2.4 Transmission Shafting在线视频

同学们好 到了这一讲

大型远洋船舶的推进装置我们已经了解了

船舶轮机的大哥大船舶主机

和随着主机转一刻不得闲的螺旋桨

还差什么呢

对 还差把它们俩牵起手来的传动轴系

这一讲我们就来聊一聊这个牵红线的

传动轴系 为什么需要传动轴系呢

传动轴系又包含哪些设备

它的工作条件如何

这一讲我们就从这三个方面来了解一下

看这个图 主机在机舱内螺旋桨在船体外

在海水里 一内一外

主机和螺旋桨是没有办法直接连接在一起的

但它们又惺惺相惜 谁也离不开谁

这可如何是好 所以他们要想在一起

就必须得有个红线 这个红线就是传动轴系

或者叫轴系

从这里我们可以看到这么几个点

第一 需要把主机和螺旋桨连接起来

不然主机的能量传不过去

螺旋桨的推力也传不过来

第二 还需要把机舱内和船体外隔开

不然海水就进到机舱里面来了

经过这么一分析 轴系的概念就呼之欲出了

轴系就是从主机动力输出端法兰至螺旋桨间的轴

及其轴承的统称 都有什么呢

包括推力轴 中间轴 螺旋桨轴或者叫艉轴

还有支撑这些轴的推力轴承 中间轴承

艏轴承 艉轴承

还包括轴系的一些附件 比如说艉轴管

中间轴承冷却等 密封 冷却 润滑设备

前面讲推进装置的时候我们提到过直接传动

咱们把这两张图对比一下

这张图比以前那张图里面多了个推力轴承

那这个推力轴承是干什么的呢

既然它叫推力轴承 那肯定是传递推力的

螺旋桨产生的推力通过螺旋桨轴

中间轴传递给推力轴

再通过推力轴承传递给推力轴承座

轴承座固定在船体上

所以推力就传递给了船体

推着船舶前进

那么问题来了

以前我们提到的那个推进装置没有推力轴

也没有推力轴承 是不是画错了

还是简化了 都不是 按照我们刚才的分析

推力不就直接传递给主机了吗

是不是这样 是的

在现代大型远洋商船上

我们很少能看到推力轴和推力轴承

推力轴承一般都集成在了主机的内部

我们把主机底部的位置放大 剖开

就看到了这样的结构 这是主机的机座

机座里布置有曲轴

曲轴的末端布置的就是推力轴承

当推力传递到推力轴承时

推力轴承把推力传递给主机

主机通过机座跟船体固定在一起

所以就把推力传递给了船体

推着船舶前进

当然 推力轴承也能够传递反向的推力

使船舶后退

再看看这两条船 这是一条散货船

黄色的部分是它的烟囱 烟囱下面就是机舱

机舱靠近尾部 这是一条集装箱船

黄色的也是它的烟囱

看它的烟囱离着船尾还有一段距离

大家想一想 这会对轴系产生什么影响呢

很显然 轴系变长了 轴系变长以后

一个中间轴就不够了 那就得增加中间轴

就变成了这个样子

这是一条集装箱船的中间轴布置

有好几段中间轴

每段中间轴都设置一个中间轴承

很宽阔 很漂亮

这些中间轴加起来足足有120多米

咱们一直在说中间轴 中间轴长什么样呢

其实很简单 大家看

两个法兰间的这段轴就是一个中间轴

它是由法兰 轴干 轴径组成的

轴径的位置用于安装中间轴承

它的直径比轴干稍大

主要是保证在磨损时能够有维修的空间

中间轴承分为上下两半 通过螺栓固定

这样便于轴系的安装及轴承磨损的检查

推力轴与中间轴最大的不同是

它中间多了一个凸起 这个凸起叫做推力环

看这个实物图 推力到达推力轴之后

传递给推力环 推力环再传递给推力块

推力块传递到推力轴承壳体上

再由壳体传递给船体

艉轴跟它们俩都不相同

中间轴和推力轴之间都是通过法兰连接的

但艉轴是一端连接中间轴 一端连接螺旋桨

所以它是长这样的 它一端带法兰

另外一端被加工成锥形

用来安装螺旋桨 螺柱是通过螺母来固定螺旋桨

轴径的位置是通过安装轴承来支撑艉轴

艉轴是伸出船外的 与螺旋桨连接在一起的

它由艏轴承和艉轴承支撑

大型商船上一般都会布置艏轴承和艉轴承

小型船舶上可能只布置一道轴承

轴承分为水润滑和油润滑 顾名思义

水润滑是通过水来润滑轴承

油润滑的轴承是指轴承与轴之间

是通过滑油来润滑的 如果是油润滑轴承

艉轴管内充满滑油

所以为了防止海水流进机舱

也防止艉轴管内的滑油水流到海里或者流到机舱中

需要在艉轴管的前部和后部设置艏密封

和艉密封装置

通过前面的分析 我们总结一下

轴系的作用就是把主机产生的能量传递给螺旋桨

并且把螺旋桨产生的推力传递给推力轴承

进而传递给船体 可以想象

轴系承受着很大的扭矩和推力

假如一个10000kW的主机

转速为100rpm

轴系上产生扭矩能够达到9.55×105Nm

而一般家用轿车的扭矩为200Nm左右

这就相当于几千辆家用轿车的扭矩

如果船舶以15节的速度航行

螺旋桨效率为50%左右时

轴系传递的推力能够达到646.7kN

这就相当于轴系承担了60多吨物体的压力

我们可以看出 轴系的工作条件是十分复杂的

它除了受到扭 压之外 螺旋桨

各种附件以及它自身的重量会使它产生弯曲

安装误差 船体变形

船舶航行过程中遇到风浪颠簸

还会使它产生扭转振动

横向振动 和纵向振动

以及螺旋桨不均匀水动力的作用

还有轴与轴承的摩擦 艉轴受到海水的腐蚀等

既然它的工作条件这么恶劣

为了保证它的正常工作

在加工制造和日常管理中

就需要轴系具有足够的强度和刚度

工作可靠 传动损失少 能很好的适应船体变形

在运转范围内不产生共振

保证良好的密封 润滑和冷却 维护管理也要方便

这么看来 其实这个主机和螺旋桨间的红娘

并不好当 但既然选择了 就不能后悔

同学们也一样 在我们不如意的时候

想想这个可怜的红娘 都没有放弃

我们也不要被困难吓倒

努力的丰富自己 攻坚克难 勇于担当

撸起袖子加油干 坚信自己一定会成功

好 同学们 这一讲

我们了解了让主机和螺旋桨牵起手来的传动轴系

从它是什么 有什么

干什么三个方面分析了传动轴系的作用

组成和工作条件 这就是本讲的全部内容

咱们下次再见