文档介绍：项目:轴系布置设计
能力目标:掌握轴系布置设计方法;掌握轴承间距、负荷计算方法。
知识目标:掌握轴系布置设计方法;掌握轴线确定中螺旋桨和主机布置的相关知识;掌握轴承间距、负荷计算的相关知识。
前言
轴系布置设计内容:轴线确定、轴段配置、轴承的布置
轴系布置设计的前提:船舶总体设计,包括船舶主尺度、线型、总布置及结构设计完成之后,机舱位置、主机和螺旋桨选型已初步确定。
轴系布置设计流程
首先确定轴线及轴段的配置;
再决定轴承位置和间距等,绘制相关草图;在根据规范计算确定了基本轴径、且轴的主要尺寸初步确定的前提下,即可进行轴系的强度校核。有些船舶轴系还要进行必要的振动计算和合理校中计算;
然后进行轴系部件结构设计及选型;
最后绘制轴系布置图、尾轴尾管总图及有关部件图纸。
㈠轴线的确定
主机(或推进机组)输出法兰中心与螺旋桨中心的连线称为轴线,也称轴系理论中心线。
何为螺旋桨中心?
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。
三峡游船几根轴线?
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。
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。
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。
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。
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=(-)D,双桨船的浸没深度e=(-)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。