Chapter传动轴系.ppt

第二节 传动轴系的布置(Arrangements for Driving Shafting） 从曲轴动力输出端法兰到螺旋桨间的轴及其轴承统称为传动轴系，简称轴系。 一．传动轴系的组成、作用和工作条件 1、轴系的组成 1）传动轴：推力轴、中间轴、尾轴； 2）轴承：推力轴承、中间轴承、尾轴承； 3）轴系附件：润滑、冷却、密封设备。 2、作用：将主机曲轴的动力矩传给螺旋桨，以克服螺旋桨在水中转动的阻力矩；同时又把螺旋桨产生的推力传给推力轴承，以克服船舶航行中阻力。 1）扭矩 M=9.55P/n·103 (N·m) 式中P——轴传递的功率,kw； n——轴的转速，rpm。 2）推力 T=1.94PP·ηp/V（KN） 式中PP——螺旋桨吸收的功率，kw； V——船舶的航速，kn； ηp——螺旋桨的效率。 3．工作条件 1）轴承承受很大的扭矩和推力，扭矩产生扭应力，推力产生压应力（当正航时）； 2）自重产生弯曲应力； 3）附加应力，包括安装误差、船体变形、轴系扭振及纵横振动、螺旋桨不均匀水动力产生； 4）附加弯曲应力：风浪天中螺旋桨上下运动引起的； 5）轴与轴承摩擦造成磨损； 6）尾轴管轴承用海水润滑时还受到海水腐蚀。 4、对轴系的要求：足够的刚度和强度；传动损失少；对船体变形适应性好；工作中不产生扭振，纵横振；良好的密封、润滑和冷却；维护管理方便。 二．传动轴系的布置 1、轴线的布置 传动轴系通常由位于同一直线上的轴联接起来，这种位于同一直线上的轴中心线称为轴线。商船轴线的数目一般不超过3根；远洋货船往往用1根，一些船速较快、经常进出港口的客船或集装箱船往往用2根。单桨船的轴线布置在纵中剖面上，双桨船的轴线常对称布置在两舷。由于机舱位置的不同，轴线的长度差别很大，尾部机舱的轴线较短，有的不用中间轴，而使推力轴直接和尾轴相连。船中机舱的中间轴段数目较多，轴线往往很长，这时在机舱和尾尖舱必须围成水密的走廊，以使轴系与货舱隔开。此水密走廊称为轴隧或地轴弄。 轴隧用水密门与机舱相通，水密门的开关应能两面操作并在机舱以外进行远距离操作。隧顶一般高2M以上，隧宽应能保证人行和检修。隧道的尾部一般设有逃生洞（孔）、此孔通过钢梯直通船尾甲板，航行中逃生孔在尾甲板的水密门不应上锁，以便应急时使用。同时轴隧的尾部常留有较大空间，供存放备用尾轴及其专用工具和附件。 在主机位置和螺旋桨的位置确定后，轴线位置和长度便可决定。轴线首尾两个端点中，前面一个是主机功率输出端法兰中心，后面一个是螺旋桨中心。理想的轴线位置最好与船体的龙骨线（基线）平行，而在多轴线时，轴线还应保持与船纵中剖面相对称。但是理想的轴线难于实现，通常为保证螺旋桨有一定的沉深，不得不使轴线向尾部倾斜一定的角度，即单轴系：轴线与龙骨线不平行，一般倾斜角α=0-5°； 而双轴系船为保证双桨工作时不造成干扰，允许轴线在水平投影面上离开纵中剖面偏斜一个角度，即双轴系：除倾斜角外，双轴线本身也不平行，一般偏斜角β=0-3°。 当轴线出现倾斜和偏斜时，螺旋桨输出的推力将受到损失，这一方面是由于螺旋桨推力与船舶运动方向不一致，另一方面轴线倾斜使轴系重量产生方向朝后的轴向分力而抵消了一部分推力。 2．轴承的位置 中间轴承是用来支承中间轴并给予径向定位的，每根中间轴多由一个中间轴承支承，少数也有两个的。中间轴承的位置、数量和间距对轴系工作的可靠性有很大影响，在轴系布置时必须考虑： 1）中间轴承应位于刚性较好位置。因当船体变形时，刚性不良将会造成轴承受到很大的附加负荷，轴承易发热和迅速磨损，甚至咬死。 2）中间轴承的间距和数量直接影响着轴承对轴线变形的牵制作用。由于船舶总是存在着船体变形和轴承位置的安装误差，致使各轴承的实际中心线不在一条直线上，所以轴系在运转中，轴颈与轴承的接触处会产生附加轴承负荷，轴承的间距越小，它对轴线变形的牵制作用越大，附加负荷也就越大。因此为提高轴系对船体变形的适应性和增加轴系的柔性，轴承间距大一点好。 但是，轴承的间距也不能过大，否则过大的间距将使轴系的制造安装困难，轴的柔度过大将造成轴承负荷不均匀，还易使轴系产生回转和横向振动，而且这些振动的固有频率是随轴承跨距的增大而降低，容易造成在轴系的工作转速范围内出现临界转速。轴承的间距和中间轴直径有关，一般可由下列经验公式估算： 395.3?d≤ L ≤ 632.4 ?d 轴承的间距确定以后,布置轴承时应使轴承中心到连接法兰端面的距离等于0.2L（0.18-0.22L处。 第三节 传动轴系的结构Construction of Driving Shafting 一、中间轴、推力轴、中间轴承和推力轴承 1．中间轴和推力轴 1）结构组成 由两端法兰、轴干、轴颈（推