船舶概论 船舶轴系 船舶轴系及传动装置.ppt

第四节 船舶轴系与传动 学习任务： 1、了解船舶轴系的结构组成 2、掌握常见的几种传动装置原理 3、推进与传动装置的选择 一、传动轴系的组成与要求 轴系： 从主机曲轴输出法兰到螺旋桨之间的，一端与主机或减速齿轮箱输出轴相连接，另一端与螺旋桨相连接的传动轴、轴承及附件的总称。 1、作用： 将主机动力矩传给螺旋桨，克服桨在水中转动的阻力矩；将桨产生的推力传给推力轴承，传给船体，克服船舶航行阻力。 2. 轴系的组成： 1）传动轴：推力轴、中间轴、尾轴（螺旋桨轴）； 2）轴承：推力轴承、中间轴承、尾管内的尾轴承； 3）轴系附件：联轴器、制动器、隔舱密封、尾轴套管装置、轴承的润滑和冷却系统等。 3. 对轴系的要求： 1）足够的强度和刚度，对船体变形适应性强； 2）传动损失小； 3）工作中避免发生横向、纵向和扭转的共振； 4）良好的密封、润滑和冷却；管理维护方便。 二、 常见的几种传动装置 指主机功率直接通过轴系传给螺旋桨。（无减速和离合设备） 优点：1）传动损失小、传动效率高；结构简单、工作可靠，维护管理方便，使用寿命长、噪音低； 2）主机用低速机，油耗低，桨的效率高、经济性好。 缺点：主机重量与尺寸大、必须可倒转；非设计工况经济性差、低速和微速工况稳定性差。 运用：——用于大中功率 远洋和沿海货船、油船。 传动装置是把主机功率传递给螺旋桨的整套装置，船舶主机输出端与螺旋桨中间一般都需要传动装置来实现动力传输、减速和通断离合等。 1、直接传动 2、齿轮传动 齿轮传动的主要作用是： 1）传扭；2）配 速；3）换向；4）功率分支与节能 传动齿轮根据应用可分为以下类型： 优点： 1）利用离合器传动，主机结构简单（不换向） 2）采用减速齿轮箱，主机可用重量、尺寸较小的中、高速机； 3）轴系布置方便（分车、并车、轴带发电机）。 缺点： 结构复杂、传动效率低、噪音大。 运用： 用于中小型船舶和大功率中速机、汽轮机或燃气轮机为主机船舶。 3、可调螺距螺旋桨传动 通过改变螺旋桨的螺距来改变船舶航速和正倒航的传动方式，上一节已经学过。 4、电力传动 电力传动是由主机带动发电机，供电给推进电动机，再由推进电动机带动螺旋桨的一种方式。 电力传动推进装置 优点： 1）配置和布置灵活、方便，舱室利用率高； 2）正倒车功率和运转性能相同，便于遥控，机动性好； 3）转速不受桨速限制，可在恒速下工作。 缺点： 能量经机械能→电能→机械能，损失较大，效率较低；造价、维修费用较高。 运用：仅用于渡船、 破冰船、考察船等。 5、液力传动 液力传动是利用液体来传递功率的装置，这种装置是将离心泵和涡轮机的工作原理结合而创造出来的。 右图为液力耦合器的结构图 液力传动使主机和螺旋桨的连接成为挠性连接，它可以减速和反转，同时还可以使主机与螺旋桨离合。 液力传动优点： 1、可以起离合作用，并为远距离操纵创造条件； 2、可以改变船的牵引性能，增加船舶机动性； 3、有缓冲和吸收扭振动的作用，可以保护主机； 4、当负荷改变时能自动改变转速而实现无极变速。 缺点：功率损耗大 液力传动一般应用于工程船舶。 6、全回转式螺旋桨传动（Z型传动） 上一节学习了全回转式螺旋桨的结构，其优点： 1）操作性好； 2）可省掉舵、尾柱，船尾结构简单，船体阻力小； 3）使用中高速机，主机不用换向，重量尺寸小； 4）检修不用进坞，方便快捷。 缺点： 该结构传递功率受限。 运用： 仅用于港作和狭水道航行的小型船舶。 三、船舶推进与传动装置的选择 确定推进装置型式除传动方式选择外，还涉及轴系的数目、推进器的型式、螺旋桨类型与数目等。一般应考虑以下原则： 1）按船舶用途、种类与要求 沿海、远洋货船和油船一般采用单机单浆直接传动，螺旋浆使用定距浆。 客船对机动性与操纵性要求高，一般采用双机（多机）双浆（多浆）。 2）按主机总功率的大小 大型低速机单机功率大．耗油率低、耐用可靠，但重量、尺寸大，适宜于大型沿海和远洋运输船舶选用 。一般采用单机单浆直接传动。 3）按船舶航区的吃水深度 采用双桨(多桨)可减小螺旋桨的直径，其舵的转向效果好，能提高机动性，可减少船舶的吃水深度。 4）按推进装置的经济性。 直接传动比间接传动传动损失少，效率高。间接传动可降低桨转速．提高推进效率，但要增加传动设备，初投资高。 其他应考虑到问题： 1）重量和尺寸 内河船、高速船选用高速机；长江或沿海小型船、运木船、客(车)渡船、滚装船等特种船舶选用中速机；沿海与远洋大型船选低速机。 2）功率与转速 经济功率：根据柴油机使用状况和用途，在燃油消耗