船舶螺旋槳軸及其密封支承裝置設計-在線瀏覽
2024-09-17 01:38本頁面
【正文】 齒輪箱輸出法蘭中心和螺旋槳中心確定。備選主機柴油機型號 A8V190ZL 6RTA48RTBTRT－flex60C輸出功率 900（kW） 8730（kW）16520（kW）轉速 1500（RPM） 127（RPM）114（RPM）氣缸數(shù) 8缸，6缸6缸機組外型尺寸 230017742173（mm） 250019902670（mm）370026553528（mm）機組重量 6200（kg） 7600（kg）10500（kg）A8V190ZL柴油發(fā)動機屬高速發(fā)動機 本設計船為單軸散貨船宜選低速柴油機 故不能選擇此發(fā)動機。 故主機選擇：6RTA48RTB 低速柴油機一臺，額定功率：8730，轉速：127r螺旋槳質(zhì)量有組合式和整體式兩種不同的處理方式，二者質(zhì)量相差20％ 。由于船的航速不同及吃水深度的差異，附水質(zhì)量實際上是一個變量。由于螺旋槳質(zhì)量在整個軸系中是最大的集中質(zhì)量，而螺旋槳懸臂重量又對軸承負荷分配影響較大。本船采用的大側斜螺旋槳直徑D=5米，重為8噸，其重要特征是振動，噪聲小。規(guī)范提出的軸徑計算公式是考慮了軸的正常負荷以及上述航行中可能遇到的種種外來因素，并分析總結了國內(nèi)外軸系發(fā)生故障的原因后提出的經(jīng)驗公式，具有合適的安全系數(shù)，只要不發(fā)生強烈的扭轉振動和橫向振動，按它計算的軸段，一般不會發(fā)生斷軸等強度事故。尾軸最小直徑的計算=A 式中：D—尾軸最小直徑，mmN—軸傳遞的最大功率，kWN —最大功率時的轉速，rpmA —系數(shù)，對柴油機推進的船，A=60—軸材料的系數(shù)，按下式計算：式中：—材料屈服強度MPa計算得：=中間軸的直徑由尾軸直徑估算：D=D==（mm）計算工況一般按規(guī)定主機最大功率時工況進行計算計算部位軸系上最靠近螺旋槳的軸承支承點處和軸系上所有變截面處（包括法蘭圓角，鍵槽等處）均應作應力分析和強度校核計算。應力計算和合成應分別計算平均應力和交變應力，平均應力是平均應力引起的平均扭轉應力和推力引起的壓縮應力的和應力，交變扭轉應力和變矩（包括推理偏心引起的彎矩）引起的彎矩應力的和應力。平均設計扭矩平均設計扭矩應按照最大功率時的扭矩再加一個附加扭矩進行計算?！獛X輪箱的柴油機推進裝置，附加扭矩為最大功率扭矩的10%——柴油機—電力（交流）推進裝置，附加扭矩為最大值公率扭矩的10%——其他形式的推進裝置，附加扭矩為最大功率扭矩20%彎曲應力彎曲應力應根據(jù)重力彎矩，校中安裝附加彎矩和偏心彎矩形成的復合彎矩進行計算。軸系上其余各點的重力彎矩應根據(jù)軸系校中分析計算選各種使用狀態(tài)下的最大彎矩值。此附加彎矩應力一般取20對推力軸一般取15iii偏心彎矩假定尾軸個支點處偏心彎矩相等為定值，舷內(nèi)軸系個支點處的偏心扭矩為零 見表（）軸類別水面艦艇潛艇有尾軸架支承無尾軸架支承單軸多軸螺旋槳軸，尾軸M2M0M中間軸，推力軸0000軸系各支承點的位置尾軸承的位置及間距單軸系船舶，螺旋槳軸一般采用兩道尾軸承支承。多軸系船舶尾軸承數(shù)目視船體尾型不同而異，對具有尾軸架的船舶，除尾軸管中設置尾軸承外，最末一道軸承設在尾軸架內(nèi)。對于小型船舶可以直接將軸承設置在隔艙壁上。對于多軸系船舶，一般設有尾軸架，除尾管內(nèi)設尾軸承外，在尾軸架內(nèi)應設置軸承。交變扭轉應力對柴油機來說，（—軸材料的抗拉強度 ）應力集中系數(shù)見圖（）圖（）法蘭盤處扭轉應力集中系數(shù)法蘭盤處彎曲應力集中系數(shù)軸系強度計算中安全系數(shù)見表（）軸類別許用安全系數(shù)水面艦船（破冰船除外）破冰船潛艇單軸多軸螺旋槳軸尾軸中間軸推力軸需用設計應力軸表面彎曲應力（計入應力集中系數(shù)）應不超過41由于實船軸系受力的復雜性，目前國內(nèi)外主要依靠規(guī)范的經(jīng)驗公式確定的軸徑，還需進行強度校核。值得注意的是，在軸系強度校核中，許用安全系數(shù)一般由經(jīng)驗來確定，選擇時應注意以下問題。尾軸工作條件較中間軸差，安全系數(shù)應取得大一些；對剛性傳動的軸系，由于受到發(fā)動機交變轉矩負荷，材料易發(fā)生疲勞，故其安全系數(shù)也應取得比柔性傳動的軸系大一些。如選用合金鋼，其安全系數(shù)較碳鋼為高，因為前者對各種形式的凹槽、表面?zhèn)酆洼S徑的突變較敏感，應力集中系數(shù)較高；若制造與裝配不易達到要求，安全系數(shù)也應取大一些。軸的力學分析a =1332mmb =c =1915mmT= FL= ==豎直方向 式中：F—軸的重力，計算得出 F=85800N F=69100N水平壓縮力 豎直受力圖平均強度計算式中:—由扭矩引起的平均扭轉應力 C —附加扭矩系數(shù)P —軸系傳遞最大公率（kW）N —最大功率時周的轉速（）—軸抗扭截面模數(shù)（mm）D,d —軸的外徑，內(nèi)徑 (mm)。m壓縮應力式中—由推力引起的壓縮應力 T —軸系承受的最大軸向力 N 水面艦 T=T=mT—螺旋槳最大推力 NA —軸的截面積其中計算：合成平均應力按最大剪切應力理論計算式中—合成平均應力 計算得：彎曲應力最靠近螺旋槳軸處的彎曲應力式中—最靠近螺旋槳處彎曲應力—最靠近螺旋槳處重力引起的彎矩計算時，軸承支點位置應按軸承強度規(guī)則計算—偏心彎矩(N交變扭轉應力柴油機軸系 —軸材料抗拉強度，合成交變應力按最大剪切應力理論計算合成交變應力 安全系數(shù)
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