Chapter推进系统的传递设备.ppt

第三节 推进系统的传递设备 在间接传动的推进系统中，为了完成各种传动功能，必须设置诸如：齿轮传动装置（减速器、增速器）、联轴器、离合器、制动器等传递设备，这些设备所起的作用： 1）汇集（对多机单桨）或分配（对单机带双桨或轴带发电机）主机功率； 2）将主机转速转变为负荷所需要的转速（螺旋桨需要的低转速或轴带负荷所需的高转速或恒定转速）； 3）实现主机和螺旋桨的离合； 4）使不可反转主机所带的螺旋桨实现倒顺转； 5）减振和消除螺旋桨对主机的冲击作用。 一、齿轮传动装置 1、减速齿轮传动装置 当中速大功率柴油机作为主机驱动螺旋桨时，需要通过中间齿轮减速器，以获得较高的推进效率。目前大功率中速机的转速多为400—500r/min左右，单缸功率已达1300KW，单机功率超过22000KW，因此所要求的齿轮减速器的减速比并不高，而传递的功率却很大。现代工业能提供功率大、尺寸小、重量轻的减速器，这也是大功率中速机推进装置得到迅速发展的的一个重要原因。 1）异心齿轮减速器：输入轴与输出轴中心线不在同一直线上的减速齿轮装置，称为异心齿轮减速器。又主机的功率传给螺旋桨只有一条途径，所以属于单路减速齿轮装置。 （1）单机单桨 主机与减速器之间装有弹性联轴器，其作用是缓和主机交变扭矩的冲击性，改善减速器的工作条件，还可补偿主机和减速器之间的对中偏差。气胎式制动器可通过充气来制动主机，使之迅速停车，以利于主机换向，提高动力装置的机动性。推力轴承布置在减速齿轮箱内，使结构简化、钢性增加。 优点：结构简单，主机重心低，两主机间的距离（对双机双桨船）容易得到保证。 缺点：占机舱面积较大。 （2）双机单桨 主机与减速器之间用弹性联轴器或液力偶合器连接，为实现并车运行设置气胎式离合器，并可实现单机运行和柴油机检修。液力偶合器作为联轴器使用时在传动中有滑动（差），效率要比弹性联轴器低1-2%，但正是有滑动，它的减振性能和并车性能较好。 采用并车传动的优点： A）提高船舶的生命力。如其中一台主机发生故障，可实现不停航检修； B）在需要低航速时可只开一台主机，使柴油机处于较为经济状态运行，节省燃料，且可轮换使用主机，延长动力装置寿命； C）尺寸小、重量轻。装置高度可降低1/2—1/3，重量可减轻1/4； D）单轴功率增大，扩大了中速机与低速机竞争领域。 并车传动装置的缺点：结构复杂；各台主机间负荷分配不均时会造成某台主机过载；主机台数多，操纵控制复杂。 2）同心齿轮减速器： 输入轴与输出轴的中心线在同一直线上的齿轮减速装置，称为同心齿轮减速器。且主机的功率传给螺旋桨有两条途径，属于多路减速齿轮装置。 （1）普通同心齿轮减速器 它克服了异心齿轮减速器的缺点，但由于增加了过桥齿轮，使结构复杂，传动效率降低，成本提高。 （2）行星齿轮减速器 其输入轴驱动太阳轮 转动，从而带动三个行星齿轮在内齿圈转动，带动系杆和输出轴转动。当太阳轮顺时针转动时，其带动行星齿轮绕本身轴线逆时针转动，这是行星齿轮的自转；当行星齿轮自转时，因与内齿圈啮合，内齿圈固定不动，它便在内齿圈做顺时针滚动，这是行星齿轮轴线绕太阳轮的轴线的公转。行星齿轮在在公转中带动系杆产生顺时针方向的转动，与系杆连成一体的输出轴也进行顺时针方向的转动，因此，这种减速器的输入轴与输出轴转向相同。 输入轴转速n1与输出轴转速n2之比即为减速比i： i = n1/n2 = 1+Z3/Z1 式中：Z1与Z3分别为太阳轮和内齿圈的齿数，所以减速比与行星齿轮的齿数无关。 行星齿轮减速器的突出优点是：尺寸小，重量轻、能传递大的功率和扭矩、传动效率高。不仅广泛应用于大功率中速柴油机，也适用于大型低速柴油机，以获得更高的推进效率。 2、倒顺车减速齿轮装置 中、高速柴油机作为主机时，需要减速装置和倒顺车装置。如图装置由两个行星齿轮装置与多片式摩擦离合器、制动器构成倒顺车离合器和减速器组成。当正车时，制动器脱开，离合器接合，两对行星齿轮装置相对于离合器壳体无相对运动，相当于联轴器，输入轴与输出轴处于刚性连接；当开倒车时，制动器使离合器壳体不动，且离合器脱开，输入轴通过两对行星齿轮使输出轴倒转；空车时，制动器和离合器都脱开，离合器壳体随输入轴转动，而输出轴则停止不动。 3、恒速齿轮传动装置（齿轮增速器） 恒速齿轮传动装置的核心部件和行星齿轮减速器类似，所不同的是恒速齿轮传动装置的内齿轮不是固定不动的，它将根据输入轴转速的变化而转动，其转速和转向取决于输入转速的高低。因此，随着输入转速的变化，它的传动比将相应发生变化，以获得恒定的输出转速。此外，恒速齿轮传动装置的输入轴和系杆相连，输出轴和太阳轮相连，因此实质上它是一种增速器。 工作原理 当柴油机在中性转速（此时主机的转速刚好满足发电机的需要）下运行时，变向变量泵无排量，因此液压马