第二章(轮管)

轴线的计算曲线
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(二) 传动轴系的布置
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2 轴承的布置
中间轴承位置:应位于船体刚性加强的部位(隔舱壁附近)
一般来说,一根中间轴设置一个轴承.
间距L的估算经验公式:
L-轴承间距[mm]
395.3 d L 632.4 d [mm]
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(二) 传动轴系的布置
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1 轴线的布置
轴线：轴系的中心线 轴数目：商船≤3根 远洋船1根 客船/集装箱船 2根
轴线的布置应考虑的因素: (1)轴数目 (2)机舱的位置 (3)维护管理和救生 (4)便于储存备件、专用工具、附件等
• • • • • 1 直接传动（Direct-drive) 2 间接传动 (Indirect-drive) 3 Z型传动 (Z Type Drive) 4 电力传动 (Electric Drive) 5 推进方式的选择(Propulsion Type Selection)
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1 直接传动(Direct-drive)
发动机 轴系 推进器
特点：
• 结构简单，管理方便 • 传动损失小，传动效率高 • 螺旋桨转速低，桨效率高 • 工作可靠，使用寿命长 缺点：尺寸大；定距桨主机需要可逆转，船舶微速 受主机最低稳定转速限制 应用：广泛应用在大中型商船
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轴隧(地 轴弄) 水密门可 在内/外/ 远距离开 关 轴遂内设 有逃生通 道
1-柴油机 2-推力轴承 3-短轴 4-7-9-12-中间轴承 58-10-中间轴 6-隔舱填料箱 11-尾轴 13-螺旋桨 14尾轴管 15-窗口 16-轴隧 17-水密门 18-机舱
一 传动轴系 (Shafting)
(一) 组成、作用和工作条件 (二) 传动轴系的布置 (三) 轴系的结构
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一 传动轴系 (Shafting)
(一) 组成、作用和工作条件
1.传动轴系组成：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。图1 组成： • 传动轴（推力轴、中间轴、尾轴） • 轴承（推力轴承、中间轴承、尾轴承） • 传递设备（联轴器、减速器、离合器） • 附件（润滑、冷却、密封设备）
1-连接法兰 2-轴干 3-甩油环 4-轴颈 5-推力环
• 轴颈直径比轴干直径大5-20mm • 不同直径断面圆角过渡 • 法兰连接螺栓紧配螺栓数大于50%(中小型船 不小于4只） • 推力环侧面应互相平行且应垂直于轴线
1
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中间轴、推力轴及其轴承
d:中间轴轴径[mm]
布置中间轴承时，应使轴承中心到连接法兰端面距 离等于0.2L。 检查轴承垂直方向和水平方向上的对中性，使符合 设计轴线要求。 小型船舶可采用直线轴线 大型船舶常采用曲线轴线（以适应较重螺旋桨）
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(三) 轴系的结构 Shafting Structure 1 中间轴、推力轴及其轴承
电力传动特点
（1）主机-螺旋桨无机械连接，无中间轴和承 ，机舱布置灵活； （2）主机转速不受螺旋桨转速限制，可选用 中、高速机并在恒定转速下工作，使主机处于 最佳状态； （3）正倒车具有相同功率和运转性能，并具 有良好拖动性能； （4）能量经过两次转换，损失多，传动效率 低；装置总的质量、尺寸增大，造价和维修费 用较高。
SEC.4 侧推器及其管理 Ship Thruster and Its Maintenance
SEC.5 船舶推进装置的管理 Maintenance of Ship Propulsion Plant
结束
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SEC.1 推进方式(Propulsion Type)
2 间接传动 (Indirect-drive)
发动机 离合器 减速器 轴系 推进器
特点： • 主机：不可逆转柴油机－额定转速运行 • 结构相对复杂，传动损失大，效率低 • 调距桨，轴系布置灵活 • 有利于多机并车运行和设置轴带发电机 • 应用在中小型船舶、汽轮机、燃气轮机船舶
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间接传动
Controllable Pitch Propeller CPP 调距桨（可变螺距）
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Z型传动图2
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Z型传动图1
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3 Z型传动(Z Type Drive)
特点： • 操纵性能好 • 可以省掉舵、尾柱和尾轴管等装置 • 主机可采用体积小的中、高速柴油机 • 结构相对复杂，传动损失大，效率低 • 应用在小型船舶（港口作业船舶）
Z型传动－悬挂式螺旋桨装置
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(二) 传动轴系的布置
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1 轴线的布置
理想的轴线:应与船体的龙骨线平行 轴线布置:与龙骨线保持一个角度(倾斜角α) 倾斜角α-轴线向尾部偏斜的角度。见图 一般，α<=5º 偏斜角β-轴线在水平投影面上偏离船舶纵中垂面 的角度。见图 一般，β<=3º
(3) 推力轴承 Thrust Bearing
Boss Babbitt
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(3) 推力轴承 Thrust Bearing
Lub. Oil Pipe
Thrust shaft Thrust Ring
Pads(Segments)
Holding stirrup
Pe M e 9550 [ N m] n
Te 1.94
Pp v
p [kN ]
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一 传动轴系 (Shafting)
3.轴系的工作条件
1)承受扭应力和压应力/拉应力; 2)承受弯曲应力(自重，桨重，附件作用); 3)承受附加应力(安装误差、船体变形、轴系振动、 螺旋桨不均匀水作用力); 4)受附加弯曲应力(船舶纵摇桨上下惯性运动) 5)摩擦和腐蚀作用. 对轴系的要求： 1）足够的强度和刚度 2）较少传动 损失，并具有良好密封、润滑、冷却 3）对船体变 形适应性好 4）工作中不发生共振，并且易于维护 管理
Intermediate Shaft ,Thrust Shaft and Bearings
2 3
尾轴
(Tail/Stern shaft) (Stern Tube)
尾轴管装置
1
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中间轴、推力轴及其轴承
(1)中间轴和推力轴(Intermediate shaft)
1
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中间轴、推力轴及其轴承
(3)推力轴承(Thrust Bearing) 作用：A. 将螺旋桨的推力/拉力传给船体 B. 传动轴系轴向定位 构造: 推力轴、推力环、正倒车推力块和推力盘(调节圈)
大型低速二冲程柴油机的曲轴的输出端设置推力环 , 将螺旋 桨的推力通过推力环-推力轴承-机座-船体
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(3) 推力轴承 Thrust Bearing
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推力环 调节圈
推力块
压板
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(3) 推力轴承 Thrust Bearing
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电力传动/推进图
SEC.2 传动轴系和设备 (Shafting and Equipment)
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一 传动轴系 (Shafting) 二 传动设备 (Driving Equipment)
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(2)中间轴承(Intermediate Bearing)
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1-连接螺栓 2-观察孔盖板 3-螺栓 4-轴承盖 5-油环 6轴瓦 7-轴承座 8-底板 9-填料压盖 10-填料 11-挡油圈 12-刮油板 13-吊环 14-油位表 15-旋塞 A-支撑 B-储存 池 C-海水进口 D-冷却水腔 E-海水出口 F-凸肩
(2)中间轴承(Intermediate Bearing)
•作用：减少轴系挠度和承受中间轴重量 承受轴系变形等所造成的附加径向负荷 附加径向负荷(轴系变形等) • 最后一道中间轴承设上下瓦，其它只设下瓦。 • 商船上多采用滑动式中间轴承，滑环式中间轴 承结构见图 •固定油盘式中间轴承结构与滑环式类似，只是 滑环改为油盘固定在轴上, 油盘随轴旋转。 优点：在任何转速下都能得到可靠的润滑。 大型船舶上应用固定油盘式中间轴承较多。
推进方式的选择
推进方式的选择应考虑的因素:
• • • • • • • • 船舶的大小 船舶的用途 船舶的航区 发动机的形式 传动设备的形式 经济性 安全可靠性 运转管理
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直接传动
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推进方式的选择
可逆转 不可逆转 减速齿轮箱 定距桨 调距桨
低速柴油机
中速柴油机 不可逆转
可逆转
减速齿轮箱 定距桨
倒顺车离合器减速齿轮箱 调距桨 减速齿轮箱
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Chapter 2 Marine Propulsion Plant 第二章 船舶推进装置
CHAPTER 2 Marine Propulsion Plant
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SEC.1 推进方式(Propulsion Type) SEC.2 SEC.3 传动轴系和设备（Drive Shafting) 螺旋桨 (Propeller )
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(3)推力轴承 Thrust Bearing
Thrust Ring 新改进:推力环上加工 环槽-弹性结构,改善受 力条件推力环/块面积 减小
推进方式的选择
驱动发电机的柴油机是定速不 可逆转柴油机
带有正倒车离合装置-主机不可逆转 不带有正倒车离合装置-主机可逆转 定距桨(FPP)-主机可逆转 (靠正反转实现船舶正倒航) 调距桨(CPP)-主机不可逆转 (靠改变螺距实现船舶正倒航)
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一 传动轴系 (Shafting)
2.轴系作用： (1)将柴油机曲轴的动力矩 传给螺旋桨; (2)把螺旋桨产生的推力通 过推力轴承传递给船体。
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4 电力传动/推进(Electric Drive)
电力传动/推进:主机驱动主发电机向主 配电系统供电,主配电系统驱动主电动 机,从而实现螺旋桨运转的传动方式
电力传动图
破冰船、拖船、渡船等
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