推进系统布置与设计外文翻译资料

 2021-12-27 22:14:33

英语原文共 950 页

第三章推进和操作机械

第二部分推进轴系

1.总体

1.1应用(2017)

此部分应用于连杆,联轴器,离合器和其他推进用动力传递部件。

连杆及其附带装置对于船舶推进起着至关重要的作用,被设计和建造于在任何可能的条件下承受最大工作压力。

可以考虑基于工程分析的设计,包括疲劳考虑,作为本节规定的替代。可供选择的计算方法应考虑连续和瞬态工作荷载(疲劳强度尺寸)和峰值工作荷载(屈服强度尺寸)的设计准则

对于在冰面航行的船只附加部分的补充在第六部分

1.3定义

为了在本节中使用轴径公式,应用了以下定义

1.3.1尾轴

尾轴是螺旋桨端轴承前端的尾轴的一部分

1.3.2艉管轴

尾轴或尾轴是推进轴的一部分,从螺旋桨端轴承的前端通过尾管进入板内轴密封

1.3.3传动轴

传动轴是船舶内推进轴的组成部分

1.3.4推力轴

推力轴是推进轴的一部分,它把推力传递给推力轴承

1.3.5配油轴

配油轴是一种空心推进轴,在可调螺距螺旋桨装置中,采用孔和径向孔来分配液压油

1.5被提交的形式和细节

以下形式和细节应当提交审阅:

1.5.1 推进轴系(2008)

轴系布置

主机额定功率和轴转速

艉管,传动,尾轴,如适用

联轴器-整体、可拆卸、键控或收缩配合、联轴器螺栓和键

收缩配合联轴器的工程分析和安装说明

轴轴承

艉轴管

轴润滑系统

适用于额定功率为100千瓦(135马力)及以上的轴向发电机、推进推进器或类似设备的动力输出

1.5.2离合器

扭矩传递元件的结构细节、外壳及其材料和尺寸

额定功率和转速

工程分析

离合器操作数据

1.5.3弹性联轴器

扭矩传递元件、壳体的结构细节及其尺寸和材料

静、动态扭转刚度和阻尼特性

额定功率、扭矩和转速

工程分析

连续和瞬态运行允许的振动扭矩

允许功率损失(过热)

连续操作允许的偏差

1.5.4万向轴

所有扭矩传递元件及其材料的尺寸

主机额定功率和轴转速

工程分析

离合器操作数据

1.5.5计算

推进轴对校直敏感的推进轴校直计算(见4-3-2/7.3)。

扭振分析

轴向和横向(旋转)振动的计算,在发动机运行速度范围内有限制的速度范围

3 材料

3.1总领

推进轴、联轴器和联轴器螺栓、钥匙和离合器的材料应根据第2-3-7节和第2-3-8节或其他经特殊设计特别批准的规范,酌情采用锻造钢或轧制钢。除本规则规定的材料外,其他材料的化学成分、热处理和机械性能的详细资料应酌情提交批准。

3.1.1 极限抗拉强度

一般情况下,用于推进轴系的最小规定极限抗拉强度为400 N/mm2 (40.7 kgf/mm2, 58,000 psi)至800 N/mm2 (81.5 kgf/mm2, 116,000 psi)

3.1.2伸长(2012)

碳钢的伸长(Lo / d = 4)小于16%或(Lo / d = 5)低于15%不用于任何轴系组件,除了为不安装合金钢材料联轴器螺栓制造一个公认的标准可能会伸长(Lo / d = 4)不少于10%或(Lo / d = 5)不少于9%。

伸长率低于(Lo/d = 4) 16%或(Lo/d = 5) 15%的合金钢可申请批准

3.3可焊性(2008)

在考虑焊接修复或焊接包覆的地方,用于推进轴的钢应符合2-3-7/1.1.2规定的含碳量。轴的焊接批准见《ABS施工后检验规则》(第7部分)附录7- a -11《轴的修理和包覆》。

3.5轴的衬垫

内衬材料可以是青铜、不锈钢或其他经批准的合金,并且要无孔隙和其他缺陷。连续衬套应是一个整体,如果是两个或两个以上的长度,则通过不少于衬套厚度三分之二的经批准的焊接方法或经批准的橡胶密封装置将两个单独的衬套连接起来。

3.7材性试验

3.7.1总领

所有扭矩传递部件的材料,包括轴、离合器、联轴器、联轴器螺栓和钥匙,都要在测量师的在场下进行测试。这些材料要符合2-3-7/5的规格。2-3-7/7和2-3-8/1或其他与设计有关的批准规格。

3.7.2选择测试需求

3.7.2(a) 375 kW (500 hp)或以下。对于输出375千瓦(500马力)或更低的部件,检验人员可根据制造商认证和现场硬度检查的验证接受材料。

3.7.2(b)联轴器螺栓。采用公认标准制造并标记的连接螺栓不需要材料测试。

3.7.3检查和无损检测

轴系和联轴器的表面应由验船师检查

尾轴455毫米(18英寸)及以上成品直径的锻件应按2-3-7/1.13.2进行超声检查。尾轴在加工完成后的机器状态下应进行磁粉、染料渗透剂或其他无损检测。轴应无大于3.2毫米(1/8英寸)的线性不连续性,除非在以下位置轴应无所有线性不连续性:

3.7.3(a)锥形尾轴:锥体的前三分之一长度,包括任何键槽的前端,以及与锥体直接向前的轴平行部分长度相等。

3.7.3(b)法兰尾轴:法兰圆角区域

5设计与施工

5.1轴直径(2017)

推进轴系最小直径由下式确定:

5.5选择标准

作为4-3-2/5.1和4-3-2/5.3所示设计方程的另一种选择,轴系设计可以考虑根据所传递的轴向和扭转载荷、弯矩和抗疲劳性能来进行批准。详细的应力分析表明,疲劳失效的安全系数至少为2.0,应提交与所有支持数据的批准。

5.7关键(2006)

一般来说,关键材料是要具有与轴类材料相同或更高的强度。剪力中键的有效面积不小于A,如下所示。有效面积为锯切、固定螺丝孔、倒角等去除材料后所减去的毛面积,并排除钥匙在匙槽处的部分。

5.9冰上航行的加强

对于标有冰级符号的船舶,轴系应按照6-1-5/53或6-1-6/27进行设计。

5.11尾轴螺旋桨端部设计

尾轴必须在螺旋桨轮毂处安装一个精确的锥度配合件,尤其要注意锥度的大端配合件。一般情况下,实际接触面积至少为理论接触面积的70%。关键是要紧密配合键槽,并有足够的大小(见4-3-2/5.7),以传递轴的全部扭矩,但它不是延伸到螺旋桨轮毂副孔(容纳衬套)在螺旋桨轮毂的前侧。键槽的前端应在轴中切割,以便从键槽底部逐渐上升到轴的表面。在键槽的角上应提供足够的圆角(见4-3-2/表1的注释2),一般情况下,应尽可能降低应力集中程度。

5.13 轴尾密封

必须提供有效的方法来防止水进入尾管和螺旋桨轮毂之间以及轴和螺旋桨之间的轴。参见4-3-2/图2中的典型密封结构。同见4-3-3/9.5。

5.15尾轴轴承

5.15.1水润滑轴承

轴承的长度,旁边和支持螺旋桨,是不少于四倍所需的尾轴直径。然而,对于橡胶轴承、增强树脂或塑料材料,轴承的长度,和支持螺旋桨旁边,可能小于四倍,但不少于两倍所需的尾轴直径,提供轴承的设计被实验证实测试ABS的满意度

5.15.2轴承润滑

5.15.2 (a)白色金属。白色金属内衬、油润滑的螺旋桨端轴承的长度应不小于要求的尾轴直径的两倍。轴承长度可减小,但公称轴承压力不超过0.80 N/mm2 (0.0815 kgf/mm2, 116 psi),由静轴承反力计算确定,考虑轴和螺旋桨的重量,认为只施加于后轴承,除以轴承表面的投影面积。但是,最小长度不能小于实际直径的1.5倍。

5.15.2 (b)合成材料。合成橡胶、增强树脂或塑料涂油螺旋桨端轴承的长度应不小于要求的尾轴直径的两倍。轴承的长度可能会减少,只要名义支承压力不超过0.60 N /平方毫米(0.0611公斤/平方毫米,87 psi),由静态轴承反应计算考虑轴和螺旋桨重量仅仅视为施加在船尾轴承,除以轴承表面的投影面积但是,最小长度不能小于实际直径的1.5倍。如果材料显示出令人满意的测试和操作经验,可以考虑增加轴承压力。

5.15.2(c)铸铁或青铜。安装经批准的油封填料函的油润滑铸铁或青铜轴承的长度不得小于要求的尾轴直径的四倍。

5.15.2(d)尾轴管轴承润滑油系统取样布置(2001)。应提供一种易于获得准确的油样的安排。取样点应尽可能从润滑油系统的最低点取。此外,这些安排必须能够有效地清除润滑油系统中的污染物。

5.15.3脂润滑轴承

润滑脂润滑轴承的长度应不小于所要求的尾轴直径的四倍。

5.17尾轴衬套

5.17.1轴承厚度

5.17.1 (a)青铜衬套。安装在尾轴或管轴上的青铜衬套的厚度不得小于下式所给出的厚度。

5.17.1(b)不锈钢衬套。安装在尾轴或管轴上的不锈钢衬板厚度不得小于青铜衬板厚度的一半,或6.5毫米(0.25英寸),两者以较大的为准。

5.17.2轴承之间的厚度

轴承之间的连续青铜衬套的厚度应不小于轴承所需厚度的四分之三。

5.17.3衬管配件

所有衬套都要小心收缩或在压力作用下压在轴上,不得用销钉固定。如果衬套与轴承部件之间的轴不紧密配合,则轴与衬套之间的空间应由一种不溶性、无腐蚀性的化合物充满压力。

5.17.4玻璃钢涂料

玻璃增强塑料涂层可安装在推进轴系,当应用经批准的程序,使验船师满意。这种涂料应由至少四层浸渍树脂的交叉编织玻璃带或同等工艺制成。在涂装之前,轴要用合适的溶剂清洗并喷砂。轴应在涂装前进行检查,第一层应在检验员在场的情况下进行。涂装后,成品轴应进行火花试验或等效试验,以验证其无孔隙度,并使检验人员满意。在所有使用增强塑料涂层的情况下,必须提供有效的方法来防止水进入轴的金属。应作出规定,使涂层与安装好的或包覆的衬板重叠并充分粘接。衬垫的末端应按要求逐步变细,以保护包装的末端。

5.17.5不锈钢包层

轴的不锈钢包覆应按照ABS规则附录7-A-11“轴的修复和包覆”进行,用于施工后的测量

5.17.6连续衬垫或同等材料

4-3-2/5.17.5中的不锈钢包层和4-3-2/5.17.1中的金属衬层,如果是非连续施工,但根据4-3-2/5.17.4的规定,裸露的竖井采用玻璃纤维增强塑料涂层进行保护,则可作为“连续”衬层,用于:

bull;确定所需的尾轴和管轴直径(见4-3-2/5.1和4-3-2/5.3),以及

bull;定期尾轴测量(见7-2-1/13.1.2(c))。

5.19联轴器和联轴器螺栓

5.19.1安装螺栓(2008)

拟合联轴器螺栓的最小直径由下式确定。螺栓要用干涉配合装配。

5.19.2 不安装螺栓

在提交详细的预加载、应力计算和安装说明后,将考虑预应力非安装耦合螺栓的直径。螺栓的预应力和倒车拉力产生的拉应力不超过螺栓材料规定的最小屈服强度的90%。此外,任何构件(如法兰、螺栓头、螺纹或螺母)上的轴承应力不得超过该构件材料规定的最低屈服强度的90%。

或计算目的,为考虑扭转振动扭矩,传递的主扭矩可采用以下因素,除非实测振动扭矩较大,否则采用实际振动扭矩:

bull;直接柴油发动机驱动:1.2

bull;对于所有其他驱动器和带有弹性联轴器的柴油发动机驱动器:1.0

5.19.2(a)扭矩通过摩擦传递。仅采用预应力非配筋螺栓摩擦传递扭矩,且螺栓处于纯张拉状态时,包括平均传递扭矩加扭转振动扭矩在内的最恶劣工况下的抗滑安全系数至少为:

bull;不可接近的联轴器(在船体外部或不易接近):2.8

bull;可接近的联轴器(船体内部):2.0

5.19.2(b)摩擦与剪切联合传递扭矩。采用配筋螺栓和预应力非配筋螺栓组合传递扭矩的,其构件应符合下列标准:

bull;安装螺栓。最坏加载条件对应的最大扭矩下的剪应力应不超过螺栓材料规定的最小抗拉屈服强度的50%。

bull;不安装螺栓。在与最坏负载条件和指定螺栓拉力相对应的最大扭矩下,对于不可接近的联轴器,其抗滑安全系数至少为1.6,对于可接近的联轴器,其抗滑安全系数至少为1.1。

5.19.2(c)用销钉传递扭矩。将尾轴法兰连接到可调螺距螺旋桨毂的销钉与预应力非安装螺栓一起传递扭矩,被认为与安装螺栓等效,应符合4-3-2/5.19.1,如果适用,还应符合4-3-2/5.19.2(b)。销钉必须精确安装,并有效地防止轴向移动。

5.19.3法兰盘

5.19.3 (a)法兰厚度。对轴积分的联轴器法兰厚度不得小于联轴器螺栓的最小要求直径或0.2D,其中D为4-3-2/5.1中定义的,以较大的为准。

联轴器法兰根部圆角半径不得小于实际轴径的0.08倍。将考虑多个半径设计的圆角;这种圆角的横截面积通常不小于要求的单半径圆角的横截面积。一般来说,表面光洁度比1.6角

资料编号:[3353]

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