典型商船的轴系布置与结构设计.pdfVIP

典型商船的軸系佈置與結構設計

摘要：文中主要介紹了商船軸系結構設計與佈置，安裝時應注意的問

題

目錄：1軸系的任務,組成，與設計要求

2軸系的種類

3軸系工作條件及故障

4軸系佈置設計流程

5軸線的確定及數目

6軸線及軸線長度的確定

7軸承的設置，間距和位置

8軸承負荷及負荷計算中支點位置的確定

9軸承的比壓許用範圍

引言：船舶軸系的佈置與設計在船舶建造過程中是一個非常重要的環

節，此設計的任務是使讀者獲得必要的專業入門知識，增加對商船軸

系佈置與結構設計的瞭解和興趣。開拓視野，拓展相關專業知識，以

有利於學好本專業的其他課程和將來的工作。

本設計系統的介紹了商船軸系的工作原理，性能特點，典型結構，

裝調要修要點等。全文共分為10章，重點詳細介紹了軸系的佈置與

結構設計。

由於本人水準有限，加之時間倉促，文中謬誤和不足之處懇請老

師及讀者批評指正，以期日後改正。

1軸系的任務，組成與設計要求：

軸系的任務：船舶軸系是船舶動力裝置中的重要組成部分，承擔

著將主機發出的功率傳遞給螺旋槳。在講螺旋槳產生的軸向推力傳遞

給船體實現推船航行的目的。船舶軸系的結構較為簡單。但作用十分

重大，維護管理好軸系，對保證船舶的安全航行至關重要。

軸系的組成：船舶軸系是主機輸出端法蘭起至艉軸為止，連接主

機和螺旋槳。對於直接傳動的推進系統，包括傳遞功率的傳動軸等零

部件，主要有：推力軸和推力軸承，中間軸和中間軸承，尾軸承以及

其他附件等；對於間接傳動的推進系統，除有上述傳動軸和軸承外，

還有離合器，彈性聯軸器和減速齒輪箱等部件。

2軸系的種類

單軸系：單軸系軸線佈置於船體的中縱剖面上，並平行於船體基

線。單軸系的長度主要由中間軸數目來定，而中間軸的數目則取決於

機艙的位置。中機艙的中間軸數量多軸系長。凡具有兩節或兩節以上

中間軸的軸系稱為長軸系；尾機艙的中間軸數量少，甚至沒有中間軸，

軸系較短。凡具有一節中間軸或無中間軸的軸系稱為短軸系。軸系短

不僅便於船艙佈置，節省船舶建造費用，而且便於維護管理。所以日

前造船趨勢都是採用尾機艙或近尾機艙的船舶結構。單軸系的特點是

直接傳動，結構簡單可靠，傳動損失小，便於操縱。單軸系多用於大

型海船。拖輪及內河中小型船舶，如油船，集裝箱船及散貨船等。

雙軸系：兩個軸系分別平行對稱佈置在船體中縱剖面的兩側，相

對船體基線略有傾斜，以保證螺旋槳充分沒入水中。由於船體結構的

限制，螺旋槳至尾軸管得距離較遠，尾軸較長，徐在船體外部設置人

字架托住懸伸於船外的尾軸。為了便於拆裝將尾軸分為兩段製造，中

間用聯軸器連接。在船體尾軸管內的軸段仍稱為尾軸；懸伸在船外的

軸段與螺旋槳連接，並由人字架支撐，這段軸稱為螺旋槳軸。雙軸系

船舶具有高速，機動性好和生命力強的特點。但雙軸系為雙機雙槳，

建造和修理工作量大，費用高。一般多用於客船和軍用艦船。

3軸系工作條件及故障

船舶軸系的主要零件中間軸，艉軸等雖然結構簡單，但尺寸

大，重量大，一般軸長無與軸徑D之比超過10，所以是擾性軸，容

易產生變形。軸系位於船體水線以下部位，運轉時不僅受到主機傳動

的扭矩作用，軸系自重引起的彎曲變形，而且還受到螺旋槳產生的阻

力矩和推理作用。此外，還受到軸系校中，安裝，船體變形，船舶振

動及螺旋漿水動力等引起的附加應力的週期作用。船舶的緊急停車，

頻繁的動操車，或者在颱風大浪中劇烈搖擺時，上述情況就更加嚴重，

並使軸承負荷加重。傳動軸工作表面與軸承的相對運動還會產生過度

磨損，在海水和滑油介質中受到腐蝕。所以，船舶軸系在運轉中會產

生聲音異常，振動，軸承溫度過高，傳動軸磨損加劇，密封裝置洩漏

等損壞，嚴重對甚至產生斷軸事故。論及人員應做好日常的維護修理，

使軸系處於良好的拘束狀態並應掌握船舶軸系的有關理論知識和試

驗方法。

4軸系佈置設計流程

首先確定軸線及軸段的配置；再決定軸承位置和間距等，繪製相

關草圖，再根據規範計算確定了基本軸徑，且軸的主要尺寸初步確定

的前提下，即可進行軸系的強度校核。有鞋船舶軸系還要進行必要的

震動計算和合理校中計算。然後進行軸系部件結構設計及選型。最後

繪製軸系佈置圖。艉軸尾管總圖及有關部件圖紙。

5軸線的確定及數目

主機或推進機組輸出法蘭中心與螺旋槳中心的連線稱為軸線，也