第二章推进装置设计

1、第二章推进装置设计第二章推进装置设计 能力目标能力目标：掌握推进装置总体设计的基本原则；掌握图谱法主机选型设计的方法。掌握传动设备的选型方法。 知识目标知识目标：掌握各种传动型式的特点；掌握传动设备的工作原理；掌握轴系校中计算的基本方法第一节第一节 概述概述 推进装置是船舶动力装置的重要组成部分，它包括主机、传动设备、轴系和推进器等。其作用是由主机发出功率，并通过传动设备和轴系将功率传递给推进器，以推进船舶。 推进装置的设计是根据船舶设计任务书的要求，设计出一套经济、可靠、机动性及操纵性好的推进装置。具体的内容一般包括推进装置的型式确定，主机的选型，轴轴系的设计系的设计以及传动设备的计算与选型

2、。 图图2-12-1某船推进装置简图某船推进装置简图1-1-主机；主机；2-2-高弹性离合器；高弹性离合器；3-3-减速齿轮箱；减速齿轮箱；4-4-中间轴；中间轴；5-5-轴承座；轴承座；6-6-螺旋桨轴；螺旋桨轴；7-7-定距螺旋桨定距螺旋桨第二节推进装置型式的确定与选型分析第二节推进装置型式的确定与选型分析2.12.1推进装置的传动方式与组合选择推进装置的传动方式与组合选择1.1.直接传动推进装置直接传动推进装置主机直接通过轴系把功率传给螺旋桨，在主机与轴系中间无其它传动设备在任何工况下，螺旋桨与主机具有相同的转速与转向。轴系轴系主机主机螺旋桨螺旋桨直接传动推进装置多用于：大型商船，单机单

3、桨；直接传动推进装置多用于：大型商船，单机单桨；客船，多为双机双桨。客船，多为双机双桨。优点：优点：1.结构简单，维护管 理方便，只要安装定 位正确，平时管理只 要注意轴系的润滑和 冷却； 2.经济性好；传动效 率高；可采用劣质 油；螺旋桨 效率高 3.主机多为大型低速 柴油机，因此噪声 小，振动小（因低 速）； 4.工作可靠，寿命长。缺点：缺点：1.重量尺寸大；不 适用于要求机舱小的 特种船舶 2.倒车及机动性能 差，要求主机可逆转 3.非设计工况下经济 性差（因耗油率增大） 4.微速受限于主机的 最低稳定转速（耗油 率增大，转速不稳）2 2间接传动推进装置间接传动推进装置通过传动设备将主机

4、与轴系连接在一起的一种传动方式。主机转速与螺旋桨转速有差别或保持一定的速比。轴系轴系主机主机螺旋桨螺旋桨减速器减速器/离合器离合器轴带发电机轴带发电机(Shaft generator)特点：(1)主机功率经轴系、传动设备传给螺 旋桨; (2)机桨不同转速； (3)机桨可同轴，也可不同轴。分类:（按中间传动设备型式）: (1)带齿轮减速器（一级或多级）； (2)只带离合器； (3)带减速器和离合器。间接传动推进装置多用于中小型船舶主机；采用大功间接传动推进装置多用于中小型船舶主机；采用大功率中速机、汽轮机、燃气轮机船主机或联合主机之一率中速机、汽轮机、燃气轮机船主机或联合主机之一。优点：优点：1

5、.主机转速不受螺旋桨低 速要求的限制，只要减速比 适当，螺旋桨效率可达最 佳； 2.轴系布置比较自由，可、 同心布置，也可不同心布 置，改善螺旋桨工作条件； 3.带正倒车离合器时主 机不必换向，从而使主机 结构简单，工作可靠，管 理方便，同时操纵性和机 动性得到提高； 4.有利于采用多机并联 运行及设置轴带发电机。缺点：缺点：1.轴系结构复杂； 2.传动效率低。3.特殊传动推进装置特殊传动推进装置电力传动；可调螺距螺旋桨传动；液压马达传动；Z型推进和同轴对转螺旋桨传动等。 1）可调螺距螺旋桨推进装置）可调螺距螺旋桨推进装置 通过改变螺旋桨螺距来改变船舶航速和正倒航向。 特点：在部分负荷下能有较

6、好的经济性；能适应船舶阻力的变化，充分利用主机的功率；机构比较复杂、造价高。2）电力传动推进装置）电力传动推进装置是主机驱动发电机组发电，然后并网，再由电网供电给电动机驱动螺旋桨的一种传动型式。电力传动推进装置主要应用：工程船和特种船（如电力传动推进装置主要应用：工程船和特种船（如拖轮、渡轮、挖泥船、渔船、破冰船）拖轮、渡轮、挖泥船、渔船、破冰船）优点优点: :1.机桨无机械联系,不 设中间传动轴，轴系短 2.主机布置自由 3.主机可恒速运转， 不用换向 4.操纵性能好且迅速 因螺旋桨的反转是依靠 电动机电流方向的改变 而实现的同时倒车功率 等于正车功率。 5.便于实现遥控 6.停航时，主机发

7、出 的电力可作其它用途缺点：缺点：1.需要经过机械能变 电能、电能变机械能 的两次能量转换，传 动效率低； 2.增加了主发电机和 主电动机，使动力装 置总重量和尺寸都增 大，造价和维护费用 提高。3 3）Z Z型传动推进装置型传动推进装置主机经万向轴和轴系带动螺旋桨、螺旋桨轴可360回转，船舶不设舵。1-1-主机主机 2-2-联轴器联轴器 3-3-离合器离合器 4-4-万向万向轴轴 5-5-滑动轴承滑动轴承 6-6-弹性联轴节弹性联轴节 7-7-滚滚动轴承动轴承 8-8-上水平上水平轴轴 9-9-上部螺旋锥上部螺旋锥齿轮齿轮 10-10-涡轮蜗杆涡轮蜗杆装置装置 11-11-齿式联轴齿式联轴器

8、器 12-12-垂直轴垂直轴 13-13-螺旋桨螺旋桨 14-14-下部螺下部螺旋锥齿轮旋锥齿轮 15-15-下水下水平轴平轴 16-16-旋转套筒旋转套筒 17-17-支架支架 14 优点：优点： 省舵、尾轴管，船尾状简单，阻力小 操纵性能好，可原地回转 与中高速机连用，且不设单独的减速装置 主机不用换向，寿命延长3）同轴对转螺旋桨传动装置）同轴对转螺旋桨传动装置4.4.选择传动方式的四个原则选择传动方式的四个原则1）按船舶用途、种类与要求）按船舶用途、种类与要求航行工况稳定的船舶，推进装置大多数是单机单桨直接传动，螺旋桨使用定距桨，在设计工况下推进效率较高。客船要求较高的航速，吃水相对较浅

9、，同时考虑其安全性能、机动性和操纵性要求较高，因此，其推进装置多采用双机双桨。如果主机采用中、高速机，则必须采用间接传动。工况变化频繁的船舶，机动性要求高，而且机舱尺寸有限，故采用中、高速机，多机多桨，并采用间接传动或调距桨。对于特殊的工程船可采用电力传动装置。4.4.选择传动方式的四个原则选择传动方式的四个原则2）按主机总功率的大小：）按主机总功率的大小： 主机总功率若要求过大，则采用多机多桨，多机单桨等形3 3）按船舶航区的吃水深度：）按船舶航区的吃水深度： 吃水深度影响螺旋桨的直径。4）按推进装置的经济性：）按推进装置的经济性： 初始投资、运输成本等等。2.22.2主机的选型分析主机的选

10、型分析 主机选型是根据设计任务书中的技术要求以及船体设计所提供的资料来进行的，与螺旋桨的设计密切相关。 推进装置的选型是通过船、机、桨匹配计算和分析选定螺旋桨参数和主机功率、转速等参数，在满足设计的技术要求基础上，同时考虑重量和尺寸、油耗、造价、可靠性、可维度、使用寿命、等因素，选择一套从主机到螺旋桨的最佳方案。 机桨匹配计算可分为初步匹配初步匹配和终结匹配终结匹配两阶段。初步匹配设计初步匹配设计 已知船体主尺度、船体的有效功率曲线、船舶要求的航速 ，螺旋桨的直径D或转速n、确定螺旋桨的效率 、螺距比p/D、螺旋桨的最佳直径及所需主机的功率，便于主机与传动设备的选型。 初步匹配设计有两种方案:

11、1）已知螺旋桨直径D求转速n；2）已知螺旋桨转速n求直径D。0sV相对旋转效率散水效率；轴系传递效率；航速；伴流分数；推力减额分数；注：0aVt 由图23和图24可以得出螺旋桨的效率、螺距比p/D、螺旋桨的最佳直径（或转速）及所需主机的功率和转速等参数，我们可以根据这些数据来选定主机。在选择主机时还要考虑其它一些因素，如：功率储备问题；传动型式是直接还是间接传动或特殊传动；是否需要减速，速比为多少等。 终结匹配设计终结匹配设计 按照初步匹配设计所确定的主机功率与转速所选用的主机与传动设备，其功率与转速与初步匹配设计时不完全相同，还需要进行终结匹配设计。终结匹配设计即是根据选定主机的功率和转速、

12、传动设备与轴系的传送效率，算得桨的收到功率、桨的功率、船身效率等，计算船船舶所能达到的航速和螺旋桨的最佳要素。终结匹配设计由表23所列步骤计算，结果由作图25确定。 以上是针对某一盘面比的桨进行计算的，在实际匹配设计中还要选择若干盘面比的梁来进行比较，得出不同盘面比所能达到的航速和螺旋桨要素，然后进行螺旋桨的空泡计算校核，得出其不发生空泡的最小盘面比的螺旋桨及所对应的最大航速和螺旋桨参数。 主机选型中考虑的问题主机选型中考虑的问题 通过匹配设计，得出为达到船舶所要求的航速而需要的主机功率与最佳转速。然后在现有的主机中选取最合适的主机。还有一些具体的要求需要考虑 ： 重量与尺寸 功率与转速 燃油

13、与滑油 主机的造价、寿命及维修 振动与噪声 柴油机的热效率与燃油消耗率3.1轴系的任务；轴系的任务；3.2轴系的组成；轴系的组成；3.3对轴系的要求对轴系的要求第三节第三节 轴系的任务、组成与设计要求轴系的任务、组成与设计要求3.1轴系的任务轴系的任务 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。 3.2轴系的组成轴系的组成船舶轴系主要包括：船舶轴系主要包括：传动轴（中间轴、推力轴、尾轴或螺旋桨轴等）传动轴（中间轴、推力轴

14、、尾轴或螺旋桨轴等）轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴承）轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴承）轴系附件（刚性联轴节、轴系制动器、隔舱填料函）轴系附件（刚性联轴节、轴系制动器、隔舱填料函）图图2-62-6单桨推进装置轴系简图单桨推进装置轴系简图1-1-舵；舵；2-2-螺旋桨；螺旋桨；3-3-尾轴；尾轴；4-4-尾轴管；尾轴管；5-5-轴管；轴管；6-6-中间轴；中间轴；7-7-中间轴承；中间轴承；8-8-隔舱填料函；隔舱填料函；9-9-推力轴；推力轴；10-10-推力轴承；推力轴承；11-11-主机曲轴主机曲轴3.33.3轴系的设计要求轴系的设计要求1.工作可靠且有较长的使用寿命。2.尽量采用标准化结

15、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。第四节第四节 轴系布置设计轴系布置设计1.确定轴线的数目、位置和长度；2.初步选定轴承位置和间距等，绘制相关草图（包括滑油、冷却水系统）；3.选用或设计轴系部件，进行轴系的强度计算和振动计算；4.进行修改，绘制轴系布置图及安装总图等。步骤：步骤：1.1.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。 大型货船、油船单轴线； 客船、拖船、集装箱船、有特殊要求的船舶两根轴线； 军用船舶三根甚至四根轴线。 4.1 4

16、.1 轴线的数目、长度、位置及布置轴线的数目、长度、位置及布置轴线定义：轴线定义：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。2.2.轴线及轴段长度的确定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。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。为螺旋桨的桨毂中心。1 1）对称布置）对称布置; ;2 2）轴线布置应尽量与船体基线平行；）轴线布置应尽量与船体基线平行；3 3）主机应尽量靠近机舱壁布置，以缩短轴线长度；）主机应尽

17、量靠近机舱壁布置，以缩短轴线长度；4 4）应考虑主机左、右、前、底与上部是否满足船舶规范）应考虑主机左、右、前、底与上部是否满足船舶规范，拆装与维修要求以及吊缸的高度是否足够等因素，拆装与维修要求以及吊缸的高度是否足够等因素。3.主机位置布置原则：主机位置布置原则：1 1）螺旋桨应有一定得浸没深度）螺旋桨应有一定得浸没深度；2 2）螺旋桨不应超出船体中部轮）螺旋桨不应超出船体中部轮廓之外；廓之外；3 3）叶梢应尽量高于船体基数以）叶梢应尽量高于船体基数以避免螺旋桨在浅水区域航行时避免螺旋桨在浅水区域航行时被碰坏；被碰坏；4 4）叶梢与尾柱距离）叶梢与尾柱距离d d不能太小，不能太小，否则受叶梢

18、处的高速水流冲刷否则受叶梢处的高速水流冲刷，尾柱易被浸蚀。，尾柱易被浸蚀。5 5）桨和舵叶之间也要留有一定）桨和舵叶之间也要留有一定的间隙；的间隙；6 6）螺旋桨和船体歪板间距）螺旋桨和船体歪板间距c c不应不应太小，避免造成船体的振动及太小，避免造成船体的振动及不必要的附加阻力。不必要的附加阻力。4.螺旋桨的布置原则：螺旋桨的布置原则：1.轴承数量 1）每根中间轴一般只设一道轴承 2）螺旋桨轴一般设两道轴承2.轴承的间距4.24.2轴承的设置轴承的设置)(9 .2432mincmdl中间轴承最小间距 式中：d轴径，cm 在轴系布置时，应使轴承的间距l不小于lmin）（中间轴承最大间距cm5

19、.778maxl 轴承长度为轴承长度为08d08d； 允许比压允许比压pp； 轴承安装误差不超过轴承安装误差不超过0.25mm0.25mm； 轴承附加负荷所产生的比压不大于轴承附加负荷所产生的比压不大于0.34MPa 加大中间轴承间距可以减小轴承的附加负荷，但轴承间加大中间轴承间距可以减小轴承的附加负荷，但轴承间距要受到下列因素的限制：距要受到下列因素的限制： 1）轴系临界转速的限制。 2）比压和挠度的限制。 3）工艺条件的限制。3.3.尾轴承的间距尾轴承的间距通过计算和实船调查，通过计算和实船调查，l/Dl/D值推荐采用以下数据：值推荐采用以下数据：D D 尾轴基本直径尾轴基本直径4016/

20、mm23080D2514/mm400230D12/mm650400DDlDlDl时当时当时当1）中间轴承应安装在靠近法兰处，即轴承中心到连接法兰的距离等于中间轴全长的0.2倍；如图2-11所示。2）中间轴承应安装在船体结构较强、变形相对较小的部位；3）通过计算，调节各中间轴承高低位置，将轴系布置成曲线状态。4.34.3轴承的位置轴承的位置图图2-112-11中间轴承支座中间轴承支座4.44.4轴承负荷轴承负荷1 1）轴承负荷的大小用轴承比压）轴承负荷的大小用轴承比压p p表示：表示：)/(2mNLDRp式中： R轴承负荷，N；D轴颈直径，m；L轴承长度，m。2 2）轴承负荷的调整：）轴承负荷的

21、调整：轴承负荷比压过大或过小都是不适宜的，理想的状态是使各道轴承负荷比压过大或过小都是不适宜的，理想的状态是使各道轴承比压值大致相等。轴承比压值大致相等。钢制海船建造与入级规范钢制海船建造与入级规范(2001)(2001)规定：规定：“每个轴承应为正每个轴承应为正压力。且应不小于相邻两跨轴质量的压力。且应不小于相邻两跨轴质量的20%20%。”3 3）轴承负荷计算中支点位置的确定）轴承负荷计算中支点位置的确定第五节传动轴设计第五节传动轴设计 传动轴组成：传动轴组成：螺旋桨轴螺旋桨轴 、尾轴、中间轴、尾轴、中间轴 和和 推力轴推力轴5.15.1螺旋桨轴和尾轴（螺旋桨轴和尾轴（图2-17） 螺旋桨轴

22、位于轴系的最后端，尾部安装螺旋桨，首部通过联轴节与中间轴或推进机组输出法兰相连。 一般情况下螺旋桨轴即尾轴，只有当螺旋桨轴伸出船体过长时，才分为两段，装螺旋桨的一段轴称为螺旋桨轴，通过尾轴管的一段轴称为尾轴。图图2-17 2-17 尾轴和螺旋桨轴尾轴和螺旋桨轴1-1-螺旋桨；螺旋桨；2-2-人字架；螺旋桨轴；人字架；螺旋桨轴；4-4-夹壳联轴器；夹壳联轴器；5-5-尾轴；尾轴；6-6-尾管尾管螺旋桨的基本结构：图中a可拆卸法兰的螺旋桨轴（可在船外进行拆装） b整体式法兰的螺旋轴（必须在船内进行拆装）一、螺旋桨轴的尾部结构一、螺旋桨轴的尾部结构 螺旋桨轴的尾部是供安装螺旋桨之用，制成锥体，主要为

23、了便于拆装。主机的转矩靠螺旋桨锥孔与桨轴锥体之间紧密配合产生的摩擦力以及键来传递。 螺旋桨轴的尾部结构尺寸一般由规范计算所确定的尾轴直径来进行估算。1.锥体部分的主要尺寸：锥度：锥度： 我国采用1：15和1：12锥体长度：小端直径：大端直径： 多取螺旋桨直径 或略小于 一、螺旋桨轴的尾部结构一、螺旋桨轴的尾部结构KKKLdDK/ )(KKDL)3 . 36 . 1 (KKKKLDdKDjdjd2.锥纹部分的主要尺寸：螺纹直径：螺纹直径： 螺纹长度： 为了避免紧固螺帽松动，习惯上多将尾螺纹的旋向设计成与螺旋桨的回转方向相反。 一、螺旋桨轴的尾部结构一、螺旋桨轴的尾部结构KdD)0.900.75(

24、纹纹纹dL3.键槽部分的主要尺寸：键长：键长： 键宽 ：双键时 单键时 键高：在设置双键时，二者成120或180角。 一、螺旋桨轴的尾部结构一、螺旋桨轴的尾部结构(0.9 0.98)/JKLLjbb(0.170.18)KDb(0.2 0.3)KDh(0.5 0.6)b 尾部锥体的键槽是引起局部应力集中的原因之一，最危险部分在锥体大端附近，大多数的疲劳裂纹是从键槽锐角上开始。为了减小局部应力，键槽的棱角应做成圆角，键槽底也应有圆角，钢质海船入级与建造规范（2001）规定圆角半径应不小于锥部大端直径的1/25。螺旋桨轴的圆柱体与锥体交界处不应有凸肩或圆角。轴上键槽前端应平滑且呈汤匙形；也有船级社规

25、定轴上键槽要做成雪橇形。 轴上键槽前端到轴锥部大端的距离不小于0.2 倍锥部大端的直径。 键应用螺钉固定在轴上，螺钉孔不应在距前端键长1/3的范围内，螺孔的深度应不大于螺孔直径。轴干轴干 轴干位于螺旋桨轴的中间部位，其两端与轴颈相连。轴干的直径按相关的船舶规范中的有关公式求得，再按与其相近的标准化轴径数值进行选定。此标准化轴径是为了便于螺旋桨轴的设计、生产、加工及互换，由有关部门颁布的，供设计时选用。轴干的长度取决于轴系布置，与所采用的轴线数量，船体线型、船体总布置、各轴承负荷情况、工厂的加工能力及轴系在机舱内装拆要求等因素等有关。 轴颈轴颈 轴颈是直接与尾轴承相接触的部位，为了便于安装以及轴

26、颈在磨损后更换轴套时留有光车的裕量，以延长使用寿命，其直径应比轴干略大，一般按其轴径大小的不同，约增大530mm。另外，为了便于安装，往往将前后的轴颈直径制成略有差值(约210mm)。 轴颈的长度一般略大于其轴承长度50100mm左右，以保证在轴系安装或调整中轴发生轴向位移时，仍能与轴承有较好地接触。 为了减少应力集中，在轴干与轴颈的连接处，应采用圆弧或斜锥过渡。 轴套轴套 采用水润滑的船舶，其尾轴轴颈上一般装有轴套防止轴颈擦伤和腐蚀。 轴套材料一般采用铜合金，如QSnl02和ZHMn582。对于加工好的铜轴套，不允许有裂纹、密集气孔、疏孔和砂眼等缺陷。对于不是很严重的缺陷，允许修补。铜套经粗

27、加工后，套装在轴颈上之前应试压，压力为0.2MPa，5分钟内应无裂纹或泄漏现象。轴套与轴颈配合的过盈量轴套与轴颈配合的过盈量 轴套一般采用红套或液压套合法装配于轴上，轴套在其红套轴上后应检查其紧密性，在距离尾轴锥体端70mm长度上，严禁有配合不紧密的地方。轴套与轴颈配合的过盈量见下表： 轴套表面的圆度和圆柱度的要求见下表。加工时通常采取在铜套装入艉轴后，同时光车轴颈铜套表面与艉轴法兰外圆和端面的方法。 轴套表面的圆度和圆柱度轴套表面的圆度和圆柱度螺旋桨轴铜轴套的厚度螺旋桨轴铜轴套的厚度 轴套的厚度可按下表选定: 单位mm d是轴承档处基本直径轴套卸荷槽轴套卸荷槽 为减轻轴套红套于轴上后的应力集

28、中现象，常在轴套的两端开卸荷槽，如图228所示。 轴套经常是制成一个整体，但当轴套过长时，也可以分段焊接。对非焊接的接缝应采用搭接缝。对搭接缝可用焊锡填补，这时搭口应车成燕尾槽形，也可采用机械滚压法予以滚压接平。分段连接起来的轴套，其接缝处必须保持水密。如图229所示。螺旋桨轴的首部螺旋桨轴的首部 螺旋桨轴的首部是为了安装联轴节之用，其结构型式有两种：一种安装可拆联轴节，结构与螺旋桨轴的尾部锥体结构相似；另一种是整锻法兰，结构图218的b图所示。其结构和尺寸可按相关船舶标准有关数据选定。轴的防护轴的防护 螺旋桨与轴在海水中形成一对电极，存在一定的电位差，会使尾轴遭到强烈的电化腐蚀。另外水润滑螺

29、旋桨轴的轴干部分常裸露于海水中，海水对钢轴也会产生化学腐蚀，所以对螺旋桨轴必须采取保护措施。一般船舶常常采用的是阴极保护法和覆盖保护法。 阴极保护法。如图230所示。锌块通过焊接或者以螺栓固定于船体上，用导线与碳刷连接，碳刷通过固定在螺旋桨轴上的集流环形成防蚀回路。 覆盖保护法 在轴上包覆玻璃钢保护层是目前保护螺旋桨轴表面最可靠和完善的方法，因为固化后的玻璃钢具有良好的物理、机械、绝缘和抗蚀性，它在海水、石油产品以及碱溶液中都不易损坏，故目前被广泛应用。 中间轴（中间轴（图例）中间轴一般设在尾轴与推力轴之间，也有的在柴油机的飞轮输出端设置一根短轴及轴承，用以分担飞轮的重量，调整曲轴的拐档差，使

30、之满足规范的要求。中间轴还常被用来安装轴系制动器、轴带发电机及转速发讯装置等附件。 根据轴端连接方式的不同，中间轴分为带整锻法兰的中间轴和两端为锥体的中间轴两种型式。前者为目前大、中型船舶上所广泛采用。其特点是：重量尺寸小，安装方便，但需要有锻制整锻法兰的锻压设备进行加工，不过法兰也可以采用焊接连接的型式，可将轴端墩粗进行焊接，或采用v型接缝焊接。如图234所示。后者一般用于采用滚动式中间轴承的轴。中间轴的轴颈是为安装中间轴承之用，其数量与中间轴承的数量相等。一般每根轴采用一道中间轴承，其相应的轴颈也只有一个。但当中间轴过长时，也有用两道中间轴承，相应的轴也会设两个轴颈。另外当中间轴穿过水密隔

31、舱壁时，也需要在设置隔舱填料函的部位设置轴颈。轴颈处要适当地加粗，以供轴颈磨损后修理时光车之用。一般轴颈比轴干大520mm左右(按不同轴径选用)。轴颈与轴干的过渡处须采用斜锥或圆弧过渡，以免应力集中，其连接法兰一般靠近支承位置布置。推力轴（推力轴（图例） 在船舶轴系中，推力轴的一端与发动机或齿轮箱连接，一端与中间轴或尾轴连接。长度通常较短，只要能与推力轴承匹配就足够了。推力轴两端的结构有整锻法兰和可拆联轴节两种，除用滚动式推力轴承的推力轴外，一般使用滑动式推力轴承的推力轴均为整锻法兰型式，并设有推力环。在推力环的两侧有推力块与其配合，用来承受和传递螺旋桨的推力。传动轴的材料传动轴的材料 传动轴

32、的材料应具有高强度、可塑、耐疲劳和耐冲击的良好机械性能，且易于机械加工。 民用船舶广泛使用30、35、45号优质碳素钢的锻件做轴的材料。为降低成本，轴径小于200mm的中间轴和螺旋桨轴也可用热轧圆钢来代替。 一些裸露在水中的轴还常常选用不锈钢，国际上常用的是316不锈钢（美国AISI标准）。1Cr18Ni9Ti 舰艇及高速船为减轻轴系重量，可采用合金钢，但是合金钢价格昂贵，且对各种形式的凹槽(如键槽)、表面伤痕和轴径的突变等较敏感，机械加工要求较高，因此非必要时应尽量避免采用。 用做轴材料的锻件，其化学成分、机械性能均应符合规范规定的数据。详见轴系锻件技术要求CB/T1159-98。传动轴的加

33、工技术要求传动轴的加工技术要求 传动轴的工作轴颈、锥体以及非工作轴颈的径向跳动； 传动轴法兰径向及端面跳动； 推力环厚度偏差、推力轴的推力环平面和法兰端面跳动量； 传动轴工作轴颈（含轴套）的圆度和圆柱度； 螺纹精度。当螺纹因修理而造成螺纹直径减少时，应进行强度校核； 法兰的螺栓孔与其紧配螺栓的配合加工精度； 传动轴的表面粗糙度； 中间轴与中间轴承配合的技术要求（贴合度和径向间隙 ）； 推力轴和轴承配合的技术要求（贴合度和轴向间隙 ）。 详见轴系加工技术要求CB* 228-86。一、中间轴承一、中间轴承1）作用：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

34、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：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。第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件（一）滑动式中间轴承1.主要类型和基本结构（1）油环式润滑轴承 a单油环中间轴承 b双油环中间轴承双油环采用了两道，作用和原理和单油环相同。油环式润滑轴承主要用于中型船舶。第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件

35、（2）油盘式润滑轴承第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件2.滑动式中间轴承的选型滑动式中间轴承已经标准化和系列化。 中间轴承先按照船舶规范确定中间轴的基本轴径，经强度校核合格后，根据中间轴的结构特点决定中间轴颈的尺寸。然后按照中间轴轴颈的尺寸，依据相关标准，并根据转速、载荷情况、确定中间轴承的型式和规格。第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件3.主要技术参数（1）轴承间隙轴承孔径D与轴径d的差值（2）长径比轴承长度和轴颈直径的比值l/d（约0.70.8）（3）承载能力一般用压力比p校验承载能力（4）最小油膜厚度 中间轴与滑动中间轴承的油膜厚度dDminh第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴

36、系附件（二）滚动式中间轴承在船舶轴系中很少使用，一般只用于某些小轴径的轴系。是标准件第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件（三）滑动与滚动轴承的特点比较滑动轴承的优点： 结构简单，工作较可靠，承受的载荷较大，抗冲击性好，安装与修理较方便，制造成本低。滑动轴承的缺点： 摩擦系数大，必须有一定的间隙才能正常工作，转速和载荷变化大时难于形成较大承载油膜，润滑与维修保养麻烦。滑动轴承被大量用在转速较低的轴系中。第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件（三）滑动与滚动轴承的特点比较滚动轴承的优点： 摩擦损失小，传动效率高，无须冷却滑油消耗少，轴承有自动调整能力，修理时便于更换，并可直接在市场购置，中心

37、线对得不好时引起的附加负荷对它正常工作影响不大，回转精度高。滚动轴承的缺点： 抗冲能力差，工作时有噪声，寿命低于滑动轴承，轴承为非剖分式，相应的中间轴至少一端要采用可拆联轴节，轴承承载能力小，安装工艺要求高。应用在高速和较高转速的直径较细的轴系中二、滑动式推力轴承二、滑动式推力轴承作用：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。第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件（一）滑动式推力轴承1.轴承的结构第六节轴承与轴系附件第六节轴承与

38、轴系附件（一）滑动式推力轴承2.润滑方法（1）压力润滑（采用单独的润滑油泵或主机润滑泵将滑油打入推力轴承，工作后受热的滑油再被抽出送到冷却器，再到循环油柜）（2）自然润滑（靠滑油的飞溅和油雾进行润滑，用蛇行管以弦外水进行冷却）第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件（二）滚动式推力轴承优点：摩擦损失小、传动效率高、尺寸小、滑油消耗少、管理方便。缺点：承受推力较小，噪声大。适用于中小型功率船舶的推进装置，特别适合轻型高速快艇。三、隔舱填料函三、隔舱填料函作用：保证水密舱壁的水密性，不起轴承的作用。1.对隔舱填料函的要求（1）应能承受一定的水压而不泄漏（2）拆装方便，并能在隔舱壁一边调整其松紧（3

39、）外形尺寸小，结构简单，质量轻（4）摩擦系数小，工作温度一般不超过5560 第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件三、隔舱填料函三、隔舱填料函2.结构形式按照结构型式分为：整体式和可分式1）整体式隔舱填料函将填料函本体和压盖分别制成整体。传动轴采用可拆联轴节用于小型船舶第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件三、隔舱填料函三、隔舱填料函2）可分式隔舱填料函 将填料函本体和压盖分别剖分成两半，用螺栓联接为一体。 适用于采用整锻法兰联轴节传动轴。 广泛应用于船舶。 分为三种形式第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件三、隔舱填料函三、隔舱填料函2）可分式隔舱填料函三种形式：椭圆形、正园偏心式、正

40、圆形剖分式第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件三、隔舱填料函三、隔舱填料函3.技术要求（1）主要零部件的加工要求（2）装配要求隔舱填料函已基本定型并且编定了标准、选型时，可以根据船舶的具体情况，按照轴颈直径直接从产品目录中选用。第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件四、轴系制动器四、轴系制动器作用：在必要时将传动轴刹住，使其保持静止状态要求：安全可靠，不能自行松开； 结构简单，便于操纵并使用安全； 质量轻，尺寸小。船舶上常用的制动器有带式、箍式和气胎式第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件四、轴系制动器四、轴系制动器1.箍式制动器在小型船舶上应用广泛第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系

41、附件四、轴系制动器四、轴系制动器2.气胎制动器中、大型船舶，由于船上有气源，加之制动力矩要求较大第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件五、尾轴管装置五、尾轴管装置第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件（一）概述作用：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）。组成：尾轴管、尾轴承、密封装置、润滑系统和冷却系统分类：按照润滑方式分为 水润滑和油润滑。五、尾轴管装置五、尾轴管装置第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件油润滑的双轴系尾管装置五、尾轴管装置五、尾轴管装置第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件水润滑的单轴系尾管装置五、尾轴管装置五、尾轴管装置第六节轴承与轴系附件第六节轴承与轴系附件（二）尾轴管1.尾轴管的结构由轴承壳体和尾管组成轴承壳体作用：安装轴承和密封装置尾管的作用：连接和保护尾