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船舶轴系设计(船舶轴系设计计算)
来源:www.ascsdubai.com 时间:2022-11-28 01:50 点击:160 编辑:admin

1. 船舶轴系设计计算

原理通过轴系(推⼒轴、中间轴和尾轴)带动螺旋桨旋转。旋转的螺旋桨桨叶给⽔以圆周向的和轴向的作⽤⼒。⽽⽔对螺旋桨桨叶也产⽣了圆周向的和轴向的反作⽤⼒

2. 船舶轴系扭振计算

扭转减振器作用

(1)降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度,从而降低传动系扭振固有频率。

(2)增加传动系扭转阻尼,抑制扭转共振相应的振幅,并衰减因冲击产生的瞬态扭振。

(3)控制动力传动总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振,消除变速器怠速噪声和主减速器、变速器的扭振及噪声。

(4)缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷,改善离合器的接合平顺性。

扭转减振器是汽车离合器中的重要元件,主要由弹性元件和阻尼元件等组成,其中弹簧元件用以降低传动系的首端扭转刚度,从而降低传动系扭转系统的某阶固有频率,改变系统的固有振型,使之能避开由发动机转矩主谐量激励引起的激励;阻尼元件用以有效耗散振动能量。

3. 船舶基本设计和详细设计

广义的船舶设计还包括可行性研究、设计任务书的论证与编制,以及船舶建成后的完工图纸与文件的编制工作。是一种创造性的劳动。作为一种工程设计,在船舶设计过程中不仅应采用有关的先进科技成就,使所设计的新船在经济效益(对民用船)或作战性能(对军用船)舒适性、适用性等方面达到预期的要求,还应全面考虑国家与国际上的有关公约、法规、规范、条令等的规定。由于船舶设计是一个逐步近似、螺旋式深化的过程,设计工做一般是分阶段进行的。因投资管理与企业管理的方法各国不同,对设计阶段的划分也有所差异。我国曾长期采用初步设计、技术设计、施工设计等所谓的三阶段设计,现在军船的设计及一些中小型船厂的民船设计仍沿用三阶段设计法;大中型船厂的民船设计已普遍采用国际上流行的四阶段设计法,即:概念设计、合同设计、详细设计和生产设计。此外,尚有方案设计、报价设计、基本设计、功能设计、过渡设计、咨询设计、送审设计、优化设计、计算机辅助设计、仿真设计、模块化设计等诸多设计过程。均可按不同情况作为以上三阶段或四阶段设计中的组成部分。

4. 船舶轴系设计计算公式

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。

5. 船舶设计基础

半潜型舰是在普通油船船型基础上设计出来的一种新舰型,其设计特点是,尽可能降低干舷高度,使船体成半潜状态,同时在船体四周设置水幕生成器。半潜船也称半潜式母船,它通过本身压载水的调整,把装货甲板潜入水中,以便将所要承运的特定货物(像驳船、游艇、舰船、钻井平台等)从指定位置浮入半潜船的装货甲板上,将货物运到指定位置。

6. 船舶轴系设计计算规则

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。

7. 船舶轴系的结构

是船用柴油机的关键零部件,具备足够的转动惯量,用于维持船舶轴系的力平衡和惯性的维持等

8. 船舶轴系设计计算方法

定位和固定的话可以用轴肩、端盖、套筒、挡圈,圆螺母也可以

总之就是用外力对零件进行约束,使零件在轴向无法产生相对位移即可

引用一下书里的话,

轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等来保证的。

轴肩 分为定位轴肩和非定位轴肩两类,利用轴肩定位是最方便可靠的方法,但采用轴肩就必然会使轴的直径加大,而且轴肩处将因截面突变而引起应力集中。另外,轴肩过多时也不利于加工。因此,轴肩定位多用于轴向力较大的场合。分为定位轴肩和非定位轴肩

套筒定位 结构简单,定位可靠,轴上不需开槽﹑钻孔和切制螺纹,因而不影响轴的疲劳强度,一般用于轴上两个零件之间的定位。如两零件的间距较大时,不宜采用套筒定位,以免增大套筒的质量及材料用量。因套筒与轴的配合较松,如轴的转速较高时,也不宜采用套筒定位。

圆螺母 定位可承受大的轴向力,但轴上螺纹处有较大的应力集中,会降低轴的疲劳强度,故一般用于固定轴端的零件,有双圆螺母和圆螺母与止动垫片两种型式。当轴上两零件间距离较大不宜使用套筒定位时,也常采用圆螺母定位。

轴端挡圈 适用于固定轴端零件,可以承受较大的轴向力。

轴承端盖 用螺钉或榫槽与箱体联接而使滚动轴承的外圈得到轴向定位。

在一般情况下,整个轴的轴向定位也常利用轴承端盖来实现。利用弹性挡圈﹑紧定螺钉及锁紧挡圈等进行轴向定位,只适用于零件上的轴向力不大之处。紧定螺钉和锁紧挡圈常用于光轴上零件的定位。此外,对于承受冲击载荷和同心度要求较高的轴端零件,也可采用圆锥面定位。

9. 船舶结构计算

这个是通过空船测量实验来计算的。

首先测量出船上每一个舱里水、油的液位高度,查测深表算出重量

然后看船舶吃水,查静水力表得出排水量

排水量 - 船上多余重量(不属于空船的重量) = 船舶自重

舶舶吨位是船舶大小的计量单位,可分为重量吨位和容积吨位两种。

10. 船舶为轴结构图

因为螺旋桨在船尾,如果把发动机放在船头,其传动装置就得从船头设到船尾,增加成本,传动效率降低,且更容易出故障,所以将发动机装在船尾,离螺旋桨近,易于维护,能量传导过程中损失较少,

货舱一般都在船的前半部,为了能把货舱建造得尽量大些,好多装些货物,所以货船的发动机和操纵室大多集中在船的后部。人们还根据运送货物的需要,造出许多种特殊用途的船,如汽车专用船、木材专用船、矿石专用船、牲畜专用船、液化气专用船、油船等几十种。

11. 船舶轴系振动计算与分析

对轮是否解体仔细检查,曾经出现过对轮里有东西造成轴系振动大的情况。另外润滑油温度控制不能过低。

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