm0.25mm； 軸承附加負荷所產(chǎn)生的比壓不大于軸承附加負荷所產(chǎn)生的比壓不大于0.34MPa 加大中間軸承間距可以減小軸承的附加負荷，但軸承間加大中間軸承間距可以減小軸承的附加負荷，但軸承間距要受到下列因素的限制：距要受到下列因素的限制： 1）軸系臨界轉(zhuǎn)速的限制。 2）比壓和撓度的限制。 3）工藝條件的限制。3.3.尾軸承的間距尾軸承的間距通過計算和實船調(diào)查，通過計算和實船調(diào)查，l/Dl/D值推薦采用以下數(shù)據(jù)：值推薦采用以下數(shù)據(jù)：D D 尾軸基本直徑尾軸基本直徑4016/

20、mm23080D2514/mm400230D12/mm650400DDlDlDl時當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)1）中間軸承應(yīng)安裝在靠近法蘭處，即軸承中心到連接法蘭的距離等于中間軸全長的0.2倍；如圖2-11所示。2）中間軸承應(yīng)安裝在船體結(jié)構(gòu)較強、變形相對較小的部位；3）通過計算，調(diào)節(jié)各中間軸承高低位置，將軸系布置成曲線狀態(tài)。4.34.3軸承的位置軸承的位置圖圖2-112-11中間軸承支座中間軸承支座4.44.4軸承負荷軸承負荷1 1）軸承負荷的大小用軸承比壓）軸承負荷的大小用軸承比壓p p表示：表示：)/(2mNLDRp式中： R軸承負荷，N；D軸頸直徑，m；L軸承長度，m。2 2）軸承負荷的調(diào)整：）軸承負荷的

21、調(diào)整：軸承負荷比壓過大或過小都是不適宜的，理想的狀態(tài)是使各道軸承負荷比壓過大或過小都是不適宜的，理想的狀態(tài)是使各道軸承比壓值大致相等。軸承比壓值大致相等。鋼制海船建造與入級規(guī)范鋼制海船建造與入級規(guī)范(2001)(2001)規(guī)定：規(guī)定：“每個軸承應(yīng)為正每個軸承應(yīng)為正壓力。且應(yīng)不小于相鄰兩跨軸質(zhì)量的壓力。且應(yīng)不小于相鄰兩跨軸質(zhì)量的20%20%。”3 3）軸承負荷計算中支點位置的確定）軸承負荷計算中支點位置的確定第五節(jié)傳動軸設(shè)計第五節(jié)傳動軸設(shè)計 傳動軸組成：傳動軸組成：螺旋槳軸螺旋槳軸 、尾軸、中間軸、尾軸、中間軸 和和 推力軸推力軸5.15.1螺旋槳軸和尾軸（螺旋槳軸和尾軸（圖2-17） 螺旋槳軸

22、位于軸系的最后端，尾部安裝螺旋槳，首部通過聯(lián)軸節(jié)與中間軸或推進機組輸出法蘭相連。 一般情況下螺旋槳軸即尾軸，只有當(dāng)螺旋槳軸伸出船體過長時，才分為兩段，裝螺旋槳的一段軸稱為螺旋槳軸，通過尾軸管的一段軸稱為尾軸。圖圖2-17 2-17 尾軸和螺旋槳軸尾軸和螺旋槳軸1-1-螺旋槳；螺旋槳；2-2-人字架；螺旋槳軸；人字架；螺旋槳軸；4-4-夾殼聯(lián)軸器；夾殼聯(lián)軸器；5-5-尾軸；尾軸；6-6-尾管尾管螺旋槳的基本結(jié)構(gòu)：圖中a可拆卸法蘭的螺旋槳軸（可在船外進行拆裝） b整體式法蘭的螺旋軸（必須在船內(nèi)進行拆裝）一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu) 螺旋槳軸的尾部是供安裝螺旋槳之用，制成錐體，主要為

23、了便于拆裝。主機的轉(zhuǎn)矩靠螺旋槳錐孔與槳軸錐體之間緊密配合產(chǎn)生的摩擦力以及鍵來傳遞。 螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)尺寸一般由規(guī)范計算所確定的尾軸直徑來進行估算。1.錐體部分的主要尺寸：錐度：錐度： 我國采用1：15和1：12錐體長度：小端直徑：大端直徑： 多取螺旋槳直徑 或略小于 一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)KKKLdDK/ )(KKDL)3 . 36 . 1 (KKKKLDdKDjdjd2.錐紋部分的主要尺寸：螺紋直徑：螺紋直徑： 螺紋長度： 為了避免緊固螺帽松動，習(xí)慣上多將尾螺紋的旋向設(shè)計成與螺旋槳的回轉(zhuǎn)方向相反。 一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)KdD)0.900.75(

24、紋紋紋dL3.鍵槽部分的主要尺寸：鍵長：鍵長： 鍵寬 ：雙鍵時 單鍵時 鍵高：在設(shè)置雙鍵時，二者成120或180角。 一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)一、螺旋槳軸的尾部結(jié)構(gòu)(0.9 0.98)/JKLLjbb(0.170.18)KDb(0.2 0.3)KDh(0.5 0.6)b 尾部錐體的鍵槽是引起局部應(yīng)力集中的原因之一，最危險部分在錐體大端附近，大多數(shù)的疲勞裂紋是從鍵槽銳角上開始。為了減小局部應(yīng)力，鍵槽的棱角應(yīng)做成圓角，鍵槽底也應(yīng)有圓角，鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范（2001）規(guī)定圓角半徑應(yīng)不小于錐部大端直徑的1/25。螺旋槳軸的圓柱體與錐體交界處不應(yīng)有凸肩或圓角。軸上鍵槽前端應(yīng)平滑且呈湯匙形；也有船級社規(guī)

25、定軸上鍵槽要做成雪橇形。 軸上鍵槽前端到軸錐部大端的距離不小于0.2 倍錐部大端的直徑。 鍵應(yīng)用螺釘固定在軸上，螺釘孔不應(yīng)在距前端鍵長1/3的范圍內(nèi)，螺孔的深度應(yīng)不大于螺孔直徑。軸干軸干 軸干位于螺旋槳軸的中間部位，其兩端與軸頸相連。軸干的直徑按相關(guān)的船舶規(guī)范中的有關(guān)公式求得，再按與其相近的標準化軸徑數(shù)值進行選定。此標準化軸徑是為了便于螺旋槳軸的設(shè)計、生產(chǎn)、加工及互換，由有關(guān)部門頒布的，供設(shè)計時選用。軸干的長度取決于軸系布置，與所采用的軸線數(shù)量，船體線型、船體總布置、各軸承負荷情況、工廠的加工能力及軸系在機艙內(nèi)裝拆要求等因素等有關(guān)。 軸頸軸頸 軸頸是直接與尾軸承相接觸的部位，為了便于安裝以及軸

26、頸在磨損后更換軸套時留有光車的裕量，以延長使用壽命，其直徑應(yīng)比軸干略大，一般按其軸徑大小的不同，約增大530mm。另外，為了便于安裝，往往將前后的軸頸直徑制成略有差值(約210mm)。 軸頸的長度一般略大于其軸承長度50100mm左右，以保證在軸系安裝或調(diào)整中軸發(fā)生軸向位移時，仍能與軸承有較好地接觸。 為了減少應(yīng)力集中，在軸干與軸頸的連接處，應(yīng)采用圓弧或斜錐過渡。 軸套軸套 采用水潤滑的船舶，其尾軸軸頸上一般裝有軸套防止軸頸擦傷和腐蝕。 軸套材料一般采用銅合金，如QSnl02和ZHMn582。對于加工好的銅軸套，不允許有裂紋、密集氣孔、疏孔和砂眼等缺陷。對于不是很嚴重的缺陷，允許修補。銅套經(jīng)粗

27、加工后，套裝在軸頸上之前應(yīng)試壓，壓力為0.2MPa，5分鐘內(nèi)應(yīng)無裂紋或泄漏現(xiàn)象。軸套與軸頸配合的過盈量軸套與軸頸配合的過盈量 軸套一般采用紅套或液壓套合法裝配于軸上，軸套在其紅套軸上后應(yīng)檢查其緊密性，在距離尾軸錐體端70mm長度上，嚴禁有配合不緊密的地方。軸套與軸頸配合的過盈量見下表： 軸套表面的圓度和圓柱度的要求見下表。加工時通常采取在銅套裝入艉軸后，同時光車軸頸銅套表面與艉軸法蘭外圓和端面的方法。 軸套表面的圓度和圓柱度軸套表面的圓度和圓柱度螺旋槳軸銅軸套的厚度螺旋槳軸銅軸套的厚度 軸套的厚度可按下表選定: 單位mm d是軸承檔處基本直徑軸套卸荷槽軸套卸荷槽 為減輕軸套紅套于軸上后的應(yīng)力集

28、中現(xiàn)象，常在軸套的兩端開卸荷槽，如圖228所示。 軸套經(jīng)常是制成一個整體，但當(dāng)軸套過長時，也可以分段焊接。對非焊接的接縫應(yīng)采用搭接縫。對搭接縫可用焊錫填補，這時搭口應(yīng)車成燕尾槽形，也可采用機械滾壓法予以滾壓接平。分段連接起來的軸套，其接縫處必須保持水密。如圖229所示。螺旋槳軸的首部螺旋槳軸的首部 螺旋槳軸的首部是為了安裝聯(lián)軸節(jié)之用，其結(jié)構(gòu)型式有兩種：一種安裝可拆聯(lián)軸節(jié)，結(jié)構(gòu)與螺旋槳軸的尾部錐體結(jié)構(gòu)相似；另一種是整鍛法蘭，結(jié)構(gòu)圖218的b圖所示。其結(jié)構(gòu)和尺寸可按相關(guān)船舶標準有關(guān)數(shù)據(jù)選定。軸的防護軸的防護 螺旋槳與軸在海水中形成一對電極，存在一定的電位差，會使尾軸遭到強烈的電化腐蝕。另外水潤滑螺

29、旋槳軸的軸干部分常裸露于海水中，海水對鋼軸也會產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，所以對螺旋槳軸必須采取保護措施。一般船舶常常采用的是陰極保護法和覆蓋保護法。 陰極保護法。如圖230所示。鋅塊通過焊接或者以螺栓固定于船體上，用導(dǎo)線與碳刷連接，碳刷通過固定在螺旋槳軸上的集流環(huán)形成防蝕回路。 覆蓋保護法 在軸上包覆玻璃鋼保護層是目前保護螺旋槳軸表面最可靠和完善的方法，因為固化后的玻璃鋼具有良好的物理、機械、絕緣和抗蝕性，它在海水、石油產(chǎn)品以及堿溶液中都不易損壞，故目前被廣泛應(yīng)用。 中間軸（中間軸（圖例）中間軸一般設(shè)在尾軸與推力軸之間，也有的在柴油機的飛輪輸出端設(shè)置一根短軸及軸承，用以分擔(dān)飛輪的重量，調(diào)整曲軸的拐檔差，使

30、之滿足規(guī)范的要求。中間軸還常被用來安裝軸系制動器、軸帶發(fā)電機及轉(zhuǎn)速發(fā)訊裝置等附件。 根據(jù)軸端連接方式的不同，中間軸分為帶整鍛法蘭的中間軸和兩端為錐體的中間軸兩種型式。前者為目前大、中型船舶上所廣泛采用。其特點是：重量尺寸小，安裝方便，但需要有鍛制整鍛法蘭的鍛壓設(shè)備進行加工，不過法蘭也可以采用焊接連接的型式，可將軸端墩粗進行焊接，或采用v型接縫焊接。如圖234所示。后者一般用于采用滾動式中間軸承的軸。中間軸的軸頸是為安裝中間軸承之用，其數(shù)量與中間軸承的數(shù)量相等。一般每根軸采用一道中間軸承，其相應(yīng)的軸頸也只有一個。但當(dāng)中間軸過長時，也有用兩道中間軸承，相應(yīng)的軸也會設(shè)兩個軸頸。另外當(dāng)中間軸穿過水密隔

31、艙壁時，也需要在設(shè)置隔艙填料函的部位設(shè)置軸頸。軸頸處要適當(dāng)?shù)丶哟?，以供軸頸磨損后修理時光車之用。一般軸頸比軸干大520mm左右(按不同軸徑選用)。軸頸與軸干的過渡處須采用斜錐或圓弧過渡，以免應(yīng)力集中，其連接法蘭一般靠近支承位置布置。推力軸（推力軸（圖例） 在船舶軸系中，推力軸的一端與發(fā)動機或齒輪箱連接，一端與中間軸或尾軸連接。長度通常較短，只要能與推力軸承匹配就足夠了。推力軸兩端的結(jié)構(gòu)有整鍛法蘭和可拆聯(lián)軸節(jié)兩種，除用滾動式推力軸承的推力軸外，一般使用滑動式推力軸承的推力軸均為整鍛法蘭型式，并設(shè)有推力環(huán)。在推力環(huán)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。傳動軸的材料傳動軸的材料 傳動軸

32、的材料應(yīng)具有高強度、可塑、耐疲勞和耐沖擊的良好機械性能，且易于機械加工。 民用船舶廣泛使用30、35、45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼的鍛件做軸的材料。為降低成本，軸徑小于200mm的中間軸和螺旋槳軸也可用熱軋圓鋼來代替。 一些裸露在水中的軸還常常選用不銹鋼，國際上常用的是316不銹鋼（美國AISI標準）。1Cr18Ni9Ti 艦艇及高速船為減輕軸系重量，可采用合金鋼，但是合金鋼價格昂貴，且對各種形式的凹槽(如鍵槽)、表面?zhèn)酆洼S徑的突變等較敏感，機械加工要求較高，因此非必要時應(yīng)盡量避免采用。 用做軸材料的鍛件，其化學(xué)成分、機械性能均應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的數(shù)據(jù)。詳見軸系鍛件技術(shù)要求CB/T1159-98。傳動軸的加

33、工技術(shù)要求傳動軸的加工技術(shù)要求 傳動軸的工作軸頸、錐體以及非工作軸頸的徑向跳動； 傳動軸法蘭徑向及端面跳動； 推力環(huán)厚度偏差、推力軸的推力環(huán)平面和法蘭端面跳動量； 傳動軸工作軸頸（含軸套）的圓度和圓柱度； 螺紋精度。當(dāng)螺紋因修理而造成螺紋直徑減少時，應(yīng)進行強度校核； 法蘭的螺栓孔與其緊配螺栓的配合加工精度； 傳動軸的表面粗糙度； 中間軸與中間軸承配合的技術(shù)要求（貼合度和徑向間隙 ）； 推力軸和軸承配合的技術(shù)要求（貼合度和軸向間隙 ）。 詳見軸系加工技術(shù)要求CB* 228-86。一、中間軸承一、中間軸承1）作用：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

34、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：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。第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件（一）滑動式中間軸承1.主要類型和基本結(jié)構(gòu)（1）油環(huán)式潤滑軸承 a單油環(huán)中間軸承 b雙油環(huán)中間軸承雙油環(huán)采用了兩道，作用和原理和單油環(huán)相同。油環(huán)式潤滑軸承主要用于中型船舶。第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件

35、（2）油盤式潤滑軸承第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件2.滑動式中間軸承的選型滑動式中間軸承已經(jīng)標準化和系列化。 中間軸承先按照船舶規(guī)范確定中間軸的基本軸徑，經(jīng)強度校核合格后，根據(jù)中間軸的結(jié)構(gòu)特點決定中間軸頸的尺寸。然后按照中間軸軸頸的尺寸，依據(jù)相關(guān)標準，并根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷情況、確定中間軸承的型式和規(guī)格。第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件3.主要技術(shù)參數(shù)（1）軸承間隙軸承孔徑D與軸徑d的差值（2）長徑比軸承長度和軸頸直徑的比值l/d（約0.70.8）（3）承載能力一般用壓力比p校驗承載能力（4）最小油膜厚度 中間軸與滑動中間軸承的油膜厚度dDminh第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸

36、系附件（二）滾動式中間軸承在船舶軸系中很少使用，一般只用于某些小軸徑的軸系。是標準件第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件（三）滑動與滾動軸承的特點比較滑動軸承的優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，工作較可靠，承受的載荷較大，抗沖擊性好，安裝與修理較方便，制造成本低?；瑒虞S承的缺點： 摩擦系數(shù)大，必須有一定的間隙才能正常工作，轉(zhuǎn)速和載荷變化大時難于形成較大承載油膜，潤滑與維修保養(yǎng)麻煩。滑動軸承被大量用在轉(zhuǎn)速較低的軸系中。第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件（三）滑動與滾動軸承的特點比較滾動軸承的優(yōu)點： 摩擦損失小，傳動效率高，無須冷卻滑油消耗少，軸承有自動調(diào)整能力，修理時便于更換，并可直接在市場購置，中心

37、線對得不好時引起的附加負荷對它正常工作影響不大，回轉(zhuǎn)精度高。滾動軸承的缺點： 抗沖能力差，工作時有噪聲，壽命低于滑動軸承，軸承為非剖分式，相應(yīng)的中間軸至少一端要采用可拆聯(lián)軸節(jié)，軸承承載能力小，安裝工藝要求高。應(yīng)用在高速和較高轉(zhuǎn)速的直徑較細的軸系中二、滑動式推力軸承二、滑動式推力軸承作用：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。第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件（一）滑動式推力軸承1.軸承的結(jié)構(gòu)第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與

38、軸系附件（一）滑動式推力軸承2.潤滑方法（1）壓力潤滑（采用單獨的潤滑油泵或主機潤滑泵將滑油打入推力軸承，工作后受熱的滑油再被抽出送到冷卻器，再到循環(huán)油柜）（2）自然潤滑（靠滑油的飛濺和油霧進行潤滑，用蛇行管以弦外水進行冷卻）第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件（二）滾動式推力軸承優(yōu)點：摩擦損失小、傳動效率高、尺寸小、滑油消耗少、管理方便。缺點：承受推力較小，噪聲大。適用于中小型功率船舶的推進裝置，特別適合輕型高速快艇。三、隔艙填料函三、隔艙填料函作用：保證水密艙壁的水密性，不起軸承的作用。1.對隔艙填料函的要求（1）應(yīng)能承受一定的水壓而不泄漏（2）拆裝方便，并能在隔艙壁一邊調(diào)整其松緊（3

39、）外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕（4）摩擦系數(shù)小，工作溫度一般不超過5560 第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件三、隔艙填料函三、隔艙填料函2.結(jié)構(gòu)形式按照結(jié)構(gòu)型式分為：整體式和可分式1）整體式隔艙填料函將填料函本體和壓蓋分別制成整體。傳動軸采用可拆聯(lián)軸節(jié)用于小型船舶第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件三、隔艙填料函三、隔艙填料函2）可分式隔艙填料函 將填料函本體和壓蓋分別剖分成兩半，用螺栓聯(lián)接為一體。 適用于采用整鍛法蘭聯(lián)軸節(jié)傳動軸。 廣泛應(yīng)用于船舶。 分為三種形式第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件三、隔艙填料函三、隔艙填料函2）可分式隔艙填料函三種形式：橢圓形、正園偏心式、正

40、圓形剖分式第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件三、隔艙填料函三、隔艙填料函3.技術(shù)要求（1）主要零部件的加工要求（2）裝配要求隔艙填料函已基本定型并且編定了標準、選型時，可以根據(jù)船舶的具體情況，按照軸頸直徑直接從產(chǎn)品目錄中選用。第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件四、軸系制動器四、軸系制動器作用：在必要時將傳動軸剎住，使其保持靜止狀態(tài)要求：安全可靠，不能自行松開； 結(jié)構(gòu)簡單，便于操縱并使用安全； 質(zhì)量輕，尺寸小。船舶上常用的制動器有帶式、箍式和氣胎式第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件四、軸系制動器四、軸系制動器1.箍式制動器在小型船舶上應(yīng)用廣泛第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系

41、附件四、軸系制動器四、軸系制動器2.氣胎制動器中、大型船舶，由于船上有氣源，加之制動力矩要求較大第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件五、尾軸管裝置五、尾軸管裝置第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件（一）概述作用：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）。組成：尾軸管、尾軸承、密封裝置、潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)分類：按照潤滑方式分為 水潤滑和油潤滑。五、尾軸管裝置五、尾軸管裝置第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件油潤滑的雙軸系尾管裝置五、尾軸管裝置五、尾軸管裝置第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件水潤滑的單軸系尾管裝置五、尾軸管裝置五、尾軸管裝置第六節(jié)軸承與軸系附件第六節(jié)軸承與軸系附件（二）尾軸管1.尾軸管的結(jié)構(gòu)由軸承殼體和尾管組成軸承殼體作用：安裝軸承和密封裝置尾管的作用：連接和保護尾