第一講 船舶軸系的安裝

12023/2/5項(xiàng)目三船舶軸系安裝

§3-1船舶軸系概述2023/2/51直接傳動(dòng)直接傳動(dòng)是主機(jī)直接通過(guò)軸系把功率傳給螺旋槳的傳動(dòng)方式，在主機(jī)與軸系中無(wú)其它傳動(dòng)設(shè)備，在任何工況下，螺旋槳與主機(jī)具有相同的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向。柴油機(jī)一、概述1.動(dòng)力裝置的傳動(dòng)方式2023/2/521.特點(diǎn)：1)主機(jī)功率直接通過(guò)軸系傳給螺旋槳，沒(méi)有減速離合設(shè)備；

2)機(jī)槳同軸同轉(zhuǎn)向同轉(zhuǎn)速。2.優(yōu)點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)管理方便，只要安裝定位正確，平時(shí)管理中只要注意軸系的潤(rùn)滑和冷卻；

2)經(jīng)濟(jì)性好；傳動(dòng)效率高；可采用劣質(zhì)油；螺旋槳效率高（低速機(jī)）；

3)主機(jī)多為大型低速柴油機(jī)，因此噪聲小，振動(dòng)小（因低速）；

4)工作可靠，壽命長(zhǎng)。2023/2/533.缺點(diǎn)：1)重量尺寸大；不適用于要求機(jī)艙小的特種船舶；

2)倒車及機(jī)動(dòng)性能差，要求主機(jī)可逆轉(zhuǎn)；

3)非設(shè)計(jì)工況下經(jīng)濟(jì)性差（因耗油率增大）；

4)微速受限于主機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（耗油率增大，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)）；4.應(yīng)用：大型商船，單機(jī)單槳；客船，多為雙機(jī)雙槳（推進(jìn)效率提高，機(jī)動(dòng)性能好，生命力提高）。2023/2/54間接傳動(dòng)間接傳動(dòng)是通過(guò)傳動(dòng)設(shè)備（機(jī)械的、電動(dòng)的或液動(dòng)的），使主機(jī)與軸系連接在一起的一種傳動(dòng)方式。柴油機(jī)減速齒輪箱2023/2/55主機(jī)和螺旋槳之間的動(dòng)力傳遞除經(jīng)過(guò)軸系外，還經(jīng)過(guò)某些特設(shè)的中間環(huán)節(jié)（離合器、減速器等）的一種傳動(dòng)方式。1.特點(diǎn)：1）主機(jī)功率經(jīng)軸系、傳動(dòng)設(shè)備傳給螺旋槳；

2）機(jī)槳不同轉(zhuǎn)速；

3）機(jī)槳可同軸，也可不同軸。2.分類（按中間傳動(dòng)設(shè)備型式）

1)帶齒輪減速器（一級(jí)或多級(jí)）；

2)只帶離合器；

3)帶減速器和離合器。2023/2/563.優(yōu)點(diǎn)：1)主機(jī)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(dá)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(shí)，主機(jī)不必?fù)Q向，從而使主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，管理方便，同時(shí)操縱性和機(jī)動(dòng)性得到提高；

4)有利于采用多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行及設(shè)置軸帶發(fā)電機(jī)。4.缺點(diǎn)：1）軸系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；

2）傳動(dòng)效率低。5.應(yīng)用：中小型船舶主機(jī)；采用大功率中速機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)船主機(jī)或聯(lián)合主機(jī)之一。2023/2/57

船舶軸系是指從主機(jī)或動(dòng)力傳動(dòng)裝置的輸出端到螺旋槳之間的動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件總稱。圖2-11000t沿海貨輪軸系布置圖1-尾管;2-螺旋槳軸;3-推力軸4-推力軸承;5-中間軸;6-中間軸承;7-飛輪;8-主機(jī)2.船舶軸系2023/2/58

軸系一方面將主機(jī)發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳，另一方面又將螺旋槳產(chǎn)生的軸向推力傳給船舶，使船舶前進(jìn)或后退。由于主機(jī)是船上最大的動(dòng)力源，因此可以說(shuō)軸系是航行船舶中傳遞功率最大的構(gòu)件。

船舶軸系的作用：2023/2/59

軸系的構(gòu)件中有：推力軸及其軸承、中間軸及其軸承、尾軸(或螺旋槳軸)及尾軸承、人字架軸承、尾軸管及密封裝置、各軸的聯(lián)軸節(jié)。此外，還有隔艙壁填料函和帶式制動(dòng)器等。船舶軸系的組成：2023/2/510根據(jù)機(jī)艙在船體中的位置，以及軸系的數(shù)目，決定了軸系中各種構(gòu)件的多少。因?yàn)檩S系短，所以在偏移量相同時(shí)，單位軸長(zhǎng)變形較大，因而安裝應(yīng)力較大，所以在進(jìn)行軸系安裝時(shí)必須先深入了解軸系的結(jié)構(gòu)，分析軸系的技術(shù)要求，制定出恰當(dāng)?shù)墓に囈?guī)程，以確保安裝質(zhì)量符合要求。2023/2/511

在軸系事故中，比如螺旋槳槳葉斷裂、螺旋槳軸折斷、軸承發(fā)熱、密封裝置泄露等現(xiàn)象的出現(xiàn)，除了設(shè)計(jì)中的缺陷（軸系結(jié)構(gòu)不合理、材料選擇不當(dāng)、施工工藝不合理等），其安裝質(zhì)量往往是釀成事故的主要原因。軸系的安裝工藝對(duì)船舶建造周期有很大的影響。因此，結(jié)合實(shí)際情況，確定合理的安裝工藝對(duì)軸系安裝質(zhì)量和縮短安裝期限將有很大的作用。船舶軸系安裝的重要性：2023/2/512

建造船舶過(guò)程中，往往由于其船體的變形對(duì)軸系安裝質(zhì)量有很大的影響。因此需具備下列條件才能進(jìn)行軸系的安裝：1．船體裝配焊接等工程以船尾起計(jì)算，已完成80％以上；2．在軸系范圍內(nèi)的水密艙室須經(jīng)水密試驗(yàn)并合格驗(yàn)收；3．主機(jī)及軸系裝置中的基座(底座)都應(yīng)焊接好并驗(yàn)收合格；4．停止各種沖擊振動(dòng)大的作業(yè)；5．選擇在夜間或陰雨天舉行軸系拉線及校中工作為好。船舶軸系安裝的前提條件：2023/2/513軸系的安裝工藝主要內(nèi)容有以下幾個(gè)部分：1．確定軸系的中心線；2．按軸系理論中心線，進(jìn)行鏜削艉軸管座孔的工作；3．安裝艉軸管、艉軸軸承、艉軸、艉軸密封裝置以及安裝螺旋槳；4，安裝中間軸、推力軸等，并作好校中工作；5．安裝主機(jī)，并作好相互間校中工作；6．在上述對(duì)中工作完畢后，可將軸系中各法蘭進(jìn)行連接固定工作。2023/2/514

長(zhǎng)期以來(lái)，軸系安裝工藝過(guò)程往往是，船舶下水后，以尾軸端為基準(zhǔn)，按規(guī)定的偏移值和曲折值由尾至首逐個(gè)進(jìn)行校中并將它們連接起來(lái)，這種工藝順序可減少船舶下水后船體變形對(duì)軸系安裝質(zhì)量的影響，但其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)。

軸系的安裝工藝：2023/2/515

為了縮短造船周期,船廠還經(jīng)常采用下列3種安裝工藝：1．同時(shí)安裝艉軸與主機(jī)

在船臺(tái)上按軸系理論中心線鏜孔后，安裝艉軸管、艉軸及螺旋槳等工作。與此同時(shí)，按確定的軸系理論中心線進(jìn)行主機(jī)總裝。待下水后再安裝中間軸等工作，此種工藝順序只限于中間軸較多的船舶上。2023/2/5162．先安裝主機(jī)，后安裝軸系

先按軸系理論中心線安裝好主機(jī)本體部分，然后以主機(jī)為基準(zhǔn)，加工和安裝艉軸及螺旋槳等。下水后安裝中間軸，這種工藝順序的特點(diǎn)是主機(jī)各部、零件的安裝，可以最大限度地與軸系安裝同步推行，這樣對(duì)周期縮短和軸系安裝質(zhì)量是極為有利的。2023/2/5173．主機(jī)、軸系的安裝工作均在船臺(tái)上完成

這種工藝方法僅對(duì)成批生產(chǎn)的小型船舶較為適用。但需事先能掌握船體的變形，才允許在船臺(tái)(船塢內(nèi))直接對(duì)中和安裝。2023/2/518192023/2/5項(xiàng)目三船舶軸系安裝

§3-2船舶軸系認(rèn)知2023/2/519一、船舶軸系的組成及作用2023/2/520①船舶軸系。a.推力軸：推力軸連接主機(jī)與中間軸，有時(shí)與主機(jī)制成一體。A為兩端法蘭，B為軸干，C為軸頸安裝推力軸承，D為承受軸向推力的推力環(huán)。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/521①船舶軸系。b.中間軸：中間軸連接推力軸和尾軸，它直接連接主機(jī)與尾軸，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。A為兩端法蘭，B為主體軸干，軸的支承處稱軸頸C。軸頸C的直徑比軸干B直徑大，磨損后有足夠的精加工余量。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/522①船舶軸系。c.尾軸：尾軸又稱螺旋槳軸，它是軸系中最末一段軸，它穿過(guò)尾軸管伸出船體，首端與中間軸相連，尾端安裝螺旋槳。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/523②軸系的聯(lián)軸節(jié)。軸系的聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)形式很多，分為可拆聯(lián)軸節(jié)和不可拆聯(lián)軸節(jié)。不可拆聯(lián)軸節(jié)主要是法蘭不可拆聯(lián)軸節(jié)?？刹鹇?lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)形式很多，常見(jiàn)的有:法蘭可拆聯(lián)軸節(jié)、液壓聯(lián)軸節(jié)、夾殼聯(lián)軸節(jié)、撓性聯(lián)軸節(jié)等。而撓性聯(lián)軸節(jié)又有彈性圓柱銷聯(lián)軸節(jié)、輪胎聯(lián)軸節(jié)、圓筒橡皮聯(lián)軸節(jié)及十字頭滑塊聯(lián)軸節(jié)等。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/524③尾軸管兩端的密封裝置，也有各種不同的結(jié)構(gòu)形式。常見(jiàn)的有:橡皮環(huán)式密封裝置、橡皮筒式端面密封裝置、金屬環(huán)式密封裝置及首端填料函密封裝置等。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/525④隔艙壁填料函的作用是在軸系通過(guò)艙壁時(shí)，使艙壁保持水密，以保證船舶的抗沉性。當(dāng)機(jī)艙布置在尾部，就不用隔艙壁填料函。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/526⑤在雙軸系船舶中，軸系一般帶有剎車機(jī)構(gòu)。這是為了在航行中需要停下某一套動(dòng)力裝置時(shí)，用剎車機(jī)構(gòu)將它剎住，使軸系不因水流影響而轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，剎車機(jī)構(gòu)也可以幫助主機(jī)縮短換向時(shí)間。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/527⑥在雙軸系船舶上，當(dāng)尾軸伸出船體外的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，就需要兩個(gè)人字架給予支承，人字架軸承通常為滑動(dòng)軸承。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/5281.推力軸承推力軸及其軸承的作用有兩點(diǎn):一是承受螺旋槳所產(chǎn)生的軸向推力，并傳遞給船體，使船舶產(chǎn)生運(yùn)動(dòng);二是防止螺旋槳產(chǎn)生的軸向推力直接推動(dòng)主機(jī)曲軸，使曲軸發(fā)生移動(dòng)及歪斜，損壞主機(jī)的機(jī)件。推力軸承分為滑動(dòng)式和滾動(dòng)式兩種形式。目前滑動(dòng)式軸承具有承載力大、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此，在大中型船舶中廣泛應(yīng)用，而滾動(dòng)式推力軸承主要用于小型船舶上。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/529(1)滑動(dòng)式推力軸承滑動(dòng)式推力軸承的結(jié)構(gòu)。推力軸兩端的法蘭分別與主機(jī)功率輸出法蘭和中間軸法蘭連接。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/530(1)滑動(dòng)式推力軸承二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/531(3)滾動(dòng)式推力軸承優(yōu)點(diǎn)：摩擦損失小、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、滑油消耗量少、管理方便。缺點(diǎn)：承受推力小，而且推力軸的兩端要用可拆聯(lián)軸器，否則無(wú)法裝卸軸承。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5322.中間軸承作用：為了減少軸系撓度而設(shè)置的支承點(diǎn)，它用來(lái)承受中間軸本身的重量以及因其運(yùn)動(dòng)或變形而產(chǎn)生的徑向負(fù)荷，從而保證中間軸有一個(gè)確定的橫向位置。中間軸承按基本結(jié)構(gòu)及摩擦形式，可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5332.中間軸承1）滑動(dòng)式中間軸承中間軸的軸頸直接與中間軸承的軸襯(軸瓦)相接觸，為此，軸瓦上澆有白合金，又稱白合金軸承。常用的滑動(dòng)式中間軸承，按潤(rùn)滑方式可分為單油環(huán)式、雙油環(huán)式、油盤(pán)式三種形式。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5342.中間軸承2）滑動(dòng)式中間軸承的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作比較可靠;②制造成本低，安裝維修方便;③由于軸頸與軸瓦間具有油膜，故抗震、抗沖擊性能較強(qiáng);④所承受載荷較大。缺點(diǎn):①摩擦因數(shù)較大，升溫較高;②油膜的形成需軸頸與軸承間具有一定間隙存在，因而影響了回轉(zhuǎn)精度的提高;③當(dāng)轉(zhuǎn)速與載荷過(guò)大時(shí)，難于形成承載油膜。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5352.中間軸承3）滾動(dòng)式中間軸承①結(jié)構(gòu)形式滾動(dòng)式中間軸承的結(jié)構(gòu)形式隨著軸承的型號(hào)變化而略有變化。其軸承座與滑動(dòng)軸承一樣，通常用鑄鐵或鑄鋼鑄造而成。小型的軸承也有用鋼板焊接的整體式結(jié)構(gòu)，而大中型軸承座則采用剖分式結(jié)構(gòu)。②滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)。滾動(dòng)式中間軸承與滑動(dòng)式相比具有摩擦阻力小、傳動(dòng)效率高、滑油消耗量小、工作時(shí)有自動(dòng)調(diào)心能力等優(yōu)點(diǎn);其缺點(diǎn)是工作噪聲大，而且為拆裝軸承的需要，中間軸必須采用可拆式聯(lián)軸節(jié)，承載能力小，安裝工藝要求高。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5363.尾軸承作用：支承尾軸數(shù)目：于尾軸管長(zhǎng)度有關(guān)尾軸管一般都有前后兩個(gè)軸承，前軸承短，后軸承較長(zhǎng)。有的大型船舶尾軸管比較短，因此只設(shè)置一個(gè)尾管軸承。也有些船舶的尾軸管較長(zhǎng)，設(shè)有三個(gè)尾管軸承。材料：二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理鐵梨木、橡膠、層壓板、尼龍白合金（錫基合金和鉛基合金）水潤(rùn)滑冷卻潤(rùn)滑油潤(rùn)滑冷卻2023/2/5373.尾軸承（2）橡膠尾軸承結(jié)構(gòu)形式：條式和整體式二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理板條式橡膠軸承整體式橡膠軸承2023/2/5383.尾軸承（2）橡膠尾軸承優(yōu)點(diǎn)：①橡膠軸承具有彈性，可以吸收振動(dòng)，故對(duì)軸承的安裝誤差及沖擊的敏感性小、工作平穩(wěn)，可改善船員、旅客的工作、生活環(huán)境。②由于設(shè)有后密封裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，且避免了這部分摩擦功的損失。③采用水作為潤(rùn)滑冷卻劑，無(wú)漏油損失，故營(yíng)運(yùn)成本低且對(duì)水域無(wú)污染，管理比較方便。缺點(diǎn)：①制造比較麻煩，需要加工精確的模具，硫化工藝要求高。②橡膠傳熱性差，溫度超過(guò)65℃~70℃時(shí)易老化失效，必須采取必要的冷卻、散熱措施。③橡膠中含有硫分，對(duì)軸有一定的腐蝕性，要求軸與橡膠接觸表面用防腐材料進(jìn)行包覆。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5393.尾軸承（3）鐵梨木尾軸承特點(diǎn)：鐵梨木是海船常用的一種尾軸承材料，它木質(zhì)組織細(xì)密堅(jiān)硬重量大，具有抗腐蝕性、抗壓等優(yōu)點(diǎn)。鐵梨木浸于水中能分泌出一種黏液，是良好的潤(rùn)滑劑；耐磨性好。結(jié)構(gòu)形式：鐵梨木在尾管襯套中的布置多采用桶形排列的形式二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5403.尾軸承（4）樺木層壓板尾軸承結(jié)構(gòu)形式：樺木層壓板是將樺木切成薄單板，經(jīng)浸漬酚醛樹(shù)脂后制成板坯，再在高溫下壓制成材，做成尾軸承。特點(diǎn)：這種層壓板材質(zhì)堅(jiān)實(shí)，強(qiáng)度較高，耐磨，耐腐蝕，其物理機(jī)械性能接近鐵梨木的性能，是一種較好的軸承材料。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5411.按軸系數(shù)目分三、軸系的分類單軸系：大型貨船、油船，位于