第二章-船舶轴系的组成与设计().ppt

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1、第二章第二章 船舶轴系的组成与设计船舶轴系的组成与设计2-1 概述概述2-2 轴系的布置设计轴系的布置设计2-3 传动轴的规范计算及强度校核传动轴的规范计算及强度校核2-4 传动轴的结构设计传动轴的结构设计2-5 中间轴承与推力轴承中间轴承与推力轴承2-6 尾轴管装置尾轴管装置 2-1 概述概述任务：任务：任务：任务：将主机的功率传给螺旋桨，又将螺旋桨所产生的推将主机的功率传给螺旋桨，又将螺旋桨所产生的推将主机的功率传给螺旋桨，又将螺旋桨所产生的推将主机的功率传给螺旋桨，又将螺旋桨所产生的推力传给船体，以实现推进船舶的使命。力传给船体，以实现推进船舶的使命。力传给船体，以实现推进船舶的使命。力

2、传给船体，以实现推进船舶的使命。组成：组成：组成：组成：传动轴（中间轴、螺旋桨轴、推力轴及连接轴与轴传动轴（中间轴、螺旋桨轴、推力轴及连接轴与轴传动轴（中间轴、螺旋桨轴、推力轴及连接轴与轴传动轴（中间轴、螺旋桨轴、推力轴及连接轴与轴用的联轴器），轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴承）用的联轴器），轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴承）用的联轴器），轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴承）用的联轴器），轴承（中间轴承、推力轴承及尾轴承），以及其他附件等。，以及其他附件等。，以及其他附件等。，以及其他附件等。一、船舶轴系的任务、含义与组成一、船舶轴系的任务、含义与组成图中为直接传动主机。如用高速不可反转主机，其

3、后面须图中为直接传动主机。如用高速不可反转主机，其后面须设传动设备，设传动设备，即离合器和齿轮箱。即离合器和齿轮箱。（1 1）推力轴：）推力轴：）推力轴：）推力轴：它前端有法兰与主扭曲输出法兰相连接，它前端有法兰与主扭曲输出法兰相连接，它前端有法兰与主扭曲输出法兰相连接，它前端有法兰与主扭曲输出法兰相连接，其后端的法兰与中其后端的法兰与中其后端的法兰与中其后端的法兰与中 间轴法兰相连。间轴法兰相连。间轴法兰相连。间轴法兰相连。（2 2）推力轴承：）推力轴承：）推力轴承：）推力轴承：用以承受推进器通过推力轴用以承受推进器通过推力轴用以承受推进器通过推力轴用以承受推进器通过推力轴 传递来的推传递来

4、的推传递来的推传递来的推力，并通过它将推力传给船体。力，并通过它将推力传给船体。力，并通过它将推力传给船体。力，并通过它将推力传给船体。（3 3）隔舱填料函：）隔舱填料函：）隔舱填料函：）隔舱填料函：用以保持轴系穿过水密隔舱处的水密用以保持轴系穿过水密隔舱处的水密用以保持轴系穿过水密隔舱处的水密用以保持轴系穿过水密隔舱处的水密（4 4）中间轴承：）中间轴承：）中间轴承：）中间轴承：主要用来承受中间轴的径向负荷主要用来承受中间轴的径向负荷主要用来承受中间轴的径向负荷主要用来承受中间轴的径向负荷 和重量。和重量。和重量。和重量。（5 5）尾管：）尾管：）尾管：）尾管：用来支承尾轴承和螺旋轴，螺旋桨

5、轴的密封用来支承尾轴承和螺旋轴，螺旋桨轴的密封用来支承尾轴承和螺旋轴，螺旋桨轴的密封用来支承尾轴承和螺旋轴，螺旋桨轴的密封元件也装在管中，用以封水元件也装在管中，用以封水元件也装在管中，用以封水元件也装在管中，用以封水 封油。封油。封油。封油。（6 6）润滑系统：）润滑系统：）润滑系统：）润滑系统：用来提供并保证尾轴承中滑油的供应。用来提供并保证尾轴承中滑油的供应。用来提供并保证尾轴承中滑油的供应。用来提供并保证尾轴承中滑油的供应。（7 7）制动器：）制动器：）制动器：）制动器：常装常装常装常装 在中间轴联轴器的外缘上，用来使轴在中间轴联轴器的外缘上，用来使轴在中间轴联轴器的外缘上，用来使轴在

6、中间轴联轴器的外缘上，用来使轴制动。制动。制动。制动。（8 8）冷却管路：）冷却管路：）冷却管路：）冷却管路：给尾轴管、中间轴承、推力轴承供给冷给尾轴管、中间轴承、推力轴承供给冷给尾轴管、中间轴承、推力轴承供给冷给尾轴管、中间轴承、推力轴承供给冷却水。却水。却水。却水。轴轴轴轴系系系系关关关关键键键键部部部部件件件件 传动轴较长，有的达传动轴较长，有的达传动轴较长，有的达传动轴较长，有的达100m100m以上。对于这样长以上。对于这样长以上。对于这样长以上。对于这样长的轴系，的轴系，的轴系，的轴系，如果只用一整根轴，是困难和不方便的，如果只用一整根轴，是困难和不方便的，如果只用一整根轴，是困难

7、和不方便的，如果只用一整根轴，是困难和不方便的，且没有必要。为了加工、制造、运输、拆装方便，且没有必要。为了加工、制造、运输、拆装方便，且没有必要。为了加工、制造、运输、拆装方便，且没有必要。为了加工、制造、运输、拆装方便，常常把传动轴分为许多节，并用数个联轴器将各常常把传动轴分为许多节，并用数个联轴器将各常常把传动轴分为许多节，并用数个联轴器将各常常把传动轴分为许多节，并用数个联轴器将各节轴段连接起来组合而成。节轴段连接起来组合而成。节轴段连接起来组合而成。节轴段连接起来组合而成。轴系的多节性轴系的多节性轴系的多节性轴系的多节性由于轴系位于水线以下，一部分轴系长期浸泡在水中，工作由于轴系位于

8、水线以下，一部分轴系长期浸泡在水中，工作由于轴系位于水线以下，一部分轴系长期浸泡在水中，工作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；同时还受到船体变形、装载等的条件恶劣，受力复杂；同时还受到船体变形、装载等的条件恶劣，受力复杂；同时还受到船体变形、装载等的条件恶劣，受力复杂；同时还受到船体变形、装载等的影响。影响。影响。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、剧烈的磨损，甚至发生断轴事故

9、。热、剧烈的磨损，甚至发生断轴事故。热、剧烈的磨损，甚至发生断轴事故。热、剧烈的磨损，甚至发生断轴事故。二、轴系的工作条件和要求二、轴系的工作条件和要求1 1、工作条件：、工作条件：、工作条件：、工作条件：1)1)工作可靠且有较长的使用寿命。工作可靠且有较长的使用寿命。工作可靠且有较长的使用寿命。工作可靠且有较长的使用寿命。有足够的强度和刚度，满足有足够的强度和刚度，满足有足够的强度和刚度，满足有足够的强度和刚度，满足规范要求，保证轴系在各种恶劣的载荷情况下不致发规范要求，保证轴系在各种恶劣的载荷情况下不致发规范要求，保证轴系在各种恶劣的载荷情况下不致发规范要求，保证轴系在各种恶劣的载荷情况下

10、不致发 生生生生永久变形或断裂，使其在运行中安全可靠，并有较长使用永久变形或断裂，使其在运行中安全可靠，并有较长使用永久变形或断裂，使其在运行中安全可靠，并有较长使用永久变形或断裂，使其在运行中安全可靠，并有较长使用寿命。寿命。寿命。寿命。2)2)尽量采用标准化结构。尽量采用标准化结构。尽量采用标准化结构。尽量采用标准化结构。在满足工作需要的基础上，应尽量采在满足工作需要的基础上，应尽量采在满足工作需要的基础上，应尽量采在满足工作需要的基础上，应尽量采用标准化结构。这不仅给制造安装带来方便，还能缩短造用标准化结构。这不仅给制造安装带来方便，还能缩短造用标准化结构。这不仅给制造安装带来方便，还能

11、缩短造用标准化结构。这不仅给制造安装带来方便，还能缩短造船周期、降底制造成本、提高经济船周期、降底制造成本、提高经济船周期、降底制造成本、提高经济船周期、降底制造成本、提高经济 效益，而且对产品的效益，而且对产品的效益，而且对产品的效益，而且对产品的质量提供了可靠的保证。质量提供了可靠的保证。质量提供了可靠的保证。质量提供了可靠的保证。3)3)传动损失小。传动损失小。传动损失小。传动损失小。在轴系设计时，要正确选择轴承数目、布置位在轴系设计时，要正确选择轴承数目、布置位在轴系设计时，要正确选择轴承数目、布置位在轴系设计时，要正确选择轴承数目、布置位置和润滑方式，将传动损失置和润滑方式，将传动损

12、失置和润滑方式，将传动损失置和润滑方式，将传动损失 降底到最小限度，以提高推降底到最小限度，以提高推降底到最小限度，以提高推降底到最小限度，以提高推进效率。进效率。进效率。进效率。2 2、轴系的要求、轴系的要求、轴系的要求、轴系的要求4)4)良好的抗振性能。良好的抗振性能。良好的抗振性能。良好的抗振性能。保证轴系在营运转速范围内不产生扭转保证轴系在营运转速范围内不产生扭转保证轴系在营运转速范围内不产生扭转保证轴系在营运转速范围内不产生扭转共振和横振共振，共振和横振共振，共振和横振共振，共振和横振共振，进行振动临界转速的计算。进行振动临界转速的计算。进行振动临界转速的计算。进行振动临界转速的计算

13、。5)5)对船体变形的敏感性小。对船体变形的敏感性小。对船体变形的敏感性小。对船体变形的敏感性小。因船体变形使轴系各支承产生位因船体变形使轴系各支承产生位因船体变形使轴系各支承产生位因船体变形使轴系各支承产生位移而导致轴系产生附加应力和附加负荷。轴系设计和布移而导致轴系产生附加应力和附加负荷。轴系设计和布移而导致轴系产生附加应力和附加负荷。轴系设计和布移而导致轴系产生附加应力和附加负荷。轴系设计和布置时就要考虑使这种影响尽可能小一点以减少传动损失置时就要考虑使这种影响尽可能小一点以减少传动损失置时就要考虑使这种影响尽可能小一点以减少传动损失置时就要考虑使这种影响尽可能小一点以减少传动损失延长轴

14、系寿命。延长轴系寿命。延长轴系寿命。延长轴系寿命。6)6)良好的密封性。良好的密封性。良好的密封性。良好的密封性。选择性能良好的密封装置，既要防止海水选择性能良好的密封装置，既要防止海水选择性能良好的密封装置，既要防止海水选择性能良好的密封装置，既要防止海水对轴系的腐蚀，又要防止滑对轴系的腐蚀，又要防止滑对轴系的腐蚀，又要防止滑对轴系的腐蚀，又要防止滑 油的外漏而污染海洋环境。油的外漏而污染海洋环境。油的外漏而污染海洋环境。油的外漏而污染海洋环境。7)7)重量尺寸要小。重量尺寸要小。重量尺寸要小。重量尺寸要小。缩小轴系的重量尺寸，以省出更多空间来缩小轴系的重量尺寸，以省出更多空间来缩小轴系的重

15、量尺寸，以省出更多空间来缩小轴系的重量尺寸，以省出更多空间来装载货物或作其他用，对提高船舶的运行经济性也看好装载货物或作其他用，对提高船舶的运行经济性也看好装载货物或作其他用，对提高船舶的运行经济性也看好装载货物或作其他用，对提高船舶的运行经济性也看好处。处。处。处。布置设计思路布置设计思路布置设计思路布置设计思路：n n通过布置确定轴系长度，决定轴承位置和间距等。通过布置确定轴系长度，决定轴承位置和间距等。通过布置确定轴系长度，决定轴承位置和间距等。通过布置确定轴系长度，决定轴承位置和间距等。n n根据规范计算确定基本轴径。根据规范计算确定基本轴径。根据规范计算确定基本轴径。根据规范计算确定

16、基本轴径。n n进行轴系的强度校核。进行轴系的强度校核。进行轴系的强度校核。进行轴系的强度校核。n n有些大型船舶轴系还要进行必要的振动计算和合理校中计有些大型船舶轴系还要进行必要的振动计算和合理校中计有些大型船舶轴系还要进行必要的振动计算和合理校中计有些大型船舶轴系还要进行必要的振动计算和合理校中计算。算。算。算。n n轴系部件进行结构设计及选型，最后绘制轴系布置图、尾轴系部件进行结构设计及选型，最后绘制轴系布置图、尾轴系部件进行结构设计及选型，最后绘制轴系布置图、尾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。轴尾管总图及有关部件图纸。轴尾管总图及有关部件图纸

17、。轴尾管总图及有关部件图纸。2-2 轴系的布置设计轴系的布置设计（一）轴线的数目：（一）轴线的数目：（一）轴线的数目：（一）轴线的数目：取决于船舶的类型、航行性能、取决于船舶的类型、航行性能、取决于船舶的类型、航行性能、取决于船舶的类型、航行性能、生命力、主机型式和数量、经济性、可靠性。生命力、主机型式和数量、经济性、可靠性。生命力、主机型式和数量、经济性、可靠性。生命力、主机型式和数量、经济性、可靠性。轴线数轴线数轴线数轴线数目早在总体初步设计阶段已决定目早在总体初步设计阶段已决定目早在总体初步设计阶段已决定目早在总体初步设计阶段已决定。一、轴线的数目、长度、位置及布置一、轴线的数目、长度、

18、位置及布置轴线：轴线：轴线：轴线：发动机曲轴中心或减速器中心与螺旋桨中心的连线称为发动机曲轴中心或减速器中心与螺旋桨中心的连线称为发动机曲轴中心或减速器中心与螺旋桨中心的连线称为发动机曲轴中心或减速器中心与螺旋桨中心的连线称为轴线，也称轴系理论中心线。轴线，也称轴系理论中心线。轴线，也称轴系理论中心线。轴线，也称轴系理论中心线。（一般轴线由多段位于同一直线的轴相互连接而成）（一般轴线由多段位于同一直线的轴相互连接而成）（一般轴线由多段位于同一直线的轴相互连接而成）（一般轴线由多段位于同一直线的轴相互连接而成）（二）轴线及轴段长度的确定（二）轴线及轴段长度的确定（二）轴线及轴段长度的确定（二）轴

19、线及轴段长度的确定 n n轴线的基本长度轴线的基本长度轴线的基本长度轴线的基本长度L L =首部端点为主机首部端点为主机首部端点为主机首部端点为主机(或齿轮箱或齿轮箱或齿轮箱或齿轮箱)的功的功的功的功 率输出法兰的中心，尾部端点为螺旋桨的中心。率输出法兰的中心，尾部端点为螺旋桨的中心。率输出法兰的中心，尾部端点为螺旋桨的中心。率输出法兰的中心，尾部端点为螺旋桨的中心。n n轴段长度：在轴线总长度确定之后，根据船体尾部线型、轴段长度：在轴线总长度确定之后，根据船体尾部线型、轴段长度：在轴线总长度确定之后，根据船体尾部线型、轴段长度：在轴线总长度确定之后，根据船体尾部线型、隔舱壁位置、各轴承比压、

20、工厂的加工能力及轴系在机隔舱壁位置、各轴承比压、工厂的加工能力及轴系在机隔舱壁位置、各轴承比压、工厂的加工能力及轴系在机隔舱壁位置、各轴承比压、工厂的加工能力及轴系在机舱内装拆要求，决定螺旋桨轴及中间轴长度。舱内装拆要求，决定螺旋桨轴及中间轴长度。舱内装拆要求，决定螺旋桨轴及中间轴长度。舱内装拆要求，决定螺旋桨轴及中间轴长度。单轴系的轴线：单轴系的轴线：单轴系的轴线：单轴系的轴线：常布置在船舶的纵中剖常布置在船舶的纵中剖常布置在船舶的纵中剖常布置在船舶的纵中剖 面上面上面上面上;双轴系的轴线：双轴系的轴线：双轴系的轴线：双轴系的轴线：对称布置在船舶两舷对称布置在船舶两舷对称布置在船舶两舷对称布

21、置在船舶两舷;三根轴系：三根轴系：三根轴系：三根轴系：一根布置在船舶的纵中剖面上，其余两根对称布一根布置在船舶的纵中剖面上，其余两根对称布一根布置在船舶的纵中剖面上，其余两根对称布一根布置在船舶的纵中剖面上，其余两根对称布置在机舱左右两舷。置在机舱左右两舷。置在机舱左右两舷。置在机舱左右两舷。（三）轴线的位置（三）轴线的位置（三）轴线的位置（三）轴线的位置n n主机功率有效地转变为螺旋桨推力的措施？主机功率有效地转变为螺旋桨推力的措施？主机功率有效地转变为螺旋桨推力的措施？主机功率有效地转变为螺旋桨推力的措施？轴线最好布置成与基线平行轴线最好布置成与基线平行轴线最好布置成与基线平行轴线最好布置

22、成与基线平行;双轴系和多轴系的船舶中，最好将轴线布置成与船舶纵双轴系和多轴系的船舶中，最好将轴线布置成与船舶纵双轴系和多轴系的船舶中，最好将轴线布置成与船舶纵双轴系和多轴系的船舶中，最好将轴线布置成与船舶纵肿剖面相平行和对称。肿剖面相平行和对称。肿剖面相平行和对称。肿剖面相平行和对称。单轴系的安装单轴系的安装单轴系的安装单轴系的安装双轴系安装双轴系安装双轴系安装双轴系安装1 1、主机位置、主机位置、主机位置、主机位置主机布置高度：使主机主机布置高度：使主机主机布置高度：使主机主机布置高度：使主机(或齿或齿或齿或齿轮箱轮箱轮箱轮箱)的油底壳不碰到船的油底壳不碰到船的油底壳不碰到船的油底壳不碰到船

23、的双层底或肋骨，并使它的双层底或肋骨，并使它的双层底或肋骨，并使它的双层底或肋骨，并使它们间们间们间们间 留有间隙，还应留留有间隙，还应留留有间隙，还应留留有间隙，还应留出油底壳放油所需的操作出油底壳放油所需的操作出油底壳放油所需的操作出油底壳放油所需的操作高度。高度。高度。高度。由首尾两基准点位置确定，当主机和螺旋桨位置确定后，轴由首尾两基准点位置确定，当主机和螺旋桨位置确定后，轴由首尾两基准点位置确定，当主机和螺旋桨位置确定后，轴由首尾两基准点位置确定，当主机和螺旋桨位置确定后，轴线位置就随之而定。线位置就随之而定。线位置就随之而定。线位置就随之而定。2 2、螺旋桨的位置、螺旋桨的位置、螺

24、旋桨的位置、螺旋桨的位置 螺旋桨的位置一般由船体设计人员确定。螺旋桨的位置一般由船体设计人员确定。螺旋桨的位置一般由船体设计人员确定。螺旋桨的位置一般由船体设计人员确定。船体壳板产生振动船体壳板产生振动船体壳板产生振动船体壳板产生振动的原因之一，的原因之一，的原因之一，的原因之一，是螺旋桨叶尖与船体外板是螺旋桨叶尖与船体外板是螺旋桨叶尖与船体外板是螺旋桨叶尖与船体外板 没有足够的间隙，没有足够的间隙，没有足够的间隙，没有足够的间隙，致使螺旋桨在运转时水流冲击外板造成致使螺旋桨在运转时水流冲击外板造成致使螺旋桨在运转时水流冲击外板造成致使螺旋桨在运转时水流冲击外板造成 的。的。的。的。1 1、轴

25、承位置的确定、轴承位置的确定、轴承位置的确定、轴承位置的确定轴承破坏原因：轴承破坏原因：轴承破坏原因：轴承破坏原因：轴承中各支承轴承均与船体刚性连接，所以船体的变形将引轴承中各支承轴承均与船体刚性连接，所以船体的变形将引轴承中各支承轴承均与船体刚性连接，所以船体的变形将引轴承中各支承轴承均与船体刚性连接，所以船体的变形将引起轴承的径向位移，这种位移会使轴承的负荷增加许多起轴承的径向位移，这种位移会使轴承的负荷增加许多起轴承的径向位移，这种位移会使轴承的负荷增加许多起轴承的径向位移，这种位移会使轴承的负荷增加许多倍甚至十几倍，致使轴承处产生剧烈的磨损、发热，甚倍甚至十几倍，致使轴承处产生剧烈的磨

26、损、发热，甚倍甚至十几倍，致使轴承处产生剧烈的磨损、发热，甚倍甚至十几倍，致使轴承处产生剧烈的磨损、发热，甚至咬死烧坏。至咬死烧坏。至咬死烧坏。至咬死烧坏。二、轴承的位置、数目和间距二、轴承的位置、数目和间距当传动轴在支承轴承中运转时，船壳因受水压、装载等因素当传动轴在支承轴承中运转时，船壳因受水压、装载等因素当传动轴在支承轴承中运转时，船壳因受水压、装载等因素当传动轴在支承轴承中运转时，船壳因受水压、装载等因素影响而产生变形，中央的轴承因船壳的变形而产生径向影响而产生变形，中央的轴承因船壳的变形而产生径向影响而产生变形，中央的轴承因船壳的变形而产生径向影响而产生变形，中央的轴承因船壳的变形而

27、产生径向位移，其轴承的附加负荷将显著增加，而两侧轴承因靠位移，其轴承的附加负荷将显著增加，而两侧轴承因靠位移，其轴承的附加负荷将显著增加，而两侧轴承因靠位移，其轴承的附加负荷将显著增加，而两侧轴承因靠近隔舱壁近隔舱壁近隔舱壁近隔舱壁(船壳刚性相对较好船壳刚性相对较好船壳刚性相对较好船壳刚性相对较好)变形较小，附加负荷也较变形较小，附加负荷也较变形较小，附加负荷也较变形较小，附加负荷也较小。小。小。小。1-左轴承端盖 2-输出轴 3-滚动轴承 4-减速器壳体 5-齿轮 6-隔套 7-右轴承端盖 8-密封圈 9-半联轴器 10-挡圈 11-紧固螺钉 为了减小船体变形对轴承的影响，可采取措施？为了减

28、小船体变形对轴承的影响，可采取措施？为了减小船体变形对轴承的影响，可采取措施？为了减小船体变形对轴承的影响，可采取措施？(1)(1)将将将将中中中中间间间间轴轴轴轴承承承承布布布布置置置置于于于于隔隔隔隔舱舱舱舱壁壁壁壁附附附附近近近近，某某某某些些些些小小小小船船船船的的的的中中中中间间间间轴轴轴轴承承承承可直接布置于隔舱壁上。可直接布置于隔舱壁上。可直接布置于隔舱壁上。可直接布置于隔舱壁上。(2)(2)采用自动整位式球面轴承或向心球面轴承。采用自动整位式球面轴承或向心球面轴承。采用自动整位式球面轴承或向心球面轴承。采用自动整位式球面轴承或向心球面轴承。(3)(3)缩短轴瓦长度。缩短轴瓦长度

29、。缩短轴瓦长度。缩短轴瓦长度。(4)(4)采用挠性联轴节。采用挠性联轴节。采用挠性联轴节。采用挠性联轴节。n n轴承的轴向位置还与各轴承负荷的均匀程度有关。轴承的轴向位置还与各轴承负荷的均匀程度有关。轴承的轴向位置还与各轴承负荷的均匀程度有关。轴承的轴向位置还与各轴承负荷的均匀程度有关。特别是在需进行合理校中的轴系中，为取得校中的满意结果，特别是在需进行合理校中的轴系中，为取得校中的满意结果，特别是在需进行合理校中的轴系中，为取得校中的满意结果，特别是在需进行合理校中的轴系中，为取得校中的满意结果，为使影响系数尽可能小，在布置时应对轴承的轴向位置作为使影响系数尽可能小，在布置时应对轴承的轴向位

30、置作为使影响系数尽可能小，在布置时应对轴承的轴向位置作为使影响系数尽可能小，在布置时应对轴承的轴向位置作多方案的计算和论证。多方案的计算和论证。多方案的计算和论证。多方案的计算和论证。为什么直线布置轴系对大型尾部机舱、短轴系的船舶是为什么直线布置轴系对大型尾部机舱、短轴系的船舶是为什么直线布置轴系对大型尾部机舱、短轴系的船舶是为什么直线布置轴系对大型尾部机舱、短轴系的船舶是不合适的？不合适的？不合适的？不合适的？由于大型船舶螺旋桨较重，致使尾管尾部轴承的负荷由于大型船舶螺旋桨较重，致使尾管尾部轴承的负荷由于大型船舶螺旋桨较重，致使尾管尾部轴承的负荷由于大型船舶螺旋桨较重，致使尾管尾部轴承的负荷

31、过大，超过尾管轴承材料许用比压。而尾管首部轴过大，超过尾管轴承材料许用比压。而尾管首部轴过大，超过尾管轴承材料许用比压。而尾管首部轴过大，超过尾管轴承材料许用比压。而尾管首部轴承的负荷又过小，甚至出现负值，其他各轴承负荷承的负荷又过小，甚至出现负值，其他各轴承负荷承的负荷又过小，甚至出现负值，其他各轴承负荷承的负荷又过小，甚至出现负值，其他各轴承负荷也会出现严重不均现象。为了使各档轴也会出现严重不均现象。为了使各档轴也会出现严重不均现象。为了使各档轴也会出现严重不均现象。为了使各档轴 承负荷分配承负荷分配承负荷分配承负荷分配均匀，对轴系常常采用曲线安装方法，即通过各中均匀，对轴系常常采用曲线安

32、装方法，即通过各中均匀，对轴系常常采用曲线安装方法，即通过各中均匀，对轴系常常采用曲线安装方法，即通过各中间轴承高低位置的升降调节，将轴系布置成光滑曲间轴承高低位置的升降调节，将轴系布置成光滑曲间轴承高低位置的升降调节，将轴系布置成光滑曲间轴承高低位置的升降调节，将轴系布置成光滑曲线状态。这时轴承和高低位置就要根据计算结果来线状态。这时轴承和高低位置就要根据计算结果来线状态。这时轴承和高低位置就要根据计算结果来线状态。这时轴承和高低位置就要根据计算结果来确定。确定。确定。确定。为什么用增加轴承数目、减小轴间距来减小轴系的变形量为什么用增加轴承数目、减小轴间距来减小轴系的变形量为什么用增加轴承数

33、目、减小轴间距来减小轴系的变形量为什么用增加轴承数目、减小轴间距来减小轴系的变形量和轴承负荷，这种想法和做法是错误的？和轴承负荷，这种想法和做法是错误的？和轴承负荷，这种想法和做法是错误的？和轴承负荷，这种想法和做法是错误的？实践证明：目前绝大多数船舶已从每节两个轴承减到一实践证明：目前绝大多数船舶已从每节两个轴承减到一实践证明：目前绝大多数船舶已从每节两个轴承减到一实践证明：目前绝大多数船舶已从每节两个轴承减到一个。适当减少支承点会增加轴承弯矩，但轴系变形牵个。适当减少支承点会增加轴承弯矩，但轴系变形牵个。适当减少支承点会增加轴承弯矩，但轴系变形牵个。适当减少支承点会增加轴承弯矩，但轴系变形

34、牵制减制减制减制减 少，轴系附加负荷减少，船体变形对轴系影响相少，轴系附加负荷减少，船体变形对轴系影响相少，轴系附加负荷减少，船体变形对轴系影响相少，轴系附加负荷减少，船体变形对轴系影响相应减少，对轴系工作有利。应减少，对轴系工作有利。应减少，对轴系工作有利。应减少，对轴系工作有利。2 2、中间轴承的数目和数目、中间轴承的数目和数目、中间轴承的数目和数目、中间轴承的数目和数目轴系间距确定原则：轴系间距确定原则：轴系间距确定原则：轴系间距确定原则：在进行轴系布置时，应力求使两轴承的跨距在进行轴系布置时，应力求使两轴承的跨距在进行轴系布置时，应力求使两轴承的跨距在进行轴系布置时，应力求使两轴承的跨

35、距 L L LminLmin，以减小轴承的附加负以减小轴承的附加负以减小轴承的附加负以减小轴承的附加负 荷，但轴承的跨距也荷，但轴承的跨距也荷，但轴承的跨距也荷，但轴承的跨距也不宜太大，跨距增大要受到下列因素的限制不宜太大，跨距增大要受到下列因素的限制不宜太大，跨距增大要受到下列因素的限制不宜太大，跨距增大要受到下列因素的限制:(1)(1)轴系临界转速的限制。轴系临界转速的限制。轴系临界转速的限制。轴系临界转速的限制。轴承跨距过大，易产生轴系的回转轴承跨距过大，易产生轴系的回转轴承跨距过大，易产生轴系的回转轴承跨距过大，易产生轴系的回转振动和横向振动。振动和横向振动。振动和横向振动。振动和横向

36、振动。(2)(2)比压和挠度的限制。比压和挠度的限制。比压和挠度的限制。比压和挠度的限制。增大轴承跨距，减少轴承数量，使轴增大轴承跨距，减少轴承数量，使轴增大轴承跨距，减少轴承数量，使轴增大轴承跨距，减少轴承数量，使轴承比压增加，挠度增加，同时承比压增加，挠度增加，同时承比压增加，挠度增加，同时承比压增加，挠度增加，同时 造成轴承负荷的不均匀性。造成轴承负荷的不均匀性。造成轴承负荷的不均匀性。造成轴承负荷的不均匀性。(3)(3)工艺条件的限制。工艺条件的限制。工艺条件的限制。工艺条件的限制。增大轴承跨距给轴系的制造和安装带来增大轴承跨距给轴系的制造和安装带来增大轴承跨距给轴系的制造和安装带来增

37、大轴承跨距给轴系的制造和安装带来困难，特别是轴系安装校中困难，特别是轴系安装校中困难，特别是轴系安装校中困难，特别是轴系安装校中 时，要增加临时支承，以保时，要增加临时支承，以保时，要增加临时支承，以保时，要增加临时支承，以保持轴系的稳定性。持轴系的稳定性。持轴系的稳定性。持轴系的稳定性。为什么轴系必须使各轴承的比压在许可范围内，并力求使各为什么轴系必须使各轴承的比压在许可范围内，并力求使各为什么轴系必须使各轴承的比压在许可范围内，并力求使各为什么轴系必须使各轴承的比压在许可范围内，并力求使各轴承的负荷均轴承的负荷均轴承的负荷均轴承的负荷均 匀？如何控制？匀？如何控制？匀？如何控制？匀？如何控

38、制？一旦轴承发生负荷过重，超过了许用比压，导致轴承迅速一旦轴承发生负荷过重，超过了许用比压，导致轴承迅速一旦轴承发生负荷过重，超过了许用比压，导致轴承迅速一旦轴承发生负荷过重，超过了许用比压，导致轴承迅速磨损、发热及其他事故。遇到这种情况，不能轻易用加磨损、发热及其他事故。遇到这种情况，不能轻易用加磨损、发热及其他事故。遇到这种情况，不能轻易用加磨损、发热及其他事故。遇到这种情况，不能轻易用加大轴承长度的方法来降低比压，一般采用减小轴承间距、大轴承长度的方法来降低比压，一般采用减小轴承间距、大轴承长度的方法来降低比压，一般采用减小轴承间距、大轴承长度的方法来降低比压，一般采用减小轴承间距、降低

39、轴承的高度和比压；轴承负荷过小，出现零值或负降低轴承的高度和比压；轴承负荷过小，出现零值或负降低轴承的高度和比压；轴承负荷过小，出现零值或负降低轴承的高度和比压；轴承负荷过小，出现零值或负值，也是不允许的，这不仅影响轴承的正常工作，而且值，也是不允许的，这不仅影响轴承的正常工作，而且值，也是不允许的，这不仅影响轴承的正常工作，而且值，也是不允许的，这不仅影响轴承的正常工作，而且造成邻近轴承负荷过重。这是因为当轴承负荷为零值或造成邻近轴承负荷过重。这是因为当轴承负荷为零值或造成邻近轴承负荷过重。这是因为当轴承负荷为零值或造成邻近轴承负荷过重。这是因为当轴承负荷为零值或负值时，轴段与下轴瓦脱离，这

40、样，一方面使计算的负负值时，轴段与下轴瓦脱离，这样，一方面使计算的负负值时，轴段与下轴瓦脱离，这样，一方面使计算的负负值时，轴段与下轴瓦脱离，这样，一方面使计算的负荷与实际不符，另一方面影响横向振动的频率的计算，荷与实际不符，另一方面影响横向振动的频率的计算，荷与实际不符，另一方面影响横向振动的频率的计算，荷与实际不符，另一方面影响横向振动的频率的计算，设计者应加大轴承间距。甚至取消一道轴承，以改变受设计者应加大轴承间距。甚至取消一道轴承，以改变受设计者应加大轴承间距。甚至取消一道轴承，以改变受设计者应加大轴承间距。甚至取消一道轴承，以改变受力情况。力情况。力情况。力情况。1 1、轴承负荷的分

41、配和调整、轴承负荷的分配和调整、轴承负荷的分配和调整、轴承负荷的分配和调整轴承负荷比压过大或过小都是不适宜的。理想的状态是使轴承负荷比压过大或过小都是不适宜的。理想的状态是使轴承负荷比压过大或过小都是不适宜的。理想的状态是使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。我国各道轴承比压值大致相等。我国各道轴承比压值大致相等。我国各道轴承比压值大致相等。我国19891989年制订的年制订的年制订的年制订的钢质钢质钢质钢质海船建造规范海船建造规范海船建造规范海船建造规范规定规定规定规定 特特特特 殊情况每个轴承所受的正压殊情况每个轴承所受的正压殊情况每个轴承所受的正压殊

42、情况每个轴承所受的正压力应不小于相邻两跨轴重量力应不小于相邻两跨轴重量力应不小于相邻两跨轴重量力应不小于相邻两跨轴重量20%20%。三、轴系布置设计的其他问题三、轴系布置设计的其他问题2 2、中间轴承和尾轴管的后轴承支、中间轴承和尾轴管的后轴承支、中间轴承和尾轴管的后轴承支、中间轴承和尾轴管的后轴承支承反力位置有何区别？承反力位置有何区别？承反力位置有何区别？承反力位置有何区别？中间轴承不很长中间轴承不很长中间轴承不很长中间轴承不很长(约约约约0.80.8倍轴径倍轴径倍轴径倍轴径)，一般，一般，一般，一般轴颈和轴承接轴颈和轴承接轴颈和轴承接轴颈和轴承接 触比较均匀，故其触比较均匀，故其触比较均

43、匀，故其触比较均匀，故其接触压力常用平均比压表示，其支接触压力常用平均比压表示，其支接触压力常用平均比压表示，其支接触压力常用平均比压表示，其支承反力位置也取轴承中点。但对尾承反力位置也取轴承中点。但对尾承反力位置也取轴承中点。但对尾承反力位置也取轴承中点。但对尾轴管的后轴承，由于受到螺旋轴管的后轴承，由于受到螺旋轴管的后轴承，由于受到螺旋轴管的后轴承，由于受到螺旋 桨桨桨桨悬臂力矩的作用，其受力情况是不悬臂力矩的作用，其受力情况是不悬臂力矩的作用，其受力情况是不悬臂力矩的作用，其受力情况是不均匀的，后端轴承负荷均匀的，后端轴承负荷均匀的，后端轴承负荷均匀的，后端轴承负荷 较重，支较重，支较重

44、，支较重，支反力的位置也相应后移。反力的位置也相应后移。反力的位置也相应后移。反力的位置也相应后移。中间轴承支座布置图中间轴承支座布置图 如上图一长轴系，如上图一长轴系，轴径轴径在在400650mrn之间，之间，有三根连在一起有三根连在一起的等直径中间轴，每根轴分别由一个的等直径中间轴，每根轴分别由一个中间轴承所支承，各轴承的跨距与各中间轴承所支承，各轴承的跨距与各轴的长度相等为轴的长度相等为L，已知最大轴承许，已知最大轴承许用比压取用比压取0.59MPa，轴承长度取轴径，轴承长度取轴径的的0.8倍倍,求两轴承最大间距求两轴承最大间距。在进行船舶轴系设计时，传动轴的基本直径匀按有关船舶在进行船

45、舶轴系设计时，传动轴的基本直径匀按有关船舶在进行船舶轴系设计时，传动轴的基本直径匀按有关船舶在进行船舶轴系设计时，传动轴的基本直径匀按有关船舶建造规范进行计算，必要时再作强度校核予已补充。建造规范进行计算，必要时再作强度校核予已补充。建造规范进行计算，必要时再作强度校核予已补充。建造规范进行计算，必要时再作强度校核予已补充。2-3 传动轴的规范计算及强度校核传动轴的规范计算及强度校核一、传动轴的基本轴径计算一、传动轴的基本轴径计算用何种规范作为船舶设计建造的依据，除了考虑船舶用何种规范作为船舶设计建造的依据，除了考虑船舶的性质、航区等因素外，还要征得订货部门的意见。的性质、航区等因素外，还要征

46、得订货部门的意见。为国外货主建造船舶，要用世界多数国家认可的劳氏为国外货主建造船舶，要用世界多数国家认可的劳氏规范规范及货主国规范。及货主国规范。船舶建造规范的的性质船舶建造规范的的性质船舶建造规范的的性质船舶建造规范的的性质 1 1）它是强制性的法规性文件，凡不符合规范要求的船舶，就认）它是强制性的法规性文件，凡不符合规范要求的船舶，就认）它是强制性的法规性文件，凡不符合规范要求的船舶，就认）它是强制性的法规性文件，凡不符合规范要求的船舶，就认为不合格，不能营运。为不合格，不能营运。为不合格，不能营运。为不合格，不能营运。2 2）规范中的计算公式必定是可靠的，有权威性的，它既有理）规范中的计

47、算公式必定是可靠的，有权威性的，它既有理）规范中的计算公式必定是可靠的，有权威性的，它既有理）规范中的计算公式必定是可靠的，有权威性的，它既有理论根据，又是长期实践经验的论根据，又是长期实践经验的论根据，又是长期实践经验的论根据，又是长期实践经验的 总结。总结。总结。总结。3 3）规范中的公式是经过简化了的。许多须考虑的因素均用系）规范中的公式是经过简化了的。许多须考虑的因素均用系）规范中的公式是经过简化了的。许多须考虑的因素均用系）规范中的公式是经过简化了的。许多须考虑的因素均用系数来表达，使用方便。数来表达，使用方便。数来表达，使用方便。数来表达，使用方便。4 4）具有不同种类的规范）具有

48、不同种类的规范）具有不同种类的规范）具有不同种类的规范区域划分：区域划分：区域划分：区域划分：各个国家或地区自己的规范和相应的计算公式各个国家或地区自己的规范和相应的计算公式各个国家或地区自己的规范和相应的计算公式各个国家或地区自己的规范和相应的计算公式用用用用途途途途划划划划分分分分：各各各各种种种种船船船船舶舶舶舶级级级级别别别别、航航航航区区区区、用用用用途途途途的的的的规规规规范范范范，如如如如钢钢钢钢质质质质海海海海船船船船人人人人级级级级与与与与建建建建造造造造规规规规范范范范、长长长长江江江江水水水水系系系系钢钢钢钢船船船船建建建建造造造造规规规规范范范范、长长长长江江江江水系小

49、型钢船建造规范水系小型钢船建造规范水系小型钢船建造规范水系小型钢船建造规范、海军舰海军舰海军舰海军舰 艇建造规范艇建造规范艇建造规范艇建造规范等。等。等。等。规范的共同性：规范的共同性：规范的共同性：规范的共同性：不同的规范有不同的计算轴径的公式和规定，但其共同特不同的规范有不同的计算轴径的公式和规定，但其共同特不同的规范有不同的计算轴径的公式和规定，但其共同特不同的规范有不同的计算轴径的公式和规定，但其共同特点是以中间轴为基本轴径点是以中间轴为基本轴径点是以中间轴为基本轴径点是以中间轴为基本轴径(系数系数系数系数 c=1)c=1)，以静强度为计算，以静强度为计算，以静强度为计算，以静强度为计

50、算基础。根据材料力学的基本原理，基础。根据材料力学的基本原理，基础。根据材料力学的基本原理，基础。根据材料力学的基本原理，以轴在额定工况时传以轴在额定工况时传以轴在额定工况时传以轴在额定工况时传递主机功率的递主机功率的递主机功率的递主机功率的 平均扭矩所产生的扭应力，应小于或等于平均扭矩所产生的扭应力，应小于或等于平均扭矩所产生的扭应力，应小于或等于平均扭矩所产生的扭应力，应小于或等于轴材料的许用扭应力轴材料的许用扭应力轴材料的许用扭应力轴材料的许用扭应力(剪切剪切剪切剪切)，并考虑一些，并考虑一些，并考虑一些，并考虑一些 经验数据而推经验数据而推经验数据而推经验数据而推导出来的。导出来的。导