6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算
船舶动力装置课程设计轴系计算说明书
华中科技大学船舶与海洋工程学院轮机工程专业民用船舶动力装置课程设计轴系计算说明书一、轴系计算(一)、概述本船为内河船，设单机单桨。
主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。
考虑到长江水质较差，泥沙较多，若采用水润滑，则污物可能进入艉轴装置造成堵塞，故润滑方式采用油润滑。
本计算按《CCS钢质内河船舶建造规范》（2009年）（简称《钢内规》）进行。
(二)、已知条件(三)、轴直径的确定根据《钢内规》8.2.2进行计算，计算列表4.1如下：表4.1轴直径计算根据计算结果，取螺旋桨轴直径为 350 mm，中间轴直径为 280 mm。
二、强度校核1.尾轴强度验算轴设计过程中艉轴承、密封装置、联轴节的选型如下：a．艉轴轴承选自东台市有铭船舶配件厂，规格如下：b．油润滑艉轴密封装置选自东台市有铭船舶配件厂，规格如下：c．联轴节采用船厂自制。
尾轴危险段面的确定根据图4-1计算如下：图4-1尾轴管结构简图（1）相关尺寸确定已知L=880mm，L b=440mm，R=350mma螺旋桨轴尾部锥长l=（1.6~3.3）R=2.2*R=780mm，z对于白合金轴承，支撑点到后端面的距离u=0.5L=0.5*880=440mm。
而后密封装置的长度为215mm，再加上适当间距约为60mm，则：螺旋桨轴尾部锥面中心至后轴承中心距离a为：a=780/2+440+215+60=1105mm螺旋桨轴尾部锥面后端面至后轴承中心距离b为：b=1105+780/2=1495mm由布置总图得后轴承的后端面距前轴承中心约为4739mm，则：前后轴承支撑点距离l为：l=4739-440=4299mm因为后轴承后端面距齿轮箱有约7130mm，考虑到齿轮箱的周和联轴节等，法兰端面到前轴承支撑点距离为：d=7130-4299-440-769=2391mm因为联轴节长845mm ，则法兰重心到前轴承支撑点距离为： c=2391-845=1546mm（2）双支承轴承负荷计算： a ．后轴承压力= 15873.21 N式中：g —9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299ma---螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m b —桨毂后端面到后轴承支撑点距离，1.495m c —法兰重心到前轴承支撑点距离，1.546md —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kgq c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/mb ．前轴承总压力⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+++=l a Q l 2b q l c)(l G l 2d l q g B 2c 02c）（B R = 4596.65 N 式中：g —9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299ma---螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m b —桨毂后端面到后轴承支撑点距离，1.495m c —法兰重心到前轴承支撑点距离，1.546md —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kgq c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m1．截面E —E 的弯矩/2a 2L q g 2L R 2L a g Q M 2A cA A AB EE ⎪⎭⎫⎝⎛+⋅⋅-⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅-=- = —63745.48N ·m式中：g —9.81N/kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg a —螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m R A —后轴承支反力，15873.21 N L A —后轴承长度，0.88m q c —轴本身重量产生的均布负荷q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m其中d c 为尾轴直径，350mm 2．截面K －K 的弯矩c2B A B KK 2gq )Q -(R a g Q M g ⋅+⋅⋅-=-= —5093.61N ·m式中：g —9.81N/kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg a —螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m R A —后轴承支反力，15873.21 N q c —轴本身重量产生的均布负荷q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m其中d c 为尾轴直径，350mmK K E E M M -->，取E E M -=—63745.48N ·m 作为计算弯曲力矩。
柴油机铸造机体主轴承座结构强度分析及优化
柴油机铸造机体主轴承座结构强度分析及优化王国富;陈元华【摘要】为验证某款新开发的直列4缸柴油发动机主轴承座设计的可靠性，建立了包括气缸体、主轴瓦、轴承盖、曲轴及连接螺栓的发动机主轴承座有限元强度分析模型，运用Abqus和Femfat软件从应力分布、安全系数、轴瓦背压、主轴承孔变形等四个方面进行了强度计算。
针对计算结果中主轴承座安全系数不足的问题，提出了结构改进方案，并重新对改进后的主轴承座进行应力和安全系数计算分析，结果表明，改进方案对疲劳安全系数的提高有明显的效果，满足设计要求。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】3页(P123-125)【关键词】气缸体;主轴承座;结构强度;有限元分析【作者】王国富;陈元华【作者单位】桂林航天工业学院汽车工程系，桂林 541004;桂林航天工业学院汽车工程系，桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TH1220 引言主轴承座是发动机机体的重要组成部分，它用来支撑高速旋转的曲轴，承受着剧烈的载荷，这些载荷来自多方面，包括曲轴动载荷、螺栓预紧载荷、轴瓦过盈载荷以及热负荷[1,2]等，受力状态复杂。
主轴承座和主轴承盖接触的部位必然是发动机高速运转中最危险的部位之一，因此，这些部位应具备足够的刚度、强度和动力学特性[3]。
为了验证某款新开发的直列4缸柴油发动机主轴承座设计的可靠性，需要对该柴油机主轴承座进行有限元强度分析。
1 计算模型和边界条件1.1 有限元模型本文建立的有限元计算模型包括气缸体、各主轴承座上下盖、主轴承盖螺柱、主轴瓦、曲轴主轴颈、曲轴后油封座。
建模过程中，忽略部分不重要的倒角，简化轴瓦模型，同时对须重点关注的地方如主轴承主轴承盖的轴承孔附近、主轴承座与主轴承盖的接触面附近、主轴承座孔与轴瓦接触面附近、润滑油孔内表面等适当地加密网格，为保证足够的工程精度，曲轴、主轴瓦有限元模型单元选择8节点六面体单元网络，其它选择10节点四面体单元网格。
单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核 杨韬讲诉
材料力学课程设计设计题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核班级：铁车三班学号：2014120950姓名：杨韬指导老师：任小平一、 设计目的系统学完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。
同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。
既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；既把以前所学的知识综合运用，又为后继课程打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高二、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁(QT450-5)，弹性常数为E 、μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且r F =2tF 。
曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤hb≤4, 3l =1.2r,有关数据如下表：要求： 1. 画出曲轴的内力图。
2. 设计曲轴颈直径d ，主轴颈直径D 。
3. 校核曲柄臂的强度。
4. 校核主轴颈H-H 截面处的疲劳强度，取疲劳安全系数n=2。
键槽为端铣加工，主轴颈表面为车削加工。
5. 用能量法计算A-A 截面的转角y θ,z θ。
数据零件图：单缸柴油机曲轴零件简化图：三、设计内容3.1 柴油机曲轴的内力图（1）受力分析计算简图：计算外力偶矩：Me=9549·Pn=9549×16.4/300=572.94 计算切向力Ft ，径向力Frt F =e M r =9549N r F =2t F=4774.5N 由平衡条件计算反力：在xOy 平面: Ay F =212r F l l l +=2963.5N Fy F =112r F l l l +=1811N在xOz 平面: Az F =212t Fl l l +=5927N Fz F =112t Fl l l +=3622N (3)内力分析：画出内力图。
柴油发电机组结构图解.ppt
能提高发动机功率，降低油耗，延
长发动机寿命。该机油加有美国康
明斯发动机有限公司的专利产品—
—荧光黑子剂，可以直观的发现发
动机润滑故障，及时处理，大大节
约开支。
N系列发动机润滑系统
润滑系统的结构组成
组成：油底壳、油底滤网、吸油管、机油泵、主， 副油道（活塞冷却小喷嘴）、机油冷却器、齿轮 室上的油道、机油粗、细滤清器、压力调节阀以 及缸盖和摇臂室上的油道构成。
1-5-3-6-2-4
废气涡轮增压、空空中冷或水空中冷 PT燃油系统 满足欧1或欧2 “ω”
NTA855通用技术规格
N系列发动机主要零部件设计特点
PT燃油系统
• 康明斯独特的PT燃油系统，是康明斯公司的专利。其中： P------指的是PT燃油泵输出的燃油压力（Pressure） T------指的是喷油器允许燃油流入油杯的有效时间（Time）
构，进气阻力小，明显提高 充气效率，有利于燃烧的完 善。
• 排气口与排气道改进为过渡 变化结构，采用脉冲气道， 有利于废气能量的充分利用。
• 选用高强度铸铁材料，进一 步提高了缸盖的抗冲击性能。 气门刚度增加，使发动机的 超速能力更强。
N系列发动机主要零部件设计特点
• 曲轴
• 高强度合金钢材料锻造，提 高曲轴强度和寿命。
增加引起，那就预示很可能有机械故障发生，应 立即进行检查。
N系列发动机燃油系统
• 基本结构形式：它由油箱、燃油滤清器、PT燃油泵、低压输油 管、喷油器、摇臂、推杆、喷油凸轮和回油管等组成。其中： PT燃油泵又包括：齿轮泵、磁性滤清器、脉冲膜片减振器、两 极调速器、 节流轴、电磁阀等。
N系列发动机燃油系统
N系列发动机冷却系统
深水海洋工程船起重机基座结构设计
深水海洋工程船起重机基座结构设计发布时间：2023-02-17T05:13:45.028Z 来源：《工程建设标准化》2022年10月19期作者：吴春美[导读] 为确保补给、生产、维修和登船作业，深水工程船舶通常配备起重机吴春美天津博迈科海洋工程有限公司天津 301800摘要：为确保补给、生产、维修和登船作业，深水工程船舶通常配备起重机，以便在补给区、卸货区和居住区进行起重作业。
起重机运行频率高，基础结构长期承受各种可变载荷，可能导致结构变形和疲劳损伤。
因此，各船级社的规格将起重机底座及相应的壳结构归入近海结构。
现场运行状态是起重机基础设计的受控运行状态。
保证起重机基础和船体连接结构的强度、刚度和疲劳性能是保证起重机运行安全可靠、减少起重机关键机构疲劳损伤的必要前提。
关键词：深水海洋；工程船起重机；基座结构设计引言甲板起重机俗称克令吊。
固定在甲板上，用以装卸货物的回转起重机。
其主要特点是构造紧凑，工作面大(在360°范围内任何一点都能作业)，操作方便、安全平稳，具有良好的定点着放能力和较高的装卸能力。
它的主要任务是用于船舶货物的运输转移、海上补给、水下作业设备的投放与回收等。
1起重机基座形式设计为了避免起重机底座和起重机筒结构之间的应力集中以及连接构件的疲劳，起重机底座顶部的直径与起重机底座的圆柱直径一致，从而更好地将起重机载荷传递给壳体结构。
通用起重机基座的底部通常为圆柱体和子圆-顶部圆。
圆筒形底座结构设计简单，减少了起重机基座侧壁上垂直和水平桁条的数量，从而减少了起重机底座的整体重量和施工成本；同时，以这种结构形式使用基座可以减少起重机底座过渡阶段的应力集中，并在施工过程中降低焊接过程的难度。
尽管上圆底机基座可以很好地将起重机的载荷传递到壳体结构上，但壳上需要增加四个舱壁来传递起重机的载荷，在结构的过渡阶段很难实现该计划的实施，且需要较高的施工精度。
2结构设计要求起重机基座结构强度分析考虑自重、船体总纵弯矩、船体运动惯性、风和起重机作业等各种载荷在起重机各作业方向的最不利组合。
6260ZCD船用柴油机设计说明书
目录摘要 (I)Abstract (II)第一章前言 (1)1.1 研究目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 研究内容和方法 (2)第二章6260ZCD船用柴油机的总体设计 (3)2.1 柴油机的工作循环和结构参数 (3)2.2 柴油机的布局 (4)2.3 曲柄连杆机构的设计 (4)2.4 燃烧室形状的设计 (10)2.5 曲轴、飞轮组的设计 (11)2.6 机体组设计 (13)第三章柴油机辅助系统设计 (16)3.1 配气系统的设计 (16)3.2 燃油供给系统设计 (19)3.3 润滑系统设计 (20)3.4 冷却系统设计 (23)3.5 起动系统设计 (24)3.6 废气涡轮增压器的选择 (24)第四章结论与建议 (28)4.16260ZCD船用柴油机设计结论 (28)4.2 提高6260ZCD船用柴油机性能的几点建议 (28)致谢 ................................................................................ 错误！未定义书签。
参考文献.. (29)附录 (29)附录一6260ZCD船用柴油机热力计算 (29)附录二6260ZCD船用柴油机动力计算 (39)附录三6260ZCD船用柴油机计算参考图表 (62)图1 6260ZCD型船用柴油机图片图3 6260ZCD型船用柴油机横剖面图图4 6260ZCD型船用柴油机推进特性曲线摘要本次设计的直列式6260ZCD型船用柴油机继承了原260系列柴油机的优点，并充分卡考虑船用柴油机的特殊要求，设计中充分考虑了柴油机的经济性、可靠性、装船适应性及维护保养性，采用新技术、新结构、使柴油机可靠性、经济性指标明显改善。
因其出色的燃油经济性和400马力的强大输出功率，因此被广泛应用在中小型渔船做为船舶的主要推进动力主机。
这篇论文是关于6260ZCD型船用柴油机的设计，其中通过热计算、动力计算以及其它理论计算来验证其合理改进的可能性，本文除了包括曲柄连杆机构的设计外，还包括进排气及配气系统设计，燃油输送及喷射系统设计、冷却系统设计、润滑系统设计。
CAT3512B型柴油机调速系统分析
CAT3512B型柴油机调速系统分析作者：李占勇来源：《科学与财富》2017年第10期摘要：随着我公司钻井设备的更新升级，各种性能优良的柴油发电机组在电驱动钻机中得到使用，其中包括美国卡特彼勒公司生产的CAT3512B柴油机。
本文以柴油机调速系统为研究对象，以其先进的电控模块和电子调速器与机械式调速器相比较，来分析电子调速系统在钻井工况下的良好使用情况。
关键词：柴油机；电控调速系统；电子单体喷油器；ECM；EUI一、柴油机的发展历史柴油机是大家较为熟悉的一种内燃机，它的应用非常广泛，而且从它被发明至今已有一百多年的历史。
博世公司最早开始正式生产标准泵喷油器，正是由于柱塞泵的普及，为柴油机安装在汽车上提供了基础。
70年代以后，博世公司把电控汽油机喷射技术引用到柴油机，从而让柴油机的发展和使用进入了一个新纪元。
后来又发展出了电控泵喷嘴技术和高压共轨喷射技术，可以看出，柴油机的改进和发展主要是燃油控制系统的改进和发展。
二、柴油机的调速系统柴油机的不同转速是通过改变循环喷油量来获得的。
改变柴油机的油量调节机构，使其转速调节到规定的转速范围内称柴油机调速。
为此必须装设专门的调速装置，以便根据柴油机负载的变化自动调节供油量，维持其规定的转速范围。
这种装置称为调速器。
调速器的类型1.按调速范围分类a）极限调速器（限速器）只用于限制柴油机的最高转速不超过某规定值，在转速低于此规定值时不起调节作用。
此种调速器仅用于船舶主机，目前已很少单独使用。
b）定速（单制）调速器在负荷变化时能使柴油机转速保持在规定范围内。
此种调速器应用于发电柴油机。
c）双制式调速器能维持柴油机的最低运转转速并可限制其最高转速。
其中间转速由人工手动调节。
此种调速器用于对低速性能要求较高或带有离合器的中小型船用主机。
d）全制式调速器在从最低稳定转速到最高转速的全部运转范围内，均能自动调节喷油量以保持任一设定转速。
此种调速器广泛用于船舶主机及柴油机发电机组。
钻机设计计算书
NLSD-06型全液压钻探机具设计报告中国地质大学（北京）科学钻探国家实验室2002年5月前言NLSD-06型全液压钻探机具是中国地质大学（北京）科学钻探国家实验室开发的环境地质调查取样设备NLSD系列之一。
主要应用于松散软地层的环境科学原状取样，以及相关的工程勘察领域。
其中型号命名的意义是：NLSD06—钻深60m，还开发了其余钻深的系列钻机，以满足不同层次钻探取样的需要。
本钻机为全液压轻便型钻机，配备了小型的水泵，振动器等专用配件。
本钻机的钻深为60M，钻进转速为8-500无级调速，工作压力为16Mpa。
本钻机的设计参考手册主要为：《机械设计手册》1—5 蔡春源等主编, 机械设计出版社，2000.6；通过设计计算及校核，除了卷扬机个别轴承寿命短些，主轴的弯曲刚度稍差（需进行处理）以外，大多数钻机的结构达到设计要求。
第一章任务来源项目名称:环境地质调查取样设备和方法的研究项目编码:200020170126工作性质:技术方法管理单位:中国地质调查局工程技术部工作年限:2000年-2001年负责单位:中国地质大学(北京)总体目标任务:1研制钻深能力60M,适用于环境地质调查和环境科学钻探施工的轻便钻机.2研制适用于松散地层的取样钻具和附属机具;3开展必要的野外生产试验,研究环境地质取样钻探工艺方法和规范.提交成果:1提交钻深能力60M,钻孔口径75MM,适用于环境地质调查和科学施工的轻便钻机一台(配套)2提交活塞取样钻具1套,超前单动双管钻具1套,振动/冲击取心钻具1套;提交环境地质调查取样钻探工艺规范.本设备的应用领域:环境取样兼顾工程勘察第二章轻便取样全液压钻机设计第一节总体方案的选择选择钻机总体方案时，必须仔细考虑钻进工艺要求和所要实现的功能以及结构设计、制造等可行性。
本钻机本着实用性、轻便性和性价合理的原则。
岩心钻机以回转式钻机为主。
按回转器型式可分为立轴式，转盘式和移动回转器式。
而轻便型钻机一般采用动力头式结构。
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6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算
摘要：为6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS建立有限元模型。
对基座分别进行静力强度校核及模态分析。
静力学分析表明，所设计的基座满足材料的强度要求，安全性和稳定性好；模态分析表明，基座的一阶自振频率为32.622Hz，可有效避开柴油机的工作频率2.37Hz，防止因共振而产生疲劳破坏。
分析结果表明，基座设计合理，满足强度和安全性的要求。
关键词：柴油机基座，结构强度，有限元模型，模态分析
引言：
柴油机基座是将柴油机设备牢固安装于船舶或者实验室而设计的一类结构。
基座位于水泥地基基础之上柴油机之下，即承受柴油机动、静载荷，还传递地面基础其他设备的振动载荷，所承受的载荷较为复杂[1-3]。
为节省设计成本，对6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS软件建立有限元模型，分析所设计的基座是否满足静载强度的要求，对基座进行模态分析，使其满足柴油机运转安全性的要求。
1、柴油机及其附件
1.1 主柴油机
选用船用二冲程低速柴油机，型号6S35ME-B9型，气缸直径350mm，活塞冲程1550mm，额定转速142rpm，额定功率3542kw。
曲轴中心线至地面00标高的高度为2280mm。
满足滑油低压保护，冷却水高温保护，超速保护等基本控制功能，可实现机旁、集控室、驾控室等三地控制。
额定转速：142转/分；冷却方式：海淡水间接冷却；起动方式：压缩空气2.0 Mpa～3.0Mpa。
1.2主机基座设计说明
主机基座的作用是支撑主机，要求具有足够的强度和刚度，能够承受主机的静力和动态力的作用，其上端面采用2×15（Ф30）个螺栓与主机相连接，其下端面采用外侧2×18（Ф36），内侧2×10（Ф36）个螺栓与水泥地基基础相连。
2、主机基座设计
2.1主机基座设计要求：
根据主机与基座连接部位的结构尺寸和基座高度，及所承受主机的静力和动态力，设计计算基座各组成部件（包括上、下端面横板，侧面纵板，加强筋等）的几何尺寸及所受到的应力，并校核其强度。
2.2有限元模型建立
按照柴油机基座实体1：1建立有限元模型，对其进行静力学分析，校核螺栓的强度。
由于柴油机基座各个节点均为刚性连接，有限元模型选用结构体单元；ANSYS中solid92是四面体单元，它有二次方位移，每个节点分别有3个平动和3个转动自由度，solid92单元有可塑性、蠕动、膨胀、应力钢化，大变形和大张力的能力，网格适应性更好，建模方便，可以很好地模拟柴油机基座，因此选用solid92单元对模型进行计算更加准确[4]。
所建立的有限元模型如图2所示。
图2基座有限元模型
2.3模型载荷及边界条件
a.位移约束的施加
3、结果分析
3.1 基座静变形分析
图3基座静力位移云图
3.2 基座静载应力分析
图4基座静载荷应力分布云图
3.3 基座模态分析
表1 基座模态阶数及频率
如图5所示为前四阶模态振形图，从图中可以看到前四阶阵型的最大振动位移量分别为0.020901m、0.020893m、0.033024m、0.033213m，均远小于基座纵板的允许形变位移量，不会产生结构破坏。
图5基座的前四阶模态振形图
4、结论
通过对所设计的基座建立有限元模型，并对其进行静力学强度分析，结果表明所设计的基座满足结构安全性和稳定性的要求，所建立的模型准确合理。
对基座模型进行模态分析，可知，所设计的基座的各阶固有模态与柴油机的工作频率相差较大，能够很好地避开柴油机的共振频段，防止基座发生共振，而产生疲劳破坏，造成事故。
参考文献：
[1]吴广明，梅永娟，朱新进，等.某柴油机基座结构抗冲击计算[J].中国舰船研究，2006，1（4）：41—43.
[2]吴广明，郑新元.舰船基座抗冲击计算研究[J].上海造船，2006，3（67）：16—18.
[3]邓贤锋，陈东昌，陶付文，等.自升式钻井船吊机基座设计及结构强度分析[J].中国造船.2009，11（50）：307—312.
[4]丁毓峰，等.ANSYS12.0有限元分析完全手册[M].北京：电子工业出版社，2010.
[5]中华人民共和国国家标准.钢结构设计规范（GB 50017-2003）.北京：中国建筑工业出版社，2003.。