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9-2第二节 船舶轴系


第二节

船舶轴系

船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分,承担着将主机发出的功率传递给螺旋桨, 再将螺旋桨产生的轴向推力传递给船体实现推船航行的目的。 船舶轴系是从主机输出端法兰起至尾轴为止, 连接主机和螺旋桨。 对于直接传动的推进 系统,包括传递功率的传动轴及其轴承等零部件,主要有:推力轴和推力轴承、中间轴和中 间轴承、尾轴和尾轴承以

及其他附件等;对于间接传动的推进系统,除有上述传动轴和轴承 外,还有离合器、弹性联轴器和减速齿轮箱等部件。 船舶轴系的结构较为简单,但作用十分重大,维护管理好轴系,对保证船舶的安全航行 至关重要。

一、船舶轴系的种类
根据船舶类型,用途和动力装置等的不同,船舶轴系的数目、布置和结构也不同。对于 民用船船来说, 要有单轴系和双轴系之分;对于军用船来说, 除单、 双轴系外,还有多轴系。 1.单轴系 单轴系的结构如图 9-9 所示。 单轴系轴线布置于船体的纵中剖面上, 并平行于船体基线。 单轴系的长度主要由中间轴数目来定, 而中间轴的数目则取决于机舱位置。 中机舱的中间轴 数量多, 轴系长。 凡具有两节或两节以上中间轴的轴系称为长轴系; 尾机舱的中间轴数量少, 甚至没有中间轴,轴系较短。凡具有一节中间轴或无中间轴的轴系称为短轴系。轴系短不仅 便于船舱布置、节省船舶建造费用,而且便于维护管理。所以目前造船趋势都是采用尾机舱 或近尾机舱的船舶结构。 单轴系的特点是:直接传动、结构简单可靠、传动损失小,便于操纵。单轴系多用于大 型海船、拖轮及内河中小型船舶,如油船、集装箱船及散货船等。 2.双轴系 双轴系结构如图 9-10 所示。两个轴系分别平行对称布置在船体纵中剖面的两侧,相对 体船基线略有倾斜,以保证螺旋桨充分没入水中。由于船体结构的限制,螺旋桨至尾轴管距 离较远,尾轴较长,需在船体外部设置人字架托住悬伸于船外的尾轴。为了便于拆装将尾轴 分为两段制造,中间用联轴器连接。在船体尾轴管内的轴段仍称为尾轴;悬伸在船外的轴段 与螺旋桨连接,并由人字架支承,这段轴称为螺旋桨轴。 双轴系船舶具有高速、机动性好和生命力强的特点。但双轴系结构复杂、配套设备多, 如双轴系为双机双桨,建造和修理工作量大,费用高。一般多用于客船和军用舰船。

二、轴系理论中心线的确定
轴系理论中心线是船舶设计时所确定的轴系中心线。 轴系和主机安装时轴系理论中心线 是重要安装基准,根据轴系理论申心线确定主机的安装位置和轴系各传动轴和轴承安装位 置。所以,轴系理论中心线十分重要。新造船舶在船体建造时确定轴系理论中心线的实际位 置。 生产中采用拉线法或光学仪器法来确定轴系理论中心线的位置。 拉线法适用于短轴系船 舶,钢丝线的直径为 0.5~l.0mm。光学仪器法适用于长轴系船舶。 1.基准点的确定 轴系理论中心线是根据其基准点来定位的。基准点有两个,即首基准点和尾基准点。 基准点的三维位置: 纵向(轴向)位置 由机舱设计图纸确定。 首基准点的轴向位置一般取距离主机首端 l~ 2 个肋位处或在机舱前隔舱壁上;尾基准点取在船尾零号肋位或其后 1~2m 处。如图 9-11 所示。 左右位置 单轴系的首、尾基准点左右位置位于船纵中剖面线(即轴系理论中心线的

投影线)上,一般在船体建造时确定船纵中剖面线的位置;双轴系则以船纵中剖面线为基准, 在其左、右按图纸规定的尺寸确定两条轴系的中线。 高度位置 用钢直尺在指定肋位处即首、 尾基准点的轴向位置处, 从双层底平面上的 船纵中剖面线向上量取图纸规定的尺寸确定首、尾基准点高度。 在首、 尾基准点和尾轴管首、 尾端等处设立基准靶或拉线架便可以确定轴系理论中心线。 2.确定轴系理论中心线的方法 依已确定的首、尾基准点确定轴系理论中心线 1.拉线法 在首、尾基准点处安装拉线架以固定钢丝线的两端。根据首、尾基准点的三维位置调节 钢丝线的位置,使钢丝线通过基准点。拉线前,应先在机舱后隔壁舱、尾隔舱壁面内上相应 位置开孔,以使钢丝线穿过。固定后的钢丝线即代表轴系理论中心线,如图 9-12 所示。 由于钢丝线自重产生下垂而不能准确代表轴系理论中心线, 轴系越长误差越大。 为此应 进行修正;求出钢丝线在各隔舱壁、中间轴承等处的下垂量,使钢丝所定位置升高相应的下 垂量即可。 利用所拉出的轴系理论中心线进行以下的检查: (1)检查人字架轴毂孔、尾柱轴毂孔中心线是否在此线上; (2)检查主机底座面板、各中间轴承底座面板相对于钢丝线的高度尺寸和左右位置。 利用钢丝线确定各加工部位的中心点,即在人字架轴毂前、后端面,尾轴毂后端面,尾 隔舱壁加强垫板端面,机舱前、后隔舱壁上,以钢丝线为中心画出十字线、加工圆线和检查 圆线。 首先依钢丝线在上述各面上画出十字线并打冲孔, 随后拆去钢丝线, 依十字线冲孔定出 中心并打上冲孔(在各面开孔处嵌上木板),即理论中心。再依此中心冲孔在各壁面和端面上 面出加工圆线、检查圆线,并在其上打冲孔作为加工和永久检查的记号,以备人字架轴縠、 尾轴管等镗孔及日后检查和修船使用。 拉线法所用工具简单、操作方便。适用于短轴系。 2.光学仪器法 当轴系较长时,可采用光学仪器法确定轴系理论中心线的位置。先在首、尾基准点处设 基准光靶, 调节光靶使其十字线中心位于基准点上。 然后调节光学仪器使其光轴线通过基准 靶上的十字线中心,则光学仪器的光轴线即是轴系理论中心线。当然,在光轴线通过的隔舱 壁上应预先开孔。利用光轴线在各壁面和端面上划出加工圆线和检查圆线并打上冲孔。 生产中使用的光学仪器依确定轴系理论中心的方法不同有多种。 例如, 望光法可采用准 直望远镜或经纬仪望远镜;投射法采用激光导向准直仪或激光衍射准直仪。 3.按照轴系理论中心线镗孔 轴系理论中心线确定后, 依此在人字架轴毂和尾柱毂端面、 各隔舱壁面划出的加工圆线, 以其为基准进行上述部位的镗孔。采用专用镗削装置(俗称镗排)加工各端面、壁面上的孔达 到要求的精度,保证轴系的安装质量。

三、轴系工作条件及故障
船舶轴系的主要零件——中间轴、尾轴等虽然结构简单,但尺寸大,重量大,一般轴长 L 与轴径 d 之比均超过 10,所以是挠性轴,容易产生变形。轴系位于船体水线以下部位, 运转时不仅受到主机传递的扭矩作用、 轴系自重引起的弯曲变形, 而且还受到螺旋桨产生的 阻力矩和推力作用。此外,还受到轴系校中、安装、船体变形、船舶振动及螺旋桨水动力等 引起的附加应力的周期作用。船舶主机的紧急停车、频繁机动操车,或者在台风、大浪中剧 烈摇摆时,上述情况就更加严重,并使轴承负荷加重。传动轴工作表面与轴承的相对运动还 会产生过度磨损,在海水和滑油介质中受到腐蚀。

所以,船舶轴系在运砖中会产生声音异常、振动、轴承温度升高、传动轴磨损加剧、密 封装置漏泄等损坏,严重时甚至产生断轴事故。轮机人员应作好日常的维护修理,使轴系处 于良好的技术状态并应掌握船舶轴系的有关理论知识和实际检验方法。


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