1. 船舶轴系的结构
船舶轴系中间轴承刮削工艺:下轴承与轴颈对研,修刮到吃点75%且均匀,上瓦相对要求稍低点。
2. 船舶轴系的结构包括
内旋容易把漂浮物绞进去,外旋则不容易。
无论是内河船舶还是海上船舶,谈到内旋车和外旋车,都是双车船,也就是说船上有两台主机及两个螺旋桨,船本质上没有什么区别,只是螺旋桨的旋转方向有所不同而已。内旋车是两个螺旋桨从上方看过去,向内侧旋转。外旋车就是从上方看过去,两个螺旋桨向外侧旋转。前者容易把漂浮物绞进去,后者则不容易。
3. 船舶轴系结构设计
需要设置人员防护罩。因为:
GB8196-2003《机械设备防护罩安全标准》 机械设备防护罩安装要求 :
1、为所有的轴端安装防护装置,转动机械的防护罩包括转动机械的全部外露转动部分的防护罩,含转动机械的联轴器、传动皮带、机械密封等处(或盘根)等所有转动部分;
2、为所有做旋转或振荡运动的杠杆、凸轮、传动装置或轴安装防护装置;
3、为所有的传送带安装防护栏(尤其要注意传送带下面)、头尾部滚筒的封闭装置;
4、为所有的皮带传动装置和链条传动装置安装防护装置;
5、为所有正常情况下能够伸手摸到运动部件安装防护装置或封闭。
4. 船舶传动轴系包括
轮船可以来自两种不同的机器:涡轮机和蒸汽机。
蒸汽机由三个部分组成:蒸汽炉、汽缸和冷凝器。在蒸汽炉中,通过燃烧过程水沸腾为蒸汽。通过管道蒸汽被送到汽缸。阀门控制蒸汽到达汽缸的时间。蒸汽在汽缸内推动活塞做功,冷却的蒸汽通过管到被引入冷凝器重新凝结为水。这个过程在蒸汽机运动时不断重复。一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动。今年新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机,从汽缸中出来的蒸汽还可以利用它的余热在推动这个涡轮机来提高整个驱动装置的效率。这个涡轮机也与船的螺旋浆轴相连。
现代轮船的蒸汽机还有其它提高其效率的机构。往往有多个汽缸连在一起。蒸汽从一个汽缸出来后还被输入下一个汽缸。这些汽缸的直径一个比上一个大。这样虽然蒸汽的压力在每通过一个汽缸后不断减小,但它对每个活塞施加的总的力却是相同的。
渐渐地轮船取代了过去的帆船。轮船最主要的优点是它们不依靠风和比帆船快。它们比较可靠,到达一个港口的时间也一般与天气无关。轮船的燃料有煤、煤球、重油和木头。
5. 船舶轴系的结构与管理
螺旋桨的损坏主要是由外界造成,比如船只搁浅,或者触碰悬浮物。
都有可能损坏螺旋桨。
而螺旋桨的桨叶一旦损坏,会产生较大的偏心震动,轻者损坏主机轴系,重者甚至损坏主机。
6. 船舶轴系的结构特点
以电阻应变片为测量元件进行船舶轴功率测量,是目前船舶行业应用非常广泛的一种扭矩测量方法。
该测量系统由扭矩遥测仪、光电式转速传感器、数据采集系统和便携式计算机组成。
利用金属良好的延展性制成很薄和电阻为定值的金属片即应变片,粘贴在被测轴系的光滑表面上,当应力作用于被测轴系上后,被测轴的表面就会在扭力作用下产生变形,应力传递到应变片,受拉压力应力应变片的电阻发生与被测轴表面变形成正比的变化,因此被测轴的变形量就可以通过测量应变片电阻的变化量来实现,进而轴系的扭矩值也就可以测量出来,应变片在安装时,沿扭矩轴中心线45°f方便粘贴四个应变片,组成全桥式电路。
7. 船舶轴系结构图
①舵机、锚机、起货机等辅助机械。这些机械在蒸汽机船上用蒸汽作为动力,在柴油机船上先是采用电动,现多数已改用液压驱动。
②各种管路系统。如为全船供应海水和淡水的供水系统;为调节船舶压载用的压载水系统;为排除舱底积水用的舱底水排出系统;为全船提供压缩空气用的压缩空气系统;为灭火用的消防系统等等。这些系统所采用的设备如泵和压缩机等绝大部分是电动的,并能自动控制。
③为船员和旅客生活服务的取暖、空调、通风、冷藏等系统。这些系统一般都能自动调节和控制。
8. 船舶轴系的结构有哪些
1、小型船舶、小艇的轴系为Z轴系,包括小型推进器【挂机】
2、中大型船舶的轴系多为直线轴系,机舱的原动机与螺旋桨在一条基准线上,中间包括有【飞轮】、【减速箱】、【中间轴承座】、【中间轴】、【尾轴】、【螺旋桨】
3、多螺旋桨船舶,一般都是一台原动机带一个螺旋桨,少有船舶是一台原动机而分两路输出到两个螺旋桨的
9. 船舶轴系的组成
引起主轴随机径向晃动误差的因素比较复杂,工作温度变化、润滑油物理性质的改变、摩擦磨损、灰尘以及负载不稳定而产生的挠度等均可产生误差,而此误差经常成为影响轴系精度的主要因素。由于测量雷达装配一般均在20e左右,而雷达的工作温度在30e左右。温度的变化将引起轴系配合间隙的改变、润滑油粘度的变化、轴系零件的变形等。
在设计时必须估计到温度变化对轴系精度的影响。摩擦不仅影响轴系旋转的平稳性和使用寿命,更主要地是它还直接与轴系的回转精度有关,特别是摩擦系数经常变化的不稳定摩擦。为了改变轴系的摩擦磨损状况,很多轴系都采用了润滑剂,但正确选择润滑是非常重要的。
在雷达轴系中,轴承的使用特征是慢转、局部转动、改变转向、静态周期长以及工作环境温度变化。由于转速低,不可能依靠动力效应来建立适当的润滑油膜,因此,油的粘度很重要。对于方位轴系中采用的四点球轴承和交叉滚柱回转支承,由于设计紧凑,油脂必须能够润滑滑动接触和滚动接触面。同时,需满足高低温要求。
10. 船舶轴系的结构和工作原理
有的。因为船是靠螺旋桨推进的,所以比较常见的是通过可调螺距螺旋桨(CPP: Controllable Pitch Propeller)来实现这个功能。CPP(简称可调桨或调距桨)通过设置于桨毂中的操纵机构使桨叶能够相对于桨毂转动调节螺距的螺旋桨,它是通过转动桨叶来改变螺距,从而改变船舶航速或正车、倒车,调距桨装置由桨叶、桨毂机构、轴系(艉轴、艉管、中间轴等)、配油器、液压系统和电子遥控系统等几大部件或系统组成。调距桨结构形式可以分为毂内油缸式和推拉杆式,毂内油缸式CPP其伺服油缸布置在桨毂内部,而推拉杆式CPP其伺服油缸布置在轴系上,前者一般用于大马力船舶,但油缸维修不方便,后者一般用于小马力船舶,油缸维修方便。
可以在驾驶室、集控室、机旁控制CPP。在驾驶室操纵控制杆,电液伺服控制系统通过配油机构,将来自液压站的高压油输入到位于螺旋桨桨毂中的伺服油缸,并通过转叶机构,驱动桨叶,在全正车和全倒车范围内,无级调节螺距角。对于任一规定的螺距角,由主机驱动的以某一转速运转的螺旋桨将吸收的扭矩转化为推船前进的力或拉船倒退的力。
可调螺距螺旋桨与定距桨相比具有以下优点:
调距桨能够在不改变螺旋桨和主机转向的情况下,仅用改变螺距的方法得到从最大正值到最大负值的各种推力值,既可以省去换向装置,又可缩短船舶换向航行的时间。
对于多工况船舶,可以在不同航行工况下充分吸收主机的功率,利用无级变速,如若螺旋桨与主机处于联合控制模式下即同时改变主机转速和螺距比并使之匹配适当,可以使船舶在单位时间内消耗的燃料最少。
可以使船舶微速前进,如海洋调查船、布缆船、扫雷舰等工程船和军用辅助船,要求船舶能够微速稳定航行,利用调距桨可以实现。
改善船舶操纵性能。装有调距桨的船舶可以提高靠离码头、改变航向、紧急停车或倒车、避免碰撞的机动性能。使用调距桨的船舶停船时间大约比定距桨减少1/3,滑行距离缩短一半,这对于改善船舶操纵性能十分重要。
在部分螺旋桨工作状态下,用置桨叶于顺水位的方法可使螺旋桨所受阻力减少。
调距桨具有诸多优点,但是同时也有自身的缺点:如毂径比大,螺旋桨效率降低;桨叶易产生空泡等;可调桨构造复杂,造价昂贵;维护技术要求高等。
广泛采用调距桨的船型有:拖船、渔船、工程船(布缆船、挖泥船等)、调查船、科学考察船、成品油船、化学品船、渡船、滚装船、破冰船等。
可调桨典型轴系配置一般包括:主机(M.E.)、高弹性联轴器、齿轮箱(G.B.)、CPP轴系、螺旋桨等。
主机:有高速机、中速机和低速机,一般工程船CPP优先配备中速机。国内船用柴油机厂家有宁动、广柴、陕柴、镇柴、淄柴、河柴、安庆大发、玉柴、潍柴......,都是引进国外技术,授权贴牌生产,不具备独立研发能力,与国外柴油机厂家如曼恩、瓦锡兰、卡特彼勒、康明斯、马克、大发......技术实力差距较大。
齿轮箱:中速机额定转速一般500~1000rpm,而桨的转速一般~200rpm,所以需要设置减速齿轮箱。国内船用齿轮箱厂家主要有,杭齿、重齿、南高齿、杭州发达等,国内齿轮箱技术已经发展比较成熟,达到了技术独立研发的能力,能够基本满足船舶推进系统要求,近年来随着技术的进步,主推进系统的双机并车齿轮箱也已经开发出来了。一般CPP配备的齿轮箱会带有PTO(Power Take Out),如果是一个PTO,此PTO一般用于带轴带发电机,此轴发发出的电可以供船上艏(艉)侧推用电;如果齿轮箱带有两个PTO,另一个PTO一般带消防泵。齿轮箱输出轴设置推力轴承,用于承受螺旋桨的推力,将螺旋桨的推力传递给船体,此推力轴承可以是滑动轴承也可以是滚动轴承。有些船上齿轮箱与轴发部位设置PTI(Power Take In),即当主机有严重问题无法工作时,齿轮箱将主机脱开后,此轴发逆向工作驱动螺旋桨运转。
高弹性联轴器:主机和齿轮箱之间通过高弹性联轴器(简称高弹)连接,高弹只传递扭力,不传递轴向推力,可以减轻主机振动对齿轮箱的影响,还可以补偿主机和齿轮箱安装时的径向误差。高弹与主机输出轴、高弹与齿轮箱输入轴之间通过法兰连接。齿轮箱PTO与轴发或消防泵也用高弹连接。目前使用最多的、被大部分船东认可的高弹产品是德国伏尔康高弹,在无锡有工厂,主要部件靠进口,国内组装。一般船舶轴系扭振强度计算书由高弹厂家负责计算。
CPP轴系:包括中间轴、桨轴、艉管、配油器、轴系附件(轴系接地装置、隔舱填料函、轴系测速装置、锁轴装置等)、液压联轴器、连接螺栓等。中间轴与齿轮箱、中间轴与中间轴之间连接的螺栓一般是铰制孔螺栓,可以采用液氮或干冰冷装也可以采用外力敲击的方法。中间轴与桨轴通过液压联轴器连接,液压联轴器是带有锥度的内外套(也有不带内套的),通过摩擦力抱紧轴,传递轴向推力和扭力,分为套筒式和法兰式,安装拆卸方便,且可以多次反复拆装。
11. 船舶为轴结构图
船外机,顾名思义是指安装在船体(船舷)外侧的推进用发动机,通常悬挂于艉板的外侧,又称舷外机。船外机集成度高、安装选购简单,是个人休闲娱乐小艇的首选动力,也广泛应用于渔业、商业运营、政府执法领域。根据能量来源不同,船外机分为燃油类、及电动船外机。
基本信息
中文名
船外机
外文名
Marine Equipment
分类
船用设备
船外机分类
根据能量来源不同,船外机分为燃油类船外机、电动船外机两种。
燃油类船外机
原理
燃油类船外机的工作原理是将燃油的化学能通过内燃机转化为机械能,然后通过机械传动、螺旋桨转换为船艇前进的动能。
构造
通常由三大主要部件组成,动力头、齿轮箱、及推进器。
1,动力头是船外机的动力心脏,实际上就是一个完整的内燃机。传统的内燃机为曲轴水平布置并水平方向输出动力,船外机的内燃机曲轴为竖直布置,以方便将动力向下方输出。除了曲轴、活塞、连杆、缸套、缸盖、缸体,一个动力头还包括完整的配气机构(凸轮轴、顶杆、气阀等)、燃油系统、冷却系统、润滑系统、进气系统、以及其他部件等等。
动力头是整个船外机造价最高、技术含量最大、也是重量体积最大的部分。被“寄予厚望”的动力头在船外机的最上端,所以燃油类舷外机看起来都有头重脚轻的感觉
2,齿轮箱位于动力头的下方,负责将动力传递至推进器,并且提供一个减速比——因为内燃机的转速太高而扭矩较小,不适合船舶推进,所以需要齿轮箱来降转速、提扭矩。齿轮箱主要由传动轴、齿轮、及外壳组成,它的主要性能指标是传动效率、水阻系数、及可靠耐用性。这非常具有挑战性,为了提高传动效率、降低水阻,就必须“瘦身”,但会降低可靠耐用性;“用料厚实”会增加可靠性,但又会降低传动效率、增加水阻。所以,问题的关键是如何在两者中间找一个平衡。
3,推进器其实就是螺旋桨,这里面也大有讲究。螺旋桨最基本的指标是螺距,螺距的定义是假设没有滑脱的情况下,螺旋桨旋转一圈前进的距离;这个螺距和螺丝的螺距本质上是一样的,就是在往木头里拧螺丝的时候,拧动一圈,螺丝前进的距离。螺距大,螺旋桨需要的推力就大,每转动一圈前进的距离大(拧起来费力,但很快就全部拧进去了);螺距小,需要的推力小,但每转动一圈前进的距离也短了(拧起来轻松,但多费时间)。
通常对于重载的船,我们希望船外机提供的扭矩大些,螺旋桨螺距大些,推进效率更高;对于很轻的小船,对扭矩的要求就没这么高,螺旋桨螺距小些,转速高些,推进效率更高。
分类
按燃油类型分,有汽油船外机、柴油船外机、液化石油气船外机、及煤油船外机。
1,汽油船外机:船外机的主流燃料为汽油,具有用途广泛、技术成熟、功率范围广等优势。从燃烧技术上讲,又分两冲程、四冲程、及两冲程直喷。两冲程加速性好(因为曲轴每转一圈就做功一次),但排放太差,在欧美早已不可以销售了;四冲程相对要环保一些,但两冲程人士不太适应它的加速能力(曲轴需转两圈才做功一次);两冲直喷希望将两者的优点结合起来,是在两冲程的基础上实现汽油缸内直接喷射,而不是通过化油器和空气混合。主要的舷外机厂商如雅马哈(Yamaha)、水星(Mercury)等都有这三种技术能力,而美国的喜运来(Evinrude)更加专注在两冲直喷技术上。
2,柴油船外机:由于柴油机的技术特性,决定了柴油船外机不可能广泛应用。即使高压共轨技术大行其道,其压燃式的工作原理也注定了工作时振动及噪声会更大。对于安装在机舱内的舷内机不是问题,但对悬挂在艉板上的舷外机来说是致命的。柴油机通常扭矩较大,传递大扭矩也给齿轮箱带来更大的挑战。柴油舷外机的吸引力来自柴油,一是更安全(比汽油安全);二是对于安放在以柴油作为燃料的大船上的交通艇来说,无需另配(汽油)燃料箱。日本的洋马(Yanmar)公司是为数不多的柴油船外机生产商之一。
3,液化石油气船外机:它的诞生只有一个理由----环保。随着各个国家对环境保护重视程度日益提高,汽油/柴油船外机已无法满足很多地区或湖泊的环保要求,于是液化石油气船外机诞生了。实质上这是传统的汽油船外机稍作改装而来的,就像国内汽车改为液化气车一样。液化气船外机在美国占用相当大的份额,国内也早已开始使用,只是由于太容易挥发泄漏,笼罩于人们头顶的安全疑虑始终不能挥去。国内最常见的是由本田(Honda)汽油舷外机改装而来的。
4, 煤油船外机:在东南亚和南亚市场庞大,使用低品质的煤油作为燃料。优点:省钱;缺点:污染大。
优缺点
各种燃料的船外机优缺点以上已经有所涉及,这里只着重介绍汽油舷外机的优缺点。
优点:
1,安装方便,直接悬挂在艉板上,没有艉轴对中等等复杂环节。
2,不用机舱,节省船舱宝贵空间。
3,本身是一个完整的推进系统,简化了用户和船厂的选购和采购流程。
4,通常重量较轻,有利于提高船、特别是高速艇的航行性能。
缺点:
1,因为安装方式的限制,必须采取轻量化设计,减轻重量的同时大大降低了舷外机的可靠性和寿命。通常商业用途的舷外机寿命在2-5年。
2,能量利用率低,燃油经济性较差,使用成本高。
3,结构复杂,运动部件多,后期需要大量的保养,故障率高。
4,储藏运输不方便,汽油泄漏不可避免,不但带来安全问题,同时污染周围环境。国内很多地区海事局已经禁止超过12客位的船只使用汽油舷外机作为动力。
电动船外机
随着直流无刷电机技术的成熟及电池技术的进步,电动船外机也进入了人们的选择范围。
工作原理
电动舷外机以可以循环使用的蓄电池作为能量源,通过电动机将电能转换为动能。
构造
电动舷外机的核心部件是电机、蓄电池、以及控制电机转速的控制电路,其他就是外壳、连接体、悬挂装置、以及其他增值部件如GPS芯片、电池管理电路等等。
根据电机位置的不同,可分为电机下置式、电机上置式。
1,电机下置式,顾名思义是电机安放在船外机的下部,电机输出轴直接带动螺旋桨轴旋转。常用的电机为直流无刷电机,能量转化率高;转换后的动能直接传递给螺旋桨,能量损耗达到最低;中间连接体不涉及动力传递,外形设计完全从流体力学角度考虑,最大程度降低水阻系数,所以此结构能量利用率最高。电机转子及轴系是唯一的旋转部件,整台舷外机结构简单,故障率低,可靠性高。
但因为下部空间限制,电机尺寸不可能太大,所以此结构通常应用于较小马力的电动船外机上。如德国Torqeedo公司所有8马力以下的舷外机都采用此结构。
2,电机上置式,电机安放在船外机的顶端。电机动能输出通过齿轮箱中的传动轴传递到螺旋桨上。齿轮箱的结构和设计和传统的燃油船外机没有本质不同。这种设计的优点是上部电机受空间限制较小,体积可以相对较大,适合较大马力的舷外机。Torqeedo公司的20、40、80马力舷外机就是采用此设计。
另外根据蓄电池位置不同,分为内置式、外置式,通常较小马力对电池容量需求较小,可以做成电池内置式,这样用户使用更加方便;较大马力对电池容量需求较大,通常需要外置电池。
优缺点
优点:
1,绿色环保,零污染。这体现在两个层次。一是对环境无污染,对保护水资源和空气有积极意义;二是对使用者个体来说,储藏、运输、使用都很干净,没有讨厌的汽油味、油污、及吸入废气。
2,安全。不管是汽油、液化气、还是柴油,都易燃易爆,非专业技术人员的普通用户操作时还是有些风险的。电动舷外机完全不用担心此类风险。
3,推进效率高。低转速、高扭矩的输出特性非常适合船舶推进。
4,使用成本低。日常充电的费用远远低于购买燃油的费用;结构简单,转动部件少,工作可靠,维护成本极低。
5,储藏、运输、使用方便。
缺点:
1,电池续航能力有限。续航能力较强的型号在经济航速下也只能达到2-3小时的续航能力,虽然个人休闲娱乐不是问题,但商业运营就必须通过增加电池组来满足续航要求。
2,功率范围较小。目前马力最大的量产电动舷外机是德国Torqeedo公司的80马力,和汽油舷外机雅马哈、水星等动辄300、350马力相比还是太小,限制了它在大型船只的推广应用。
3,首次购置成本较高。作为舷外机行业的高端产品,给用户提供优秀的使用体验的同时,因为成本的原因,价格也较高。
需要指出的是,常见的众多的拖弋马达(Trolling Motor),包括进口的国产的,并不是严格意义上的“船外机”。他们的功率较小,扭矩更小,推进效率低,只能作为辅助动力调整船的位置、方向,而无法作为推进动力快速、持续航行。