船舶动力装置课程设计轴系计算说明书.doc
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1、 船舶与海洋工程学院轮机工程专业民用船舶动力装置课程设计轴系计算说明书 一、 轴系计算 (一)、概述本船为内河船,设单机单桨。主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。考虑到长江水质较差,泥沙较多,若采用水润滑,则污物可能进入艉轴装置造成堵塞,故润滑方式采用油润滑。本计算按CCS钢质内河船舶建造规范(2009年)(简称钢内规)进行。(二)、已知条件2.1主机:型号8PC2-6型式四冲程,直列,不可逆转,涡轮增压,空冷船用柴油机缸数8缸径/行程400/460mm最大功率(MCR)4400520kW;rpm持续服务功率3960520kW;rpm燃油消耗率186 +5%g/kWh
2、滑油消耗率1.4g/kWh起动方式压缩空气 31.2MPa生产厂陕西柴油机厂 2.2齿轮箱:型号GWC66.75减速比2.986:1生产厂杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 2.3轴:材料35#钢抗拉强度530MPa屈服强度315MPa 2.4键:材料45#钢抗拉强度600MPa屈服强度355MPa 5螺栓:材料35#钢抗拉强度530MPa屈服强度315MPa (三)、轴直径的确定根据钢内规8.2.2进行计算,计算列表4.1如下:序号名 称代号单 位公 式数 值1轴传递的额定功率NekW已知44002主机额定转速nr/min已知5203齿轮箱减速比i已知2.9864轴传递Ne时的转速ner/min
3、n/i174.155中间轴系数查钢内规表8.2.2.1(1)1.06螺旋桨轴系数查钢内规表8.2.2.1(2)1.267轴材料抗拉强度RmMPa已知5308中间轴最小直径dmm274.139螺旋桨轴直径dmm344.87表4.1轴直径计算根据计算结果,取螺旋桨轴直径为 350 mm,中间轴直径为 280 mm。二、 强度校核1. 尾轴强度验算轴设计过程中艉轴承、密封装置、联轴节的选型如下:a艉轴轴承选自东台市有铭船舶配件厂,规格如下: 前轴承:材料白合金内径355mm全长440mm质量148Kg 后轴承:材料白合金内径360mm全长880mm质量305Kgb油润滑艉轴密封装置选自东台市有铭船舶
4、配件厂,规格如下: 艉轴前密封装置:型号YMQ2-380衬套外径380mm最大轴径355mm艉衬套长度215mm 艉轴后密封装置:型号YMH3DW-380衬套外径380mm最大轴径355mm艉衬套长度215mmc联轴节采用船厂自制。 尾轴危险段面的确定根据图4-1计算如下:图4-1尾轴管结构简图(1)相关尺寸确定 已知L=880mm,L=440mm,R=350mm螺旋桨轴尾部锥长l=(1.63.3)R=2.2*R=780mm,对于白合金轴承,支撑点到后端面的距离u=0.5L=0.5*880=440mm。而后密封装置的长度为215mm,再加上适当间距约为60mm,则: 螺旋桨轴尾部锥面中心至后轴
5、承中心距离a为: a=780/2+440+215+60=1105mm 螺旋桨轴尾部锥面后端面至后轴承中心距离b为: b=1105+780/2=1495mm 由布置总图得后轴承的后端面距前轴承中心约为4739mm,则:前后轴承支撑点距离l为:l=4739-440=4299mm 因为后轴承后端面距齿轮箱有约7130mm,考虑到齿轮箱的周和联轴节等,法兰端面到前轴承支撑点距离为:d=7130-4299-440-769=2391mm因为联轴节长845mm,则法兰重心到前轴承支撑点距离为:c=2391-845=1546mm(2)双支承轴承负荷计算:a后轴承压力= 15873.21 N式中:g9.81N/
6、kg 1前后轴承支撑点距离,4.299m a-螺旋桨中心至后轴承中心距离,1.105m b桨毂后端面到后轴承支撑点距离,1.495m c法兰重心到前轴承支撑点距离,1.546md法兰端面到前轴承支撑点距离,2.391m G0法兰重量,1180kg QB螺旋桨及附件重量,4079.51kg qc轴本身重量产生的均布负荷 ,qc=0.0062=0.00623502=759.5kg/mb前轴承总压力 = 4596.65 N 式中:g9.81N/kg 1前后轴承支撑点距离,4.299m a-螺旋桨中心至后轴承中心距离,1.105m b桨毂后端面到后轴承支撑点距离,1.495m c法兰重心到前轴承支撑点
7、距离,1.546md法兰端面到前轴承支撑点距离,2.391m G0法兰重量,1180kg QB螺旋桨及附件重量,4079.51kg qc轴本身重量产生的均布负荷 ,qc=0.0062=0.00623502=759.5kg/m1截面EE的弯矩 = 63745.48Nm式中:g9.81N/kg QB螺旋桨及附件重量,4079.51kg a螺旋桨中心至后轴承中心距离,1.105m RA后轴承支反力,15873.21 N LA后轴承长度,0.88m qc轴本身重量产生的均布负荷qc=0.0062=0.00623502=759.5kg/m 其中dc为尾轴直径,350mm2截面KK的弯矩= 5093.61
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