第二章船舶轴系的组成与设计()讲述案例

延长轴系寿命。
6)良好的密封性。选择性能良好的密封装置，既要防止海水 对轴系的腐蚀，又要防止滑 油的外漏而污染海洋环境。 7)重量尺寸要小。缩小轴系的重量尺寸，以省出更多空间来 装载货物或作其他用，对提高船舶的运行经济性也看好
处。
§2-2 轴系的布置设计
布置设计思路：

通过布置确定轴系长度，决定轴承位置和间距等。 根据规范计算确定基本轴径。 进行轴系的强度校核。 有些大型船舶轴系还要进行必要的振动计算和合理校中计
（二）轴线及轴段长度的确定

轴线的基本长度L =首部端点为主机(或齿轮箱)的功
率输出法兰的中心，尾部端点为螺旋桨的中心。

轴段长度：在轴线总长度确定之后，根据船体尾部线型、 隔舱壁位置、各轴承比压、工厂的加工能力及轴系在机
舱内装拆要求，决定螺旋桨轴及中间轴长度。
（三）轴线的位置
单轴系的轴线：常布置在船舶的纵中剖 面上; 双轴系的轴线：对称布置在船舶两舷; 三根轴系：一根布置在船舶的纵中剖面上，其余两根对称布 置在机舱左右两舷。
算。

轴系部件进行结构设计及选型，最后绘制轴系布置图、尾 轴尾管总图及有关部件图纸。
一、轴线中心与螺旋桨中心的连线称为 轴线，也称轴系理论中心线。 （一般轴线由多段位于同一直线的轴相互连接而成）
（一）轴线的数目：取决于船舶的类型、航行性能、
生命力、主机型式和数量、经济性、可靠性。轴线 数目早在总体初步设计阶段已决定。
影响。
如果轴系设计布置或安装不当，往往会导致轴系摩擦部位发
热、剧烈的磨损，甚至发生断轴事故。
2、轴系的要求
1)工作可靠且有较长的使用寿命。有足够的强度和刚度，满足 规范要求，保证轴系在各种恶劣的载荷情况下不致发 生 永久变形或断裂，使其在运行中安全可靠，并有较长使用
寿命。
2)尽量采用标准化结构。在满足工作需要的基础上，应尽量采 用标准化结构。这不仅给制造安装带来方便，还能缩短造
（2）推力轴承：用以承受推进器通过推力轴 传递来的推 力，并通过它将推力传给船体。 （3）隔舱填料函：用以保持轴系穿过水密隔舱处的水密 （4）中间轴承：主要用来承受中间轴的径向负荷 和重量。 （5）尾管：用来支承尾轴承和螺旋轴，螺旋桨轴的密封 元件也装在管中，用以封水 封油。 （6）润滑系统：用来提供并保证尾轴承中滑油的供应。 （7）制动器：常装 在中间轴联轴器的外缘上，用来使轴 制动。 （8）冷却管路：给尾轴管、中间轴承、推力轴承供给冷 却水。
第二章 船舶轴系的组成与设计
§2-1 概述 §2-2 轴系的布置设计 §2-3 传动轴的规范计算及强度校核
§2-4 传动轴的结构设计
§2-5 中间轴承与推力轴承
§2-6 尾轴管装置
§2-1 概述
一、船舶轴系的任务、含义与组成
任务：将主机的功率传给螺旋桨，又将螺旋桨所产生的推 力传给船体，以实现推进船舶的使命。
① ②
主机功率有效地转变为螺旋桨推力的措施？ 轴线最好布置成与基线平行; 双轴系和多轴系的船舶中，最好将轴线布置成与船舶纵
肿剖面相平行和对称。
单轴系的安装
双轴系安装
由首尾两基准点位置确定，当主机和螺旋桨位置确定后，轴 线位置就随之而定。
1、主机位置 主机布置高度：使主机(或齿 轮箱)的油底壳不碰到船 的双层底或肋骨，并使它
影响而产生变形，中央的轴承因船壳的变形而产生径向
位移，其轴承的附加负荷将显著增加，而两侧轴承因靠 近隔舱壁(船壳刚性相对较好)变形较小，附加负荷也较
小。
1-左轴承端盖 2-输出轴 3-滚动轴承 4-减速器壳体 5-齿轮 6-隔套 7-右轴承端盖 8-密封圈 9-半联轴器 10-挡圈 11-紧固螺钉
轴系的多节性
传动轴较长，有的达100m以上。对于这样长 的轴系， 如果只用一整根轴，是困难和不方便的， 且没有必要。为了加工、制造、运输、拆装方便， 常常把传动轴分为许多节，并用数个联轴器将各 节轴段连接起来组合而成。
二、轴系的工作条件和要求
1、工作条件：
由于轴系位于水线以下，一部分轴系长期浸泡在水中，工作 条件恶劣，受力复杂；同时还受到船体变形、装载等的
为了减小船体变形对轴承的影响，可采取措施？
(1)将中间轴承布置于隔舱壁附近，某些小船的中间轴承 可直接布置于隔舱壁上。
(2)采用自动整位式球面轴承或向心球面轴承。
(3)缩短轴瓦长度。
(4)采用挠性联轴节。

轴承的轴向位置还与各轴承负荷的均匀程度有关。 为使影响系数尽可能小，在布置时应对轴承的轴向位置作
们间 留有间隙，还应留
出油底壳放油所需的操作 高度。
2、螺旋桨的位置
螺旋桨的位置一般由船体设计人员确定。船体壳板产生振 动的原因之一，是螺旋桨叶尖与船体外板 没有足够的间 隙，致使螺旋桨在运转时水流冲击外板造成 的。
二、轴承的位置、数目和间距
1、轴承位置的确定
轴承破坏原因：
轴承中各支承轴承均与船体刚性连接，所以船体的变形将引 起轴承的径向位移，这种位移会使轴承的负荷增加许多 倍甚至十几倍，致使轴承处产生剧烈的磨损、发热，甚 至咬死烧坏。 当传动轴在支承轴承中运转时，船壳因受水压、装载等因素
船周期、降底制造成本、提高经济 效益，而且对产品的
质量提供了可靠的保证。 3)传动损失小。在轴系设计时，要正确选择轴承数目、布置位 置和润滑方式，将传动损失 降底到最小限度，以提高推 进效率。
4)良好的抗振性能。保证轴系在营运转速范围内不产生扭转 共振和横振共振， 进行振动临界转速的计算。 5)对船体变形的敏感性小。因船体变形使轴系各支承产生位 移而导致轴系产生附加应力和附加负荷。轴系设计和布 置时就要考虑使这种影响尽可能小一点以减少传动损失
组成：传动轴（中间轴、螺旋桨轴、推力轴及连接轴与轴 用的联轴器），轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴 承），以及其他附件等。
图中为直接传动主机。如用高速不可反转主机，其后面须 设传动设备， 即离合器和齿轮箱。
（1）推力轴：它前端有法兰与主扭曲输出法兰相连接， 其后端的法兰与中 间轴法兰相连。
轴 系 关 键 部 件
特别是在需进行合理校中的轴系中，为取得校中的满意结果，
多方案的计算和论证。