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总目录
简介
1,介绍
2,劳氏船级社轴校中规则
3,轴的设计
3.1,轴系系统
3.2,轴建模
3.3,轴承支撑考虑
4,设计载荷考虑
4.1,负载应用程序
4.2,螺旋桨负载
4.3,齿轮负载
4.4,柴油发动机负载
4.5,热的影响
4.6,船体挠度影响
5,评估标准
6,尾管轴承材料及考虑事项 一些设计
7,轴系校中检查
7.1,船尾驱动安装
7.2,尾轴管轴瓦安装
7.3,止推轴承
7.4,差距和垂度测量
7.5,推进系统的校准检查
8,结束语
9,引用
10,参考书目
附录
附录A -轴系校中规则。
附录B -尾轴套尾管的动态支承点
附录C -齿轮齿力的推导和轴系上的力矩
简介
推进轴系的设计和校中过程已经从基本概念发展到今天的现代实践。造船技术的改变和工业的经营问题推动了这种演变。最近发生了许多严重的尾管轴承问题,这些问题同样可以归因于目前的分析技术和采用的轴校中方法。LR认识到这些问题教训的重要性,并且为了防止进一步的问题,对轴对齐规则进行了更改。新规定于2000年7月1日生效。
本文概述了新的轴校中规则,并解释了它们对轴校中批准实践的影响,包括轴校中过程。阐述了不同推进轴系布置设计分析的概念,并讨论了在批准前需要考虑的技术要点。
所有船舶的轴校中程序必须提交给当地测量师进行审核。为校准程序和检查评估提供实用的指导原则,以便现场校准人员可以验证是否已经实现了轴校中设计的意图。
1 介绍
在1976年的《船舶分类规则和规则》中,引入了轴校中的要求[1],第1号通知。该规则要求船舶建造者对轴系进行理论评估,并提交轴系设计和校准分析以供批准。技术调查署在20世纪70年代初所作的报告充分说明,将推进轴与可接受的标准结合在一起的问题是一项艰巨的任务,这将使系统令人满意的运行。轴校中故障的调查,特别是在齿轮装置上,是工业贸易调查署最经常的活动之一,至今仍是如此。记录表明,轴系系统的静态校中导致良好的初始运行状态,可能无法保证系统在运行中的成功运行。经常对系统进行全面分析,对船舶所有正常运行工况进行分析,同时考虑到机器的静态和动态操作,以保证系统的良好运行。
目前的轴承故障经验表明,轴向问题仍然频繁发生,推进系统成功运行所引起的工程问题主要与轴校中设计有关,没有充分考虑现代造船实践和船舶的运行情况。
最近,一些新造船出现了轴系问题,这似乎是由于轴向设计和安装的缺陷造成的。这些新造船是由单一的直接驱动或多引擎齿轮装置驱动的单和双螺旋桨船,有短或长的推进轴。调查显示,虽然很难将所有问题归结为一个原因,但显然所有这些安排都对失调敏感。这些问题大致分为两类:(i)设计问题,规定的校中方式是这样的,在运行状态下,轴承要么太轻,要么太沉重;(ii)安装问题。
2劳氏船级社轴校中规则
由于最近轴系系统的问题,特别是尾管轴承的问题,推进系统轴向调整的LR规则已经修正;新规定于2000年7月1日生效。有关规则修订的副本可在附录A中找到。
规则进行了调整,以提供所需计算、结果提交批准、校准程序和设计和安装标准的更为明确和简明的概要。不是所有的轴系需提交审批,然而,根据经验,有一个或没有轴承的内侧安装艉轴瓦加入到现在要求正式批准该系统。
这些规则基本上分为三个主要部分。提交审批的轴校中设计和计算[1(a)],需要提交的轴校中过程细节[1(b)]和基本设计和安装标准[1(c)]。其余部分[1(d)]和[1(e)]分别处理轴不校中和柔性联轴器敏感的系统的测量。
这些规则是基于优化的轴校中设计的原理设计的,对船舶的操作剖面进行优化设计,并将重点放在那些由于不校中而导致服务经验差的系统上。一般而言,LR希望造船者对所有轴系进行轴向计算,并在此研究的基础上,准备一个正式的轴校中过程[1(f)]。这一要求是为了确保所有装置都能使用一套实用的校准程序,并在进行校准前提交给当地的办公室测量师进行审查。这使LR有机会对程序进行评论,这是必要的。
在过去的10到15年里,发动机室的设计发生了稳定的变化,这是由于机舱设计者不断加大压力,减少了机器占用的空间这导致了轴长度的减少。同时,推进原动机功率输出的增加导致了更大的轴直径。轴长的减少,加上轴直径的增加,对某些系统的易感性产生了深刻的影响,由于轴向刚度的增加,导致了不令人满意的校中。因此,一般来说,规则改变的目的是确保相对刚性的轴系系统得到批准[1(g)]。
现场调查表明,对于短轴系,支撑机械结构的船体变形和热膨胀,特别是对轴承的承载载荷分布有较大的影响,影响齿轮和原动机的啮合。这些规则强调了确保轴系对所有船舶条件都是令人满意的需要,包括因机械操作而引起的热效应[1(h)]和由于不同的通风条件而导致的船体变形[1(i)]。
客轮设计的趋势是增加推进力,以满足更大吨位的需求,并支持提高船舶速度的要求。不能声称这些客轮的轴系设计发生了很大的变化,但是增加的传动力矩和螺旋桨在较高的船速下产生的力对尾管轴承的运行可靠性有很大的影响。这些规则加强了考虑螺旋桨效应的要求,以考虑船舶的完整操作剖面[1(i)]和[1(j)]。
3轴的设计
3.1轴系系统
目前,油轮或散货船最常见的设计是一种单螺旋桨船,由两冲程的十字头发动机直接安装在船尾,见图1。
通常,这些系统有两个尾管轴承和一个中间轴承。对于这样的设计,轴承跨度与轴径的比例相对较小,从而导致了刚性系统,轴承之间相对位置的微小变化会导致轴承载荷发生较大的变化,并可能导致轴承的过载或卸载。(油轮/散货船)
这类系统通常不被认为对轴承之间的相对运动敏感,但可以引入集装箱船的推进轴设计类似于散货船/油船设计,有一个显著的不同。集装箱船的设计定位在舱的后部,使推进引擎的位置比油轮或散货船的位置更靠前,如图1所见。通过这样的安排,整个轴系长度增加,通常增加一倍,从而增加中间轴轴承的数量,并且经常增加轴承跨度与轴径的比例。这反过来又降低了系统的硬度和它对轴承之间相对运动的灵敏度。
一艘典型客轮的轴系系统设计包括一个齿轮装置,细长的轴和一个或两个轴承在船体外的#39; a #39;或#39; P #39;支架配置,见图2放置。例如,浸没在水中、油或空气中的轴元件将被唯一地识别。将轴承建模为两个元件是很好的实践。在这种情况下,以这种方式支持额外的问题,例如轻型轴承和横向轴振动。最近,这些设计中艉轴承的故障率提高是由于操纵时较大的螺旋桨载荷而导致了尾管轴承故障的增加。
3.2轴建模
推进系统通常采用基于经典连续梁理论或有限元计算的轴模型软件进行评估。在一般情况下,模型描述了在离散有限长度元素的情况下的轴线,在这些元素中,元素的尺寸,材料的性质,以及在系统中的元素位置都被指定。此外,还带有表示这些元素所在环境的指示器。
如有必要,可修改轴承。当对一
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