(完整版)轴系布局与设计

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⑴主机位置布置原则如下
①对称布置：考虑到设备重量的平衡以及布置和操作的便利。 单轴系的轴线一般布置在船舶的纵中剖面上； 双轴系的轴线一般对称布置于船舶纵中剖面两侧，即对称布
置在船舶两舷； 三根轴系的船舶，一根布置在船舶的纵中剖面上，其余两根
对称布置在左右两舷。多轴系的间距由船舶总体设计确定。
当轴线出现倾角和偏角时，将使螺旋桨的推力受到损失，因此必须对倾 角和偏角加以控制。
一般将倾角控制在0°～5°之内，高速快艇轴线的倾角可放大到12°～ 16°；偏角则控制在0°～3°之内。
③主机应尽量靠近机舱后舱壁布置，以缩短轴线长度。
④应考虑主机左、右、前、底与上部空间是否满足船舶规范， 另外还需要考虑拆装与维修要求以及吊缸的高度是否足够等 因素。比如高度方向，一般应使主机的油底壳不碰到船的双 层底或肋骨，并使它们之间留有向隙，还应留出油底壳放油 所需的操作高度。
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⒉轴承的间距
⑴中间轴承最小间距：lmin=24.9d2/3 (cm) 式中：d—轴径，cm
缘由：中间轴承底座通过螺栓与船体刚性连接， 船体因受水压、装载等因素影响而产生变形 （尤其垂向），轴承随之变位，从而产生附加 负荷。当变位量△一定时，轴承间距愈小，当 轴承变位时，它对轴线的牵制作用愈大，其附 加负荷也愈大，故轴承的间距太小是不利的， 应对它有所限制。
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⑵螺旋桨的布置与定位
螺旋桨的布置与定位由船体总体设计决定，其原则是保证螺 旋桨可靠而有效地工作。
①螺旋桨应有一定的浸没深度。单桨船的浸没深度e=（0.250.30）D，双桨船的浸没深度e=（0.4-0.5）D。D为螺旋桨直 径；
②螺旋桨不应超出船体中部轮廓之外； ③叶梢应尽量高于船体基线以避免螺旋桨在浅水区域航行时
位。
⑵中间轴承多安装在靠近法兰处。
连接法兰
中间轴承 中间轴
L/3-L/4 L
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⒋轴承负荷
⑴轴承负荷的大小用轴承比压p表示 P=R/DL （N/mm²） 式中：R—轴承负荷，N； D—轴颈直径，m； L—轴承长度，m。
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⑵各轴承的比压在许用范围之内，并力求使各轴承的负荷均 匀。
如轴承负荷过重，超过了许用比压，将导致轴承迅速磨损、 发热及其他事故。遇到这种情况，不能轻易用加大轴承长度 的方法来降低比压，一般可采用减小轴承间距、降低轴承高 度的方法。
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②轴线最好布置成与船体基线平行。
当推进机组位置较高，而船舶吃水较浅时，为了保证螺旋桨的浸没深度， 不得不使轴线向尾部倾斜一定角度。轴线与基线的夹角称为倾角。有些 双轴系和多轴系的船舶，为了保证螺旋桨叶的边缘离船壳外板有一定的 间隙，或出于机桨布置的需要，允许轴线在水平投影面上不与纵舯剖面 平行，向外或向内倾斜，形成夹角，称为偏角。
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⑵中间轴承最大间距：lmax=7785 (mm) 缘由：加大轴承间距可以减小轴承的附加负荷，但
轴承间距要受到下列因素的限制： ①轴系临界转速的限制。轴承跨距过大，易产生轴
系的回转振动和横向振动。 ②比压ห้องสมุดไป่ตู้挠度的限制。增大轴承跨距，减少轴承数
量，使轴承比压增加，挠度增加，同时造成轴承负 荷的不均匀性。 ③工艺条件的限制。增大轴承跨距给轴系的制造和 安装带来困难。
轴承负荷过小，甚至出现零值或负值，也是不允许的，这不 仅影响轴承的正常工作，而且造成邻近轴承负荷过重。这是 因为当轴承负荷为零值或负值时，轴段与下轴瓦脱离，这样， 一方面使计算的负荷与实际不符，另一方面影响横向振动的 频率的计算，设计者应加大轴承间距，甚至取消一道轴承， 以改变受力情况，也可以降低或升高其高度。
⒈轴线的数目
轴线的数目取决于船型、航行性能、生命力、主机型式 和数量、经济性、可靠性等因素。轴线的数目早在总体 初步设计阶段已决定。
大型货船、油船多采用单轴线； 对于要求航速高、操纵灵活、机动性好、工作可靠，而
吃水受到一定限制的客船、拖船、集装箱船及其他有特 殊要求的船舶，多采用两根轴线； 军船为了提高生命力、航速和机动性，多采用三根，甚 至四根轴线。
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关于轴承最大间距，各国规范有不同的规定，如GL 的推荐公式是：lmax=k1d½ (mm) 式中：d—轴承间直径（mm）；k1=450（油润滑白 合金轴承）、280（油脂润滑灰铸铁轴承）、280～ 350（水润滑橡胶轴承、轴支架）
当转速>350r/min时: lmax=k2d½ /n ½ 式中：n—轴转速，r/min；k2=8400（油润滑白合金 轴承）、5200（油脂润滑灰铸铁轴承、水润滑与轴 支架橡胶轴承、）
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⒉轴线及轴段长度的确定
轴线是一根线段，它的长度与位置决定于两个端 点。前端点为主机（或推进机组）的输出法兰中 心，后端点为螺旋桨的桨毂中心。
在轴线总长度确定之后，统筹考虑船体尾部线型 和结构、隔舱壁位置、各轴承负荷情况、工厂的 加工能力以及轴系在机舱内的装拆要求等因素， 决定螺旋桨轴、中间轴等传动轴的配置及各轴段 长度。
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⑶尾轴承的间距
l/D(长径比)值推荐采用以下数据（经验值）
当D=400～650mm时 l/D≥12 当D=230～400mm时 l/D≈14～25 当D＝80～230mm时 l/D≈16～40 某些尾机型船舶，因受到空间位置限制，允许l/D值
小于上述数据。
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⒊轴承的位置 ⑴轴承应安装在船体结构较强、变形相对较小的部
1、设计要求：数目 、间距、负荷
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⒈轴承的数量
螺旋桨轴一般设两道轴承。如果螺旋桨轴过长 （如双轴系船），也可以设三道轴承。对于一些 轴线非常短的单机单桨尾机型船舶，其螺旋桨轴 前轴承甚至可以取消，即只设一道轴承。
每根中间轴一般只设一道中间轴承，因为减少轴 承数量会降低轴系变形牵制和轴承附加负荷，使 船体变形对轴系的影响减弱，对轴系工作有利。 一些很短的中间轴甚至不设中间轴承。如果中间 轴过长，也可以设两道中间轴承。
被碰坏； ④叶梢与尾柱距离d不能太小，否则受叶梢处的高速水流冲
刷，尾柱易被浸蚀； ⑤桨和舵叶之间也要留有一定间隙； ⑥螺旋桨和船体外板间距c不应太小，以免造成船体的振动
及不必要的附加阻力。
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㈡轴承的设置
轴承数目、间距的大小和位置安排，对轴的弯曲变形、应 力和轴承的工作状态均有很大的影响。若处理不当，会使 轴承负荷不均匀，造成发热和加速磨损，从而影响轴系运 转的可靠性。