第一講 船舶軸系的安裝

12023/2/5項目三船舶軸系安裝

§3-1船舶軸系概述2023/2/51直接傳動直接傳動是主機直接通過軸系把功率傳給螺旋槳的傳動方式，在主機與軸系中無其它傳動設(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。柴油機一、概述1.動力裝置的傳動方式2023/2/521.特點：1)主機功率直接通過軸系傳給螺旋槳，沒有減速離合設(shè)備；

2)機槳同軸同轉(zhuǎn)向同轉(zhuǎn)速。2.優(yōu)點：1)結(jié)構(gòu)簡單，維護管理方便，只要安裝定位正確，平時管理中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（低速機）；

3)主機多為大型低速柴油機，因此噪聲小，振動?。ㄒ虻退伲?；

4)工作可靠，壽命長。2023/2/533.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)）；4.應用：大型商船，單機單槳；客船，多為雙機雙槳（推進效率提高，機動性能好，生命力提高）。2023/2/54間接傳動間接傳動是通過傳動設(shè)備（機械的、電動的或液動的），使主機與軸系連接在一起的一種傳動方式。柴油機減速齒輪箱2023/2/55主機和螺旋槳之間的動力傳遞除經(jīng)過軸系外，還經(jīng)過某些特設(shè)的中間環(huán)節(jié)（離合器、減速器等）的一種傳動方式。1.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。2.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。2023/2/563.優(yōu)點：1)主機轉(zhuǎn)速不受螺旋槳低速要求的限制，只要減速比適當，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。4.缺點：1）軸系結(jié)構(gòu)復雜；

2）傳動效率低。5.應用：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。2023/2/57

船舶軸系是指從主機或動力傳動裝置的輸出端到螺旋槳之間的動力傳動構(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2.船舶軸系2023/2/58

軸系一方面將主機發(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，使船舶前進或后退。由于主機是船上最大的動力源，因此可以說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器等。船舶軸系的組成：2023/2/510根據(jù)機艙在船體中的位置，以及軸系的數(shù)目，決定了軸系中各種構(gòu)件的多少。因為軸系短，所以在偏移量相同時，單位軸長變形較大，因而安裝應力較大，所以在進行軸系安裝時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?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)計中的缺陷（軸系結(jié)構(gòu)不合理、材料選擇不當、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。軸系的安裝工藝對船舶建造周期有很大的影響。因此，結(jié)合實際情況，確定合理的安裝工藝對軸系安裝質(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

建造船舶過程中，往往由于其船體的變形對軸系安裝質(zhì)量有很大的影響。因此需具備下列條件才能進行軸系的安裝：1．船體裝配焊接等工程以船尾起計算，已完成80％以上；2．在軸系范圍內(nèi)的水密艙室須經(jīng)水密試驗并合格驗收；3．主機及軸系裝置中的基座(底座)都應焊接好并驗收合格；4．停止各種沖擊振動大的作業(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)容有以下幾個部分：1．確定軸系的中心線；2．按軸系理論中心線，進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，并作好相互間校中工作；6．在上述對中工作完畢后，可將軸系中各法蘭進行連接固定工作。2023/2/514

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

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．同時安裝艉軸與主機

在船臺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，按確定的軸系理論中心線進行主機總裝。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，后安裝軸系

先按軸系理論中心線安裝好主機本體部分，然后以主機為基準，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是主機各部、零件的安裝，可以最大限度地與軸系安裝同步推行，這樣對周期縮短和軸系安裝質(zhì)量是極為有利的。2023/2/5173．主機、軸系的安裝工作均在船臺上完成

這種工藝方法僅對成批生產(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(船塢內(nèi))直接對中和安裝。2023/2/518192023/2/5項目三船舶軸系安裝

§3-2船舶軸系認知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：推力軸連接主機與中間軸，有時與主機制成一體。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，它直接連接主機與尾軸，結(jié)構(gòu)比較簡單。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)。可拆聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)形式很多，常見的有: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艙壁時，使艙壁保持水密，以保證船舶的抗沉性。當機艙布置在尾部，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構(gòu)。這是為了在航行中需要停下某一套動力裝置時，用剎車機構(gòu)將它剎住，使軸系不因水流影響而轉(zhuǎn)動。此外，剎車機構(gòu)也可以幫助主機縮短換向時間。一、船舶軸系的組成及作用2023/2/527⑥在雙軸系船舶上，當尾軸伸出船體外的長度較長時，就需要兩個人字架給予支承，人字架軸承通常為滑動軸承。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: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)生運動;二是防止螺旋槳產(chǎn)生的軸向推力直接推動主機曲軸，使曲軸發(fā)生移動及歪斜，損壞主機的機件。推力軸承分為滑動式和滾動式兩種形式。目前滑動式軸承具有承載力大、工作可靠等優(yōu)點，因此，在大中型船舶中廣泛應用，而滾動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)滑動式推力軸承滑動式推力軸承的結(jié)構(gòu)。推力軸兩端的法蘭分別與主機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)滾動式推力軸承優(yōu)點：摩擦損失小、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、滑油消耗量少、管理方便。缺點：承受推力小，而且推力軸的兩端要用可拆聯(lián)軸器，否則無法裝卸軸承。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，它用來承受中間軸本身的重量以及因其運動或變形而產(chǎn)生的徑向負荷，從而保證中間軸有一個確定的橫向位置。中間軸承按基本結(jié)構(gòu)及摩擦形式，可分為滑動軸承和滾動軸承兩種。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。常用的滑動式中間軸承，按潤滑方式可分為單油環(huán)式、雙油環(huán)式、油盤式三種形式。二、軸承的種類、結(jié)構(gòu)及其工作原理2023/2/5342.中間軸承2）滑動式中間軸承的特點優(yōu)點:①結(jié)構(gòu)簡單，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;④所承受載荷較大。缺點: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當轉(zhuǎn)速與載荷過大時，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）滾動式中間軸承①結(jié)構(gòu)形式滾動式中間軸承的結(jié)構(gòu)形式隨著軸承的型號變化而略有變化。其軸承座與滑動軸承一樣，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滾動軸承的特點。滾動式中間軸承與滑動式相比具有摩擦阻力小、傳動效率高、滑油消耗量小、工作時有自動調(diào)心能力等優(yōu)點;其缺點是工作噪聲大，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：于尾軸管長度有關(guān)尾軸管一般都有前后兩個軸承，前軸承短，后軸承較長。有的大型船舶尾軸管比較短，因此只設(shè)置一個尾管軸承。也有些船舶的尾軸管較長，設(shè)有三個尾管軸承。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）水潤滑冷卻潤滑油潤滑冷卻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：①橡膠軸承具有彈性，可以吸收振動，故對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)簡化，且避免了這部分摩擦功的損失。③采用水作為潤滑冷卻劑，無漏油損失，故營運成本低且對水域無污染，管理比較方便。缺點：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65℃~70℃時易老化失效，必須采取必要的冷卻、散熱措施。③橡膠中含有硫分，對軸有一定的腐蝕性，要求軸與橡膠接觸表面用防腐材料進行包覆。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：鐵梨木是海船常用的一種尾軸承材料，它木質(zhì)組織細密堅硬重量大，具有抗腐蝕性、抗壓等優(yōu)點。鐵梨木浸于水中能分泌出一種黏液，是良好的潤滑劑；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)浸漬酚醛樹脂后制成板坯，再在高溫下壓制成材，做成尾軸承。特點：這種層壓板材質(zhì)堅實，強度較高，耐磨，耐腐蝕，其物理機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