機艙布置及軸系設計

1、1 第二節(jié)機艙布置第二節(jié)機艙布置2一、機艙布置的基本規(guī)定一、機艙布置的基本規(guī)定:二、機艙布置的基本原則二、機艙布置的基本原則 :三、機艙布置的設計要點三、機艙布置的設計要點:3一、機艙布置的基本規(guī)定一、機艙布置的基本規(guī)定 : l 1 .船舶傾斜角:l 主、輔機及與船舶安全有關(guān)的設備,應符合船舶傾斜角的規(guī)定,保證能正常運轉(zhuǎn).l (設備制造時要滿足要求)l 橫傾15度橫搖22.5度l 縱傾 5度 縱搖7.5度l2 .出入口l 機,爐艙應至少各有一個通向干艙甲板或艙壁甲板的出入口,兩個出入口的布置應盡可能的互相遠離,使出入方便.出入口應有通向機,爐艙花鋼板的金屬梯道,梯子與花鋼板的傾斜角不大于60度

2、,軸隧與機艙間的水密艙壁的出入口要滿足SOLAS要求及入級規(guī)范的有關(guān)要求.l3 .脫險通道,l 客船的脫險通道,設計時要按規(guī)范、規(guī)則.l 貨船、油船的脫險通道,按規(guī)范、規(guī)則進行設計 .l4 .門、窗.l 天窗、門、通風筒.煙囪開口及機艙處所的開口,盡可能少.l 要考慮水密、自閉、防火等要求.設計時要詳細查閱有關(guān)規(guī)定 4l5 .機器處所內(nèi)具有高度危險性部件的隔離l 鍋爐、分油機系統(tǒng)設鋼壁隔離,自閉門.l如果沒有圍壁,則要考慮,加圍護遮蔽.l6 .油船(閉杯閃點溫度不超過60度)l 機艙口處所的位置與分隔:l 要有隔離空艙l貨油泵艙、燃油艙、壓載艙同貨油艙和污油水艙隔開,在貨油艙附近的艙的安全標準

3、要同貨油艙.l機器處所的設計,按要求在泵艙和隔離艙的后面,具體設計時要按規(guī)則進行.對油船的設計以后詳細講l7 .鍋爐布置:一般在二層甲板以上.詳細設計時考慮. 2 .關(guān)于機艙布置的細節(jié).待設計時在講. 如:機艙的設備要符合船舶傾斜角的規(guī)定,出入口的布置、脫險通道的布置、鍋爐的布置、門、窗的布置、高度的布置等等. 機修間,備件間、電工間安裝吊梁、考慮吊運方便. 集控室:一般布置在機艙的左舷或主機上方. 分油機室:考慮供油單元的檢修.要有必要的空間. 3 .各設備的布置:二、機艙布置的基本原則.6l1) .主機:放的位置要考慮中間軸的拆裝l 艉部:艉軸的抽出.l前部:放大型泵大口徑的管子，如壓載泵

4、,艙底泵,主海水泵.l2) .發(fā)電機:吊缸、排煙、通風口等.l3) .鍋爐及廢氣鍋爐.排煙,廢氣鍋爐與主機排煙出口的配合 .l4) .海水門:兩艙,一高一低或兩低或兩低,一高.按船上需要.(見說明書)l5) .其它:按不同介質(zhì)、不同系統(tǒng),將相同的管路盡量靠近.l7) .通道:暢通,方便.l8) .重大部件運輸:吊物的位置合理7三、機艙布置的設計要點l1 .尺寸和位置.l 設計開始前,須對有關(guān)前提條件進行校核.確認無誤后,進行布置.l 校核內(nèi)容:l1) .機艙位置:前后艙壁、機艙棚位置.吊物口位置、出入口位置、脫險通道位置.l2) .機艙長度:長度影響技術(shù)經(jīng)濟指標,能否合理的布置(設備)是關(guān)鍵.

5、l 主機(齒輪箱、軸帶發(fā)電機)的尺寸.l 軸系的拆裝.l 主機前后其它設備的必要空間.l 發(fā)電機組的布置.l 輔助設備的安裝位置,決定后看機艙的長短是否可縮,或是增加.l 要提早決定. l (在合同設計,畫總體布置時已定了,但詳細設計時要仔細校核) 8l 3) .機艙高度l 主機吊缸高度.l 主機排煙管及機艙通風管的布置達到預期要求.l 對集裝箱船應考慮機艙上甲板以上須布置集裝箱,煙囪及機艙棚應布置在船舷,車客船要仔細校對.l4) .機艙雙層底高度:雙層底過高影響吊缸要與船體協(xié)調(diào)降.(艙底上有各種框子)l5) .燃油深艙的位置:是否過度的占了機艙的位置,影響管系布置.l6) .線型圖:l 對機

6、艙段型線校核,尤其艉部.是否影響主機安裝壹（如:主機須前移,影響管路布置,并且可能增加機艙長度.(可以和船體協(xié)商修改). l2 .確認要求l 1) .冰區(qū)加強.：當需冰區(qū)加強時要注意海水容積的大小 92) .船旗國法規(guī):掛德國國旗注意SBG法規(guī).如:發(fā)電機在鋼質(zhì)圍壁的空間內(nèi).集控室和機修間要設內(nèi)部的脫險通道. 3) .客船: 對于客船注意艙底泵(及艙底總管),不得布置在離船舷1/5船寬范圍內(nèi).3 .機艙布置要點. 除考慮操作位置,檢修空間等要求外,應該注意: 1) .設備布置 2) .發(fā)電機組:吊缸,排氣布置,消音器的位置,通風口與船體結(jié)構(gòu)的關(guān)系. 3) .鍋爐及廢氣鍋爐. 排煙管的位置.廢氣

7、鍋爐與主機排煙管的位置.10 4 .機艙內(nèi)小間的布置. 1) .集控室:布置在左舷或主機的前上方 面積大小要有維修的空間. 注意各國法規(guī)對脫險通道的要求. 2) .分油機間:分油機及相關(guān)設備,及供油單元布置注意安裝距離,留有維修空間. 3) .機修間、備件間與電工間:機修間與各件間最好相鄰(用鋼圍壁)起吊裝置與船上的吊物口和主機吊之間的銜接.5 .艙柜的布置:6 .通風布置. 機艙通風要通暢,通向各層的要方便. 物件的吊運.吊、吊物,堆放地要銜接.11l一、低速機.l 1 .低速機直連定距槳:使用最廣、裝置簡單、成本低、管理方便、維修方便,推進效率高.l 2 .低速機直連傳動變矩槳(調(diào)距槳):

8、提高船舶操縱性,適用航道復雜的船舶.但造價高.l 3 .低速機經(jīng)減速箱傳動定距槳(使用較少):減速后螺旋槳直徑增大,提高推進效率.增加了齒 l 箱系統(tǒng),裝置較復雜,適用小型低速柴油機.l 4 .低速機變距槳:用的較少.提高操縱性,減速后螺旋槳直徑增大,提高推進效率.l二、中速機l 1 .可逆轉(zhuǎn)中速柴油機直接傳動定距槳.裝置簡單,螺旋槳轉(zhuǎn)速高,推進效率較低,小型船用的l 較多.l 2 .不可逆轉(zhuǎn)中速柴油機經(jīng)齒輪箱傳動定距槳.倒車在齒輪箱上實現(xiàn).l三、高速柴油機.l 主要用于小型船上.高速柴油機不可逆轉(zhuǎn),要與可逆轉(zhuǎn)和可離合,帶推力軸承的齒輪箱組合 推動螺旋槳. 第三節(jié)第三節(jié) 柴油機動力裝置的類型柴

9、油機動力裝置的類型12l四、各種船舶與各類柴油機推力裝置的匹配:l 要按各類船舶的特點和要求進行,要保證運行可靠、經(jīng)濟、操縱性要靈活.同時要考慮質(zhì)量,尺寸、污染、維修成本等.l五、各類船舶所配柴油機主要有以下幾種:l 1 .大、中型船:散貨船、油船、集裝箱船.l 低速柴油機直接連接傳動定距槳(LDF)這是基本型的.l 對某些中型船如果要求有較高的操縱性(如進出水域較窄通道的則用調(diào)距槳(LDC)l 2 .中、小型貨船,集裝箱船.l 除考慮運行經(jīng)濟、可靠性,還要考慮主機高度。中速機經(jīng)減速箱傳動調(diào)距槳(齒輪箱上帶輸出軸帶軸帶發(fā)電機,做航行時用.另一種不帶軸帶發(fā) 電機)l 3 .至于客船、車客船、調(diào)查

10、船,火車渡船等.一般設置為雙槳,主要考慮操縱性和安全性.因高度限制,一般用中速機。還有其它各類船.(在這里就不細講了)l 關(guān)于主機的選型:功率,各種機都有一個功率框圖,在框圖內(nèi)選一點作為MCR,MCR定了后,機廠按這點為基準進行各種計算。具體選取,要與船體配合.13l六、減速齒輪箱的選擇.l 要按推進系統(tǒng)形式來選擇齒輪箱的動能:l 1 .不可逆轉(zhuǎn)柴油機齒輪箱定距槳l 減速齒輪箱離合器,可逆,內(nèi)置推力軸承.l 2 .不可逆轉(zhuǎn)柴油機齒輪箱調(diào)距槳l 減速,內(nèi)置推力軸承.l 3 .不可逆轉(zhuǎn)柴油機齒輪箱調(diào)距槳l 帶軸帶發(fā)電機.l 減速,內(nèi)推力-POTl 速比:減速比要按船舶吃水,航速,最大槳徑及主機轉(zhuǎn)速

11、大小考慮. 具體用的時候在討論.l 螺旋槳的匹配:l 設計時參考主機廠的推薦.這部分由船體專業(yè)解決.14 七 、發(fā)電機組的選擇. 船上的發(fā)電機組:柴油機發(fā)電機組. 汽輪發(fā)電機組. 軸帶發(fā)電機組. 1 .發(fā)電機總功率要求,根據(jù)推進,倒退和船上其它設備的耗電總要求而定. 2 .發(fā)電機組大都適用中速機,因為使用壽命高,維修量小. 3 .發(fā)電機為交流的AC 1).貨船,油船,航行時用一臺機.客船,渡船用兩臺機和更多 貨船航行時,為維持貨物狀態(tài) .大量啟用壓載泵時,用兩臺機.(可增加一臺) 2).進出港、靠離碼頭,裝卸貨等,用兩臺或兩臺以上機. 3).所配發(fā)電機組的臺數(shù)和能量.應能在任一運行中,發(fā)電機組

12、停止工作時,(或壞了)仍能對船舶推進,操縱和安全及冷藏貨物(如冷藏船)所必須的設備供電,所以要設一套備用發(fā)電機組.15 4).為了使幾臺機運行穩(wěn)定、可靠,選用的各機組的容量盡可能相同或相近,(調(diào)整特性盡可能相近)拼車方便、速度快、可靠. 5).使用負荷在任何工況下應在85%-90%,尤其是長期運行. 確定方法: 1 .進行電力負荷估算: 算出各種工況耗電量,這個某些程度要靠經(jīng)驗,可以參考同類和同噸位船舶. 根據(jù)以上原則進行比較.在船東可接受的前提下,選擇價格較低的,性能可靠的,質(zhì)量好的, 體積小的. 負荷計算時要考慮:第一,連續(xù)使用的負荷. 第二,短時間和重復使用的負荷. 第三,偶爾短時間使用

13、的負荷. 一般工況為:正常航行、進出港口、裝卸貨、停泊及應急等. 設計時,要考慮船東在說明書上的要求(全船說明書) 1).航行狀態(tài). 2).無限航區(qū). 3).單機運行. 4)15%的儲備,發(fā)電機組不易選的太大.如果大了,長期在低負荷狀態(tài)下運行,對機器的磨損、耗油、管理都不利. 具體計算,由電氣專業(yè)進行,但輪機專業(yè),須進行配合,給出各工況下,各設備的功率.16第四節(jié)側(cè)推裝置 l側(cè)推裝置的應用:轉(zhuǎn)船力矩.l 1 .對油船、貨船一般設一臺在船艏部l 2 .對集裝箱船一般設一臺在 船艏部 l 對大型集裝箱船需側(cè)推力較大.可采用兩個首側(cè)推,前后布置.l 3 .對客船,渡船要求側(cè)推力較大.當兩只不能滿足要

14、求,可加一個艉側(cè)推.l 4 .側(cè)推的安裝有很多要求,待設計時再具體考慮.l 轉(zhuǎn)船,靠岸.l 調(diào)距槳 l1 .主要特點:l 1).槳葉可繞軸旋轉(zhuǎn)(螺距可以調(diào)節(jié))各種工況下可避免主機過載.l 2).可以用不可逆轉(zhuǎn)柴油機(倒車時無需改變主機的方向)l 3).經(jīng)濟性.可減少主機啟動次數(shù),壽命長,靠離港可少使用拖船.l2 .使用范圍:l 適用于經(jīng)常倒車的船.頻繁進出港的船(如渡船).需要航行于狹窄水域的船.及繁忙的航道的船.17第五節(jié) 軸系設計l 推進軸系將主機功率傳遞到推進器,并將推進器的推力傳遞到船體,使船舶運動.l 軸系包括:1.傳動軸:中間軸、艉軸、螺旋槳軸.l 2.聯(lián)軸節(jié):固定、可拆、液壓、彈

15、性l 3.支撐軸承:中間軸承、艉管軸承.l 4.減速箱(用于需要減速的軸承)減速、減速帶倒、順(包括離合器)l 5.艉軸密封裝置(前、后)l 6.電氣軸系接地裝置.l一、軸系設計:l 1.根據(jù)船舶的總體要求確定軸系布置和各部件的尺寸和材料.(鍛鋼、不銹鋼)以保證軸系能平穩(wěn)、安全地完成各工況下的推進和機動任務.設計時要嚴格按規(guī)范和說明說要求.18l2.由于設計是分幾個階段的,所以軸系設計和幾個階段要同步進行.軸系設計要逐步調(diào)整、反復修改.l 3.軸系布置圖和軸系圖紙出來后,將軸系的圖紙和螺旋槳的圖紙,提供主機廠家(或齒輪箱),由 機廠做軸系的扭振和縱振計算.l 計算出結(jié)果后,軸系布置和軸系圖,按

16、其要求進行修改.l 4.軸系布置要保證船舶l(fā) 橫傾15度 橫搖22.5度 縱傾5度 縱搖10度 的幾種情況.發(fā)生時能正常工作.l二、軸系設計過程:l 1.軸系設計需要注意的幾個基本環(huán)境條件:l 船體型線、主機參數(shù)、螺旋槳參數(shù)、船體結(jié)構(gòu)、主機位置、螺旋槳位置、尾管、軸承位置、密封形式等.按規(guī)范和說明書要求計算.(船東對軸若有要求,考慮執(zhí)行.)l2.軸系布置圖: l將有關(guān)資料送到主機廠或齒輪箱廠進行扭振和縱振計算.將計算后的問題,進行修改.19l3.確定了軸承間距和負荷,進行校中和回轉(zhuǎn)計算.l 4.繪制尾軸尾管總圖.l 5.再出一次正確的軸系布置圖和各部件的詳圖.l 6.軸系種類:l 1)單軸系l

17、 短軸系:對尾軸機艙、要考慮軸在機艙抽出時的空間、這種軸的法蘭為整體鍛造的.如果向船體抽出,則要考慮用可拆式聯(lián)軸節(jié).l 長軸系:中機艙時用，要考慮軸承間距及回轉(zhuǎn)振動計算.l 2)雙軸系:在設計時都有很多要求和注意事項,設計時要參照有關(guān)規(guī)范和說明書的要求進行.l 3)調(diào)螺距的軸系:(同上) l三、軸線和中間軸承:l 1.軸線:總體定好螺旋槳的中心位置,輪機定好主機或減速箱位置,槳中心與主機或齒輪輸出端中心連線,即為軸線.(主機、齒輪箱定位時,盡量措過肋板,以減少在肋板上的開孔)軸系盡量做到與基線平行.20l2.中間軸承:每根中間軸上一段只設一個軸承,位置要安放在質(zhì)量集中的地方.l四、軸系計算.l 1.常規(guī)船l 2.冰區(qū)加強船的計算.l五、螺旋槳的安裝. l 1.有鍵.