典型商船轴系布置与结构设计

1、威 海 职 业 学 院毕业设计任务书系部船舶工程系专业轮机工程技术年级2010级班级一班姓名学号指导教师职称高级工程师教 务 处 编 印34 威海职业学院 第 页 毕业设计指导须知一、 毕业设计是专业教学计划的一个重要的实践教学环节，是学生毕业前进行综合训练和模拟从业训练的重要实践性教学环节，是高职教育培养高技能适应性人才的基本要求，是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验，是衡量高职教育和办学效益的重要评价内容。毕业设计的目的是培养学生综合应用所学知识和相应技能，解决问题的本领。毕业设计应坚持校企合作，贯彻以“生产性实训”为特征的工学结合的人才培养理念，以能力培养为主线，培养学生的创新能力

2、、就业能力和综合能力等。毕业设计的选题注重科学性、创造性、针对性、应用性和实践性。二、 毕业设计应包括教学目的、选题、调查、撰文（目录前言正文结论答谢参考目录附录等）、指导、答辩、评语等活动。三、 指导教师具有讲师以上或相应职称的相关专业人员，且专业对口。经系、教务处审查同意后，方能指导学生进行毕业设计。指导过程中，指导教师加强对学生的思想教育工作，培养学生的严谨、勤奋、求实、创新的学风。抓好关键环节的指导，既不包办代替，也不要放任自流。要按照进度计划，加强对学生各个阶段设计完成情况的登记、提问。要求每位学生以热情好学、求实创新的态度参加毕业设计每个环节，综合运用所学知识解决实际问题，获取新知

3、识，提高独立工作能力，在完成学习任务的同时，创造出良好的设计成果。四、学生应以严肃认真、实事求是的态度按期完成任务书中规定的项目；能熟练地综合运用所学理论和专业知识，有结合实际的具体项目设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并有一定的技术含量。根据指导教师给定的课题，独立思考。自己动手，不得抄袭或找人代笔。毕业设计要做到内容完整，结构严谨合理，分析处理科学；文字顺畅，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，符合国家有关标准和部颁标准，图纸、图表完备、整洁、清晰、正确；论文结果有应用价值。在规定时间内完成。五、答辩委员会成员应由具备讲师以上职称的教师或相应职称的专业人员组成，提出的问题

4、要有针对性、专业性、准确性、典型性。六、学生答辩的过程中要严肃认真，文明礼貌。答辩时，思路清晰，论点真确，回答问题基本概念清楚，对主要问题回答正确，深入。 设计题目 典 型 商 船 轴 系 布 置 与 结 构 设 计指导教师评语：成绩： 指导教师签名： 年 月 日教研室复审意见：成绩： 复审人签名： 职称： 年 月 日系部终审意见： 公章 年 月 日业设计进度计划：起 止 时 间工 作 内 容备 注典型商船轴系布置与结构设计（威海职业学院船船舶工程系轮机工程技术班 xx） 摘 要 船舶轴系的布置与结构设计在船舶建造过程中是一个非常重要的环节。在船舶动力装置中，轴系是用来传递主机的功率和螺旋桨推

5、力的。它是由主机的输出端至螺旋桨之间，包括传递主机功率的传动轴（推力轴、中间轴、尾轴、连接轴与轴用的联轴器），支承传动轴用的轴承（中间轴承及尾轴承）以及其它附件等的总称。首先确定轴线长度及轴段的配置，再决定轴承位置和间距等。再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的校中计算。然后对轴系部件进行结构设计及选型，最后绘制轴系布置图、尾轴尾管总图及有关部件图纸。关键词：轴系,传动轴,轴承,轴线abstract ship shaft system arrangement and design in ship buil

6、ding process is a very important link. in the power system of ships, shaft is used to transmit the host power and propeller thrust. it is by the main engine output to the propeller, including transfer host power drive shaft ( thrust shaft, shaft, shaft, shaft is connected with the shaft coupling ),

7、drive shaft support bearing for ( intermediate bearing and tail bearing ) and other accessories. the group focuses on small ship shafting installation technology . ship shaft system design first determine the length of axis and axis configuration, and then decided to bearing location and spacing. ac

8、cording to the standard calculation to determine the basic shaft diameter, and the axis of the main dimensions of the initial model, can undertake shafting intensity. some of the ship shafting and the necessary vibration calculation and reasonable alignment calculation. then on shafting components f

9、or the design and selection, finally draw shaft arrangement plan, tail shaft and tail pipe layout and related parts drawings.keywords：shafting.transmission shaft.bearing airs. shaft line目录前言.10一、概述.112、 轴系的任务 组成与设计要求.112.1轴系的基本任务.112.2轴系的组成.112.3轴系的要求.12三、轴系的种类和工作条件.123.1轴系的种类.123.2轴系的工作条件.12四、轴系的布置

10、.144.1轴系布置设计的流程 .14 4.2轴系布置设计前提及内容.154.3主机布置原则 .15五、轴线的数目、长度、位置及布置.165.1轴线的数目.165.2轴线及轴线的长度的确定.165.3轴线的布置.16六、传动轴、轴承的布置.186.1传动轴系概述.186.2中间轴及中间轴承.196.3推力轴和推力轴承.206.4螺旋桨轴、尾轴及尾轴装置.216.5螺旋桨的布置要求.236.6尾轴密封装置.236.7尾轴管的润滑和冷却.25七、轴系合理校中设计.25 7.1计算轴的基本直径.26八、船舶轴系安装.268.1确定轴系理论中线.27 8.2精确拉线.278.3船台镗孔定位.278.4

11、安装尾轴管装置、尾轴和螺旋桨.288.5尾轴的安装.308.6防止轴的腐蚀.31九、结束语.32致谢.32参考档案.33前 言在人类文明发展的历史长河中,船舶始终伴随着人类,并且为人类的文明和进步服务。今天, 海洋运输是国际间商品交换中最重要的运输方式之一,据统计国际贸易的85%以上仍然依赖船舶。由此可见，船舶对我们人类发展的重要性。但是由于船舶长时间在恶劣的海洋环境中，对船舶的正常使用能力有了限制。轴系是船舶的动力传输系统，在海洋环境中所受的影响更为重要，同时还受到船体变形、载重等影响。如果轴系设计布置或安装不当，往往会导致轴系摩擦部位发热和剧烈的磨损，甚至发生轴断事故，一旦轴系发生故障，就

12、会迫使船舶停航或进坞检修而影响经济效益，因此在进行轴系设计时必须严格要求。特此我们展开了对典型商业船舶轴系的研究。 一、概述 船舶轴系是船舶动力装置中重要组成成分，连接主机与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，以实现推进船舶的使命。船舶轴系是由推力轴、中间轴、艉轴、推力轴承、滑动轴承、联轴节、螺旋桨等组成的复杂系统，对于间接传动的推进系统，除了上述传动轴及轴承以外，还有离合器、弹性联轴器和减速齿轮箱等部件。 二、轴系的任务、组成与设计要求2.1轴系的基本任务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

13、生的轴向推力传递给船体实现推船航行的目的。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。2.2轴系的组成 轴系的组成主要包括传动轴（中间轴、推力轴、尾轴或螺旋桨轴等）、轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴承等）以及轴系附件（刚性连轴节、轴系制动器、隔舱填料函等）三个部分。 图21 轴系组成1主机；2推力轴；3推力轴承；4中间轴；5隔舱壁填料函；6中间轴承；7尾轴；8尾轴毂；9尾轴管；10人字架；11螺旋桨；12进油管；13尾轴润滑油泵；14回油泵；15尾轴油柜推力轴2 它的前端法兰与主机（或齿轮箱）的输出法兰相连，后端法兰则与中间轴法兰相连。推力轴和推力环形成

14、一个组合部件。推力轴承3 推力轴承牢固固定在船体结构上。它承受螺旋桨通过推理环传递来的轴向推力，并把推力传递给船体。中间轴4 用以连接推力轴和尾轴（桨轴）。中间轴的数目和长度是根据船舶的大小、机舱的位置，以及机床的加工能力等条件决定。隔壁填料函5 用以保证轴系通过水密隔壁时不影响隔壁的水密性。中间轴承6 承受中间轴的径向负荷和重量，以减小传动轴产生的挠度。尾轴（或称螺旋桨轴）7 一端与中间轴相连接，另一端与螺旋桨轴（或螺旋桨）相连接。一般中小型船舶的尾轴即为螺旋桨轴。尾轴承8 用以支撑尾管。尾轴管9 支撑于尾轴承并承受尾轴作回转运动时所产的激振力。在尾管前后端，设置密封元件，用以封油和封水。人

15、字架10 固定在船体上，用来支承伸出在船体外的尾轴和尾管的重量。2.3轴系的要求 由于轴系位于水线以下，一部分轴系长期浸泡在水中，工作条件恶劣，受力复杂：同时受到船体变形、装载等影响。要求包括以下几个方面： 1、工作可靠且有较长的使用寿命。 2、尽量采用标准化结构。 3、传动损失小，以提高推进效率。 4、良好的抗振性能。 5、对船体变形的敏感性小。 6、良好的密封性。 7、质量、尺寸要小，提高船舶运行的经济性。三、轴系的种类和工作条件3.1轴系的种类3.1.1单轴系 单轴系轴线布置于船体的中纵剖面上，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

16、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。所以日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。 图3-1 单轴系1.机舱后隔舱填料函 2.中间轴 3.中间轴承 4.尾轴 5.尾隔舱填料函 6.尾轴管 3.1.2双轴系 两个轴系分别平行对称布置在船体中纵剖面的两侧，相对体船基线略有倾斜，以保证

17、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。 图32 双轴系 1.中间轴；2.机舱后隔舱填料函 ；3.滚动式中间轴承； 4.液压联轴节 ；5.尾轴； 6.尾轴管 3.2轴系的工作条件船舶轴系的主要零件-中间轴，艉轴等虽然结构简单

18、，但尺寸大，重量大，一般轴长无与轴径d之比超过10，所以是扰性轴，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动的扭矩作用，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理作用。此外，还受到轴系校中，安装，船体变形，船舶振动及螺旋浆水动力等引起的附加应力的周期作用。船舶的紧急停车，频繁的动操车，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，船舶轴系在运转中会产生声音异常，振动，轴承温度过高，传动轴磨损加剧，密封装置泄漏等损坏，严重对甚至产生断轴事故。四、轴系的布置4.

19、1轴系布置的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，再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。有鞋船舶轴系还要进行必要的震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。艉轴尾管总图及有关部件图纸。4.2轴系布置设计前提及内容 4.2.1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。图41 远洋万吨级货船单轴系布置图1.尾管装置 ；2.尾轴； 3.4.5.螺栓、螺母、开口销； 6.10.11.15.中间轴； 7.8.9.

20、螺栓、螺母、开口销 ；12.栏杆支柱 ；13.中间轴承 ；14.隔舱填料函 ；16.备用尾轴 4.2.2轴系布置设计内容 轴线数目、长度、位置及布置确定、轴承的设置、轴段配置、轴承的布置。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4.3主机布置原则 对称布置：考虑到设备重量的平衡以及布置和操作的便利。 1、单轴系的轴线一般布置在船舶的纵中剖面上； 2、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； 3、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。五、轴线的数目、长度、位置及布置 主

21、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。5.1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。 例如：1、大型货船、油船多采用单轴线； 2、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； 3、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。 5.2轴线及轴线的长度的确定 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

22、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。5.3轴线的布置传动轴系通常由位于同一直线上的轴联接起来，这种位于同一直线上的轴中心线称为轴线。商船轴线的数目一般不超过3根；远洋货船往往用1根，一些船速较快、经常进出港口的客船或集装箱船往往用2根。单桨船的轴线布置在纵中剖面上，双桨船的轴线常对称布置在两舷。由于机舱位置的不同，轴线的长度差别很大，尾部机舱的轴线较短，有的不用中间轴，而使推力轴直接和尾轴相连。船中机舱的中间轴段数目较多，轴线往往很长，这时在机舱和尾尖舱必须围成水

23、密的走廊，以使轴系与货舱隔开。此水密走廊称为轴隧或地轴弄。轴隧用水密门与机舱相通，水密门的开关应能两面操作并在机舱以外进行远距离操作。隧顶一般高2m以上，隧宽应能保证人行和检修。隧道的尾部一般设有逃生洞（孔）、此孔通过钢梯直通船尾甲板，航行中逃生孔在尾甲板的水密门不应上锁，以便应急时使用。同时轴隧的尾部常留有较大空间，供存放备用尾轴及其专用工具和附件。如图1-4图51 轴线的倾角和偏角 在主机位置和螺旋桨的位置确定后，轴线位置和长度便可决定。轴线首尾两个端点中，前面一个是主机功率输出端法兰中心，后面一个是螺旋桨中心。理想轴线位置最好与船体的龙骨线（基线）平行，而在多轴线时，轴线还应保持与船纵中

24、剖面相对称。但是理想的轴线难于实现，通常为保证螺旋桨有一定的沉深，不得不使轴线向尾部倾斜一定的角度，即单轴系：轴线与龙骨线不平行，一般倾斜角=0-5； 而双轴系船为保证双桨工作时不造成干扰，允许轴线在水平投影面上离开纵中剖面偏斜一个角度，即双轴系：除倾斜角外，双轴线本身也不平行，一般偏斜角=0-3。 当轴线出现倾斜和偏斜时，螺旋桨输出的推力将受到损失，这一方面是由于螺旋桨推力与船舶运动方向不一致，另一方面轴线倾斜使轴系重量产生方向朝后的轴向分力而抵消了一部分推力。六、传动轴、轴承的布置6.1传动轴系概述传动轴系通常由位于同一直线上的轴联接起来，这种位于同一直线上的轴中心线称为轴线。商船轴线的数

25、目一般不超过3根；远洋货船往往用1根，一些船速较快、经常进出港口的客船或集装箱船往往用2根。单桨船的轴线布置在纵中剖面上，双桨船的轴线常对称布置在两舷。由于机舱位置的不同，轴线的长度差别很大，尾部机舱的轴线较短，有的不用中间轴，而使推力轴直接和尾轴相连。船中机舱的中间轴段数目较多，轴线往往很长，这时在机舱和尾尖舱必须围成水密的走廊，以使轴系与货舱隔开。此水密走廊称为轴隧或地轴。从曲轴动力输出端法兰到螺旋桨间的轴及其轴承统称为传动轴系，简称轴系。轴系的组成组要包括：中间轴及中间轴承、及推力轴及推力轴承、尾轴或螺旋桨轴及尾管内的尾轴承将主机曲轴的动力矩传给螺旋桨，以克服螺旋桨在水中转动的阻力矩；同

26、时又把螺旋桨产生的推力传给推力轴承，以克服船舶航行中阻力。1扭矩 m=60/2p/n103= 9.55p/n103 (nm) （公式4-1） 式中： p轴传递的功率,kw； n轴的转速，rpm。2推力 t=1.852x 2/60pp p/v （公式4-2） =1.94ppp/v（kn） 式中： pp螺旋桨吸收的功率，kw； v船舶的航速，kn； p螺旋桨的效率。 p=txvp/mx（2 n）3工作条件：（1）轴承承受很大的扭矩和推力，扭矩产生扭应力，推力产生压应力（当正航时）；（2）自重产生弯曲应力；（3）附加应力，包括安装误差、船体变形、轴系扭振及纵横振动、螺旋桨不均匀水动力产生；（4）附加

27、弯曲应力：风浪天中螺旋桨上下运动引起的；（5）轴与轴承摩擦造成磨损；（6）尾轴管轴承用海水润滑时还受到海水腐蚀。对轴系的要求：足够的刚度和强度；传动损失少；对船体变形适应性好；工作中不产生扭振，纵横振；良好的密封、润滑和冷却；维护管理方便。6.2中间轴及中间轴承6.2.1中间轴及中间轴承作用l/3l连接法兰中间轴承中间轴图61 中间轴及中间轴承作用：连接推力轴和尾轴，传递扭矩及推力，承受中间轴重量，轴线定位。中间轴承底座通过螺栓与船体刚性连接，船体因受水压、装载等因素影响而产生变形（尤其垂向），轴承随之变位，从而产生附加负荷。 r=kel/l3 （公式4-3）当变位量一定时，轴承间距愈小，当轴

28、承变位时，它对轴线的牵制作用愈大，其附加负荷也愈大，故轴承的间距太小是不利的，应对它有所限制。6.2.2中间轴的强度校核； （1）由主机扭矩引起的扭应力； （2）由螺旋桨推力所产生的压缩推力； （3）由中间轴重量所产生的弯曲应力； （4）由安装误差引起的附加弯矩应力；(5）合成应力； （6）安全系数:许用安全系数一般由经验确定，可以考虑以下几个方面： a. 轴的负载情况； b. 材料的性质及加工和装配质量； c. 军用船舶轴系的工作条件比商船有利，计算轴径按最大负载计算依据的。6.3推力轴与推力轴承在船舶轴系中，推力轴的一端与发动机或齿轮相连接。它的轴颈略大于中间轴，长度通常较短，只要能与推力

29、轴承匹配就足够了。推力轴的两端的结构有整锻法兰式和可拆联轴节式两种，除了用滚动式推力轴承的的推力轴外，一般使用滑动式的推理轴均为整锻法兰型式，并设有推力环。在推理换的两侧有推力块与其配合，用来承受和传递螺旋桨的推力。1、作用：将螺旋桨产生的推（拉）力通过尾轴、中间轴和推力轴作用到推力轴承上，并通过推力轴承传给船体，即传递推拉力；同时为轴系轴向定位；在曲轴和推力轴直接连接时也给曲轴轴向定位。为减少轴系挠度而设置的支撑点，承受中间轴的重量以及轴系变形和各种形式的运动造成的附加径向负荷。2、分类： （1）、按轴承形式分为：滑动式与滚动式（常用双列向心滚子轴承，用于小型船）； （2）、按润滑方式分为：

30、单油环式（小型船）、双油环式与油盘式（用于中大型船舶）。油环式通常无上轴瓦，过去双油环滑动式中间轴承为多见；油盘式中间轴承一般有上瓦，油盘紧固在轴上，装在后部，目前则多采用固定油盘式中间轴承。 下图为整锻法兰式推力轴：图62 整锻法兰式推力轴 1-连接法兰；2-轴干；3-甩油环；4-轴颈：5-推力环系轴向定位3、工作原理（推力传递过程，图4-3-3）：螺旋桨的推力推力环推力块调整圈轴承座（船体）；推力轴承工作中是在液体动力润滑条件下，靠轴的回转所建立的动力油压来传递推力的。 螺旋桨推力环油膜推力块推力轴承座船体6.4螺旋桨轴、尾轴及尾轴装置6.4.1尾轴尾轴（图6-3）是穿过尾轴管伸出船尾的轴

31、。在单轴系船上它是轴系中最末一段轴，其首端与最后一个中间轴法兰相连，尾端安装螺旋桨，也称螺旋桨轴。尾轴管装置布置在船体尾部，其任务一是支撑螺旋桨轴，二是保持船体的水密，防止弦外水的大量漏入或润滑油的外泄。图6-3 尾轴按图结构分别又：法兰a（或可拆联轴器时带锥度前端有螺纹）、轴干b和d、轴颈c（最后一道中间轴承）、轴颈e（尾轴管总成、包括尾轴管本体、尾轴承、首尾密封）、锥形轴f（装螺旋桨的轴段，有键槽）、螺柱g组成。材料：优质碳钢法兰连接螺栓：紧配螺栓水润滑尾轴管有防腐铜套：用于防止海水腐蚀和减少轴与轴承磨损。分段组成，接缝处搭叠，红套后滚压辗平，防止海水漏入配合间隙，使轴遭受腐蚀。尾轴轴干裸

32、露在海水中的部分，一般涂有玻璃钢保护层。 6.4.2螺旋桨与尾轴联接方式：（1）机械联接：锥面配合键连接，后螺母紧固，螺柱螺纹方向与螺旋桨正转方向相反，正车时自动锁紧，倒车时靠螺母外侧所设的防松片来防止松动。螺母外边设导流罩（水密），以减少螺旋桨水动力损失及防止螺纹锈蚀，用螺栓固定在桨毂上。（2）液压无键联接：螺旋桨装在轴上，用油泵将压力油送入使桨毂孔胀开，螺母内部装液压千斤顶送入压力油后推动螺旋桨前移，当达到规定位置后，先放桨毂压力油，后放千斤顶压力油，上紧螺母即可。 螺旋桨与尾轴安装配合连接时应考虑以下几个问题：（1）支承轴颈和密封轴颈处因间隙不合适、轴线不正、润滑不良等造成擦伤、过度磨损

33、、烧伤和锈蚀；（2）红套处滑移或过盈不足造成裂纹；（3）锥形轴过度处和键槽处因疲劳、振动和撞击出现裂纹；(4)轴颈和轴干因密封不良而锈蚀。6.4.3尾轴管装置 组成：由尾轴管本体、尾轴承、密封装置、润滑冷却系统组成。由于尾轴管装置工作条件差、发生故障后果往往很严重、进行修理需要进船坞等特点，从设计、制造到管理各部门对它都特别注意。作用：支承螺旋桨和尾轴的重量（尾轴承）；防止海水漏入船内、滑油漏入机舱或漏出船外（密封装置）。6.5螺旋桨的布置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=（0.25-0.30）d，双桨

34、船的浸没深度e=（0.4-0.5）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。6.6尾轴密封装置尾轴和尾轴承之间按规定要留有一定的间隙，尾轴又处于水面以下，工作时需要润滑和冷却，因此为了防止舷外水沿尾轴流入船内及润滑油漏泄，在尾轴管中必须设置密封装置。密封装置按所处的位置不同，可分为首密封和尾密封。对于油润滑尾轴承，其首密封装置是用来

35、阻止滑油漏入机舱内，而尾密封装置既阻止滑油外漏舷外，以免污染海域，又阻止舷外水内漏。对于水润滑尾轴承，仅设置首密封装置，用来控制尾轴承的冷却水量。对密封装置的主要要求：工作可靠、耐磨性好、消耗的摩擦功小、散热性好，此外，还要求密封元件有很好的跟踪性，使其在尾轴下沉、跳动、轴向窜动及偏心转动时仍保持较好的密封性能。 1、填料函式首密封水润滑式尾轴承的首密封装置。阻止舷外水大量流入机舱是靠牛油填料，其用压盖压紧在垂直方向上可调节的填料函壳体，当尾轴承磨损而使尾轴下沉时，可调整填料函壳体，确保壳体与轴颈同心。有的填料函处设有牛油杯，填料内设分油杯。为防止泥沙沉积在首密封处和加强冷却一般设强力循 环水

36、系统。图64 填料函式首密封2、simplex型密封装置用于白合金尾轴承的首尾密封装置。其材料为特种耐油橡胶圈，做首密封时，只有向后翻的两道密封圈，用于阻止滑油外漏机舱；做尾密封时，由三个唇部装有箍紧弹簧的橡胶密封圈所组成，一道向前翻，用以阻止尾轴管中滑油外漏船外，两道向后翻，用来阻止舷外水和泥沙进入尾轴管。图64 型密封装置 这种装置可以在车间预先安装后，连同耐磨衬套一起送到船上安装就位。磨损检测器6用来探测尾轴承及密封元件的磨损情况及工作性能。密封装置中各密封油腔（密封圈之间的空间）中应充以滑油，滑油可从螺塞处预先灌入再封死，也可以采用单独的重力油柜供油，以润滑密封圈。 唇部凹槽处设有箍紧

37、弹簧，头部1由支撑环和中间环夹紧，腰部2柔性好，提高了密封性和跟踪性。 图65 改进型密封圈1、头部；2、腰部；3、唇部 此外尚有机械式端面密封装置、端面密封-唇口密封组合式密封装置、金属环式（油冷式）密封装置等。6.7尾轴管的润滑和冷却当船舶航行时，尾轴承及密封装置是容易发热的部件，必须进行润滑和冷却。尾轴管装置的润滑剂通常只有水和滑油。6.7.1水润滑尾轴管靠舷外水流入润滑，冷却靠舷外水和尾尖舱水冷却，首部密封处设循环冷却水。6.7.2油润滑尾轴管靠设重力油柜来进行循环冷却，中小型船靠手摇补油（自然循环式）；大型船采用间歇循环工作。 7、 轴系合理校中设计7.1 计算轴的基本直径 轴的直径

38、d应不小于按下式计算的值： 公式中： d轴的直径m m； f推进装置型式系数； f95，对于涡轮推进装置具有滑动型联轴节的柴油机推进装置和电力推进装置； f100，对于所有其他型式的柴油机推进装置； c不同轴的设计特性系数具体数值见表214； ne轴传递的额定功率，k w； ne轴传递ne的额定转速，r /min； b轴材料的抗拉强度。对于中间轴若800mpa时，取800mpa；对于螺旋桨轴和尾管轴若600 mpa时，取600mpa。 八、船舶轴系的安装8.1确定轴系理论中线理论轴系中线是安装轴系的基准，轴系中线可通过拉钢丝线法或光学仪器法确定，由于拉钢丝线确定轴系中线存在钢丝自重下垂产生的误

39、差，所以拉钢丝法定中主要用于短轴系，当轴系长度超过1520m时，就应采用光学准直仪或激光准直仪来确定轴系中线。 8.1.1初步拉线 （1）在两基准靶间穿入钢丝，采用吊重物的方法进行拉线。钢丝要求为弹簧钢材料，无锈无痕、无扭曲；重物重量按25kg。调整基准靶钢丝位置，使钢丝通过两基准点。此时，拉紧的钢丝就是轴系的理论中心线。（2）测量基准点间的距离，轴线左右偏差1mm。用水平管测量两基准点的高度差。偏差1mm。根据拉线结果，确定舵桨座位置，安装舵桨座。舵桨座下表面到舵桨轴线理论数值为500mm，要求偏差3mm，否则，要重新调整轴系中心线。（3）根据拉线结果，确定中间轴承座位置，安装中间轴承座。中

40、间轴承座上表面到中间轴线理论数值为212mm，要求偏差2mm，否则，要重新调整轴系中心线。 (4）根据拉线结果，确定主机位置，安装主机座。测量主机座面板到轴系理论中心线的垂直距离并记录。理论数值为447mm，要求偏差3mm，否则，要重新调整轴系中心线。 (5)所有检验合格后，在船体结构上做出两基准点和两基准靶点的位置标记，作为精拉线时参考。8.2精确拉线 舵桨座，中间轴承座，主机座安装焊接后，精确拉线。 1、按照初拉线时留下的标记，并检验其位置的准确性，重新拉线。检验轴线的倾斜角度和主机座垫块厚度满足设计要求。 2、根据精拉线的轴系理论中心线，安装主机、中间轴承死垫。 3、设备死垫安装方法 4

41、、根据拉线确定的设备精确位置，确定机脚（以螺栓孔为中心）的相应位置，在此位置划线确定死垫位置； 5、拉线校核机座精度，尽可能用死垫高度来补偿机座的高度误差，因此每块死垫实际高度与理论高度可能有差异，则每块死垫加工前应编号，以免装错； 6、死垫机加工，上表面有1:100的斜度； 7、死垫上船就位（注意斜度方向），将垫块卡紧在机座上，用0.10mm塞尺检查应插不进，否则应重新研配直到达到要求； 8、按十字线位置对称点焊固定，然后对称焊焊牢. 9、在拉线钢丝拆去前，应在舵桨座，各中间轴承座，主机座面板做轴线标记。8.3船台镗孔定位船台镗孔是指对人字架及尾柱上安装尾轴管的孔，首先在车间内进行粗加工，留

42、下的精加工余量待在船体上装配焊接好之后，再用专门的镗孔机在现场就地进行镗孔。这里定位是按基准光学仪的主光轴进行镗杆的定位，或在所加工孔的端面上划出镗控线和检验圆线，再按镗孔线进行镗杆的定位，之后进行镗孔。当人字架、尾柱，前毂，中间轴承等部件上的孔的中心线与轴系中线重合的情况下，才可保证装入尾轴管或轴承孔的轴心线与轴系中线重合。8.4安装尾轴管装置、尾轴和螺旋桨 8.4.1安装尾轴管尾轴管可在车间里据船体构件上所镗好孔的实际尺寸，车削其外径和配合台肩的间距。尾轴管轴承可在车间里预先装入尾轴管内，也可以在尾轴管装入船体之后再装入。将尾轴管插入船体毂的配合面时，可采用液压千斤顶从端面施加力压人，或采

43、用大锤锤击的方法打人。尾轴管插入后螺母锁紧。装好尾轴管后，即可对尾尖舱灌水作密封试验，以检验尾轴管与轴毂孔前端面和隔舱壁加强板问有无泄漏。装配润滑油管、冷却水管和阀件等。 8.4.2装入艉轴装好艉轴管后即可将艉轴插入。为了安装方便，艉轴一般设计成前端有可拆联轴的形式，能从船体外部向内插入艉轴管。艉轴插入艉轴管后，用长塞尺测量艉轴与艉轴管轴承的左右及下部间隙。左、右间隙应在直径间隙的4060之间；下部测量时，艉轴与轴承应贴合良好，0.05mm的塞尺应插不进去。 8.4.3装密封装置艉轴管密封装置的装配工作是在插入艉轴后进行。所装配好的密封装置，应保证艉轴轴承磨损到极限间隙时，艉轴也不会与密封压盖

44、及分油环等零件发生直接摩擦。对于橡皮筒式端面密封装置，在装配时应合理地调整橡皮筒的压缩量。密封装置装配好后，接通润滑及冷却管路，然后就可进行泵油试验，以检查有无漏油现象。在泵油试验时，可慢慢地转动艉轴。 8.4.4安装螺旋桨螺旋桨与尾轴连接方式分为有键连接、液压连接及环氧树脂胶合连接等，我厂采用有键连接的居多。螺旋桨与艉轴连接之前，其锥孔应在车间里与艉轴的锥面刮配好，安装时用起吊工具将螺旋桨托起对准键槽后套进艉轴锥面上，因为锥面起传递主机扭矩作用，因此此处配合为过度配合，必须用液压千斤顶将螺旋桨压向艉轴锥面规定的位置上，也可以用大锤敲击扳手以拧紧尾轴螺母的方法将螺旋桨压紧在尾轴规定的位置上。轴

45、系在船台安装结束后，船舶就可以下水进行轴系的校中。8.4.5螺旋桨安装螺旋桨常用安装法：机械联接：锥面配合键连接，后螺母紧固，螺柱螺纹方向与螺旋桨正转方向相反，正车时自动锁紧，倒车时靠螺母外侧所设的防松片来防止松动。螺母外边设导流罩（水密），以减少螺旋桨水动力损失及防止螺纹锈蚀，用螺栓固定在桨毂上 液压无键联接：螺旋桨装在轴上，用油泵将压力油送入使桨毂孔胀开，螺母内部装液压千斤顶送入压力油后推动螺旋桨前移，当达到规定位置后，先放桨毂压力油，后放千斤顶压力油，上紧螺母即可。 环氧树脂粘结： 目前，中小型船舶广泛采用环氧树脂粘结剂来安装螺旋桨，如图所示。常用的粘结剂配方（质量比）为：e-40或e-42环氧树脂 100邻苯二甲酸二丁酯 15乙二胺 7图81 螺旋桨胶合结构1、环氧树脂粘结剂 ；2、螺旋获 ；3、尾轴 在现场配好粘结剂后，均匀地涂于尾轴和螺旋桨的配合锥面上，然后迅速将螺旋桨套进尾轴，并旋紧螺母。螺旋桨的两端各有一小段长度与尾轴紧密配合，用以保证螺旋桨的正确位置和不让粘结剂流失，要求一端贴紧时另一端用0.05mm的塞尺插不进。 胶合工艺如下：（1）将螺旋桨和尾轴螺母与尾轴试装一次。（2）清洗胶合