Propeller shaft assembly
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 19 ]
尾轴承 (Split Scalloped Shell Johnson Cutless Bearing). These bearings possess low coefficient of friction and inherent vibration-dampening qualities and are non-polluting.
第三章 船舶推进装臵
[3]
2、间接传动(Indirect transmission)
主机和轴系之间设减速器和离合器的传动方式。主 机可以不变速、不换向、可设轴带发电机。
(★★★)
主机 减速器/离合器 轴系 螺旋桨
轴带发电机
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[5]
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[6]
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[7]
4、电力传动（Electrical transmission）
原动机带动发电机发电，将发出的电送到配电板， 再由配电板直接或经过变流器或变频器供给推进电 动机，从而驱动螺旋桨运转的一种传动方式。
第三节 螺旋桨及螺旋桨特性
1、工作原理(★★★)
主机驱动螺旋桨转动，克服螺旋桨转动的阻力矩，产生对水向 后或向前的推力，并受到水的反作用力而产生对船向前或向后 的推力，使船舶前进或后退。 2、结构
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 22 ]
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 27 ]
4、影响螺旋桨特性的因素
结构参数
H/D对螺旋桨功率特性的影响
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 28 ]
航行工况
螺旋桨的无因次特性
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 16 ]
三、中间轴和中间轴承(Intermediate shaft & bearing) ★
连接法兰
中间轴 L
中间轴承
L/3
作用：连接推力轴和尾轴，传递扭矩及推力，承受中间轴 重量，轴线定位。
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 29 ]
5、各种航行条件下主机的工况
(1)船、机、桨的配合 力、力矩和功率的平衡：螺旋桨的推力克服船舶阻力，主 机提供螺旋桨推力所需扭矩和功率。 船舶阻力 船舶阻力包括：水力阻力(摩擦阻力、形状阻力、兴波阻 力)、风力阻力、惯性阻力。
R ArVs2
R-船舶阻力；Ar-阻力系数；Vs-船速。
措施：减小油门(特性线2) 阻力减小：IIII，工况点 ad。虽然未超转矩，但 Pd>Pe,nd>ne。
措施：减小油门(特性线2)
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵 全速前进:(a)到车 第一阶段：停油，转速下降(a-b) (b:正转，扭矩=0) 第二阶段：水流带动桨(b-c-d) (c:正转，负扭矩=max) (d:停转，负扭矩) 第三阶段：倒车起动运转(d-e) (e:倒转，40-60%ne， 100%扭矩M)
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 25 ]
(3)螺旋工作特性★ 浆的推力： T=K1ρn2D4=C1n2 浆的扭力矩：M=K2ρn2D5=C2n2 浆的效率： 桨的功率： P=2nM=Cn3 结论：桨的推力、扭矩与转 速的二次方成正比，吸收的 功率与转速三次方成正比。
1-主机 2-联轴器 3-离合器 4-万向轴 5-滑动 轴承 6-弹性联轴节 7-滚动轴承 8-上水平轴 9-上部螺旋锥齿轮 10-涡轮蜗杆装臵 11-齿式 联轴器 12-垂直轴 13-螺旋桨 14-下部螺旋锥 齿轮 15-下水平轴 16-旋转套筒 17-支架
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
螺旋浆特性曲线
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 26 ]
螺旋浆的无因次特性
阻力增加，进程hp减小， J减少，K1、K2、C1、C2、C增加， 特性曲线变陡，反之变平坦。变矩浆的螺距角越大，即 螺距H越大 (进程hp越小)，特性曲线越陡。
第三章 船舶推进装臵
[ 17 ]
四、尾轴及尾轴管装臵(Propeller shaft, stern tube)
润滑方式：润滑油润滑、海水润滑
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 18 ]
四、尾轴及尾轴管装臵(Propeller shaft, stern tube)
(★★★)
优点： (★★)
机舱布臵灵活； 可选用中、高速不可逆转原动机； 可均匀、大范围地调节推进电动机转速； 船舶操纵性好，倒车功率大，反转迅速； 推进电动机对外界负荷的变化适应性好，可以短时间堵转； 可消除螺旋桨对原动机的振动冲击，船舶振动大大减轻； 在柴油机—电力推进装臵中，可采用分机组修理的方法，以 缩短因船舶修理而造成的停航时间。
第三章 船舶推进装臵
[2]
第一节 船舶推进装臵的传动方式 Section 1 Type of Transmission
1、直接传动(Direct Transmission)
主机的动力直接经轴系传给螺旋桨，螺旋桨与主机 始终保持相同的转向和转速。 (★★★)
螺旋桨 轴系 主机
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 20 ]
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 21 ]
Section 3：Propeller and its characteristics
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵 H-螺距(Pitch)
[ 23 ]
3、参数★
(1) 螺距和螺距角
H 2Rtg
-螺距角(Pitch angle)
L 2R
定距桨为常数，变距 桨变化。 浆叶扭曲的原因：为得到不同半径 处的叶素具有大致相同的螺距，随R 的增加，螺距角θ应逐渐减少
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[1]
第三章 船舶推进装臵 Chapter 3 Marine Propulsion System
船舶推进装臵的传动方式★ ★ ★
轴系的组成★
★ ★
螺旋桨及其特性★
可调螺距螺旋桨
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 31 ]
(2) 航行条件变化时主机的工况 航行阻力变化 I1：工况点a(Pe,ne) 阻力增加：III，工况点 ab。虽然Pb<Pe,nb<ne，但超 转矩。
标定 转矩 线 主机工况点在各种航 行条件下的变化
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵
[ 24 ]
(2)螺旋桨进程比(★★★)
进程hp：螺旋桨转一周，轴向实际前进距离。因水被推动后 移， hp<H 。 滑失h：螺距与进程的差值。hp=H-h 滑失比S：滑失h与螺距H的比值。S=(H-hp)/H 进程比J:进程与螺旋桨直径的比值。J=hp/D=Vp/nD (Vp=hp· n) Vp:实际航速。 转速不变时， p与船速成正比。
p
第三章 船舶推进装臵
[ 12 ]
2、作用 (★★)
把柴油机曲轴的动力矩传给螺旋桨，以克服螺旋桨 在水中转动的阻力矩，同时又把螺旋桨产生的推力 传给推力轴承，以克服船舶航行中的阻力。
扭矩
M 9.55 P 103 n
N· m
推力
T 1.94
Pp v
p
kN
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
[ 32 ]
主机换向和船舶倒航
螺旋桨换向及倒转工况 A-全速，B-半速，C-系泊，D-实际
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第三章 船舶推进装臵 紧急制动：在紧急情况下，在主 机转速降至30-60%ne时，按倒车起 动方式向主机供入压缩空气，对 主机运动部件、轴系和螺旋桨强 行制动，使它们较快停止转动， 然后倒车起动主机，使螺旋桨倒 转，尽快停止船舶的滑行。 倒航阻力大、桨效率低，为了主 机不超负荷，倒车最大转速不超 过标定转速70-80%，具体可根据 排烟温度确定。