船舶轴系是船舶推进系统的重要组成部分轴系将主机的功率传递给螺旋桨螺旋桨旋转产生推力推力推动船舶前进轴系的工作状态直接影响船舶的航行安全与经济效益

轴系通常位于船舶的尾部轴系包括推力轴中间轴尾轴还有轴承联轴器制动器等部件主机启动后动力通过推力轴传递推力轴把旋转运动传给中间轴中间轴再传给尾轴尾轴穿过船体尾部连接螺旋桨螺旋桨在水里转动推水向后水的反作用力推船向前

轴系的设计需要考虑很多因素船舶的尺寸决定轴系的长度主机的功率决定轴轴的粗细船舶的航速影响螺旋桨的转速轴系的材料要有足够的强度轴系要能承受很大的扭矩扭矩是旋转的力量轴系还要能承受螺旋桨的重量轴系转动时会有振动振动会产生噪音振动也会损坏部件设计时要减少振动

轴系的对中很重要对中就是让各段轴的中心线在一条直线上轴系很长它由多段轴连接而成船体在水中会变形船体受重力作用会下沉受海水浮力作用会上拱温度变化船体也会伸缩这些变形会影响轴线的位置轴线不直轴转动时就会产生额外的应力应力是材料内部的力应力太大会导致轴断裂轴承也会磨损加快轴承是支撑轴的零件轴承磨损后轴会下沉轴线更加不直问题变得更严重

对中调整在船坞里进行船浮在水上调整时测量各轴承的高度测量相邻轴的法兰的偏移法兰是轴端的圆盘用螺栓连接通过垫片调整轴承的高度让轴线尽量直计算允许的误差范围误差不能太大也不能太小太小的话船体一旦变形轴系可能卡住需要找到合适的平衡点

轴系的安装过程复杂先在船台上定位主机主机的位置要准确然后定位轴承座轴承座是放轴承的底座从主机开始一段一段向尾部安装先装推力轴再装中间轴最后装尾轴每装一段都要检查对中情况全部装好后进行整体对中检查检查合格后紧固所有螺栓安装完成后要进行系泊试验船停在码头主机启动测试轴系在不同转速下的情况测量轴承的温度检查是否有异常振动一切正常才能航行试验

轴承的润滑很关键轴在轴承里高速旋转会产生摩擦摩擦生热摩擦也会磨损金属需要润滑油减少摩擦润滑油在轴和轴承之间形成一层油膜油膜把两个金属表面分开金属不直接接触摩擦就小了温度就低了磨损就慢了尾轴承比较特殊它靠近船外船尾有密封装置防止海水进入也防止润滑油漏出密封失效会很麻烦海水进入会腐蚀零件润滑油漏出会污染海洋

船舶航行时船员要定期检查轴系用手摸轴承外壳感觉温度是否正常用听音棒听轴承的声音判断是否有异响观察润滑油的颜色如果油变黑说明有磨损检查尾轴密封是否有泄漏这些日常检查很重要能及时发现小问题避免大事故

轴系故障会发生常见的故障有轴磨损轴承烧毁联轴器螺栓断裂振动过大等轴磨损因为润滑不良轴承烧毁因为冷却失效螺栓断裂因为材料疲劳振动过大因为对中不良或螺旋桨损坏故障发生时要分析原因进行修理换掉损坏的零件重新对中恢复轴系的正常工作

轴系的材料选择有要求轴用高强度合金钢钢要经过热处理热处理改变钢的内部结构提高钢的硬度和韧性轴承常用白合金巴氏合金这种材料柔软耐磨能保护轴颈润滑油要选择合适的牌号油的粘度要适合工作温度太稠的油流动不畅太稀的油形成不了油膜

现代船舶轴系有监测系统监测系统包括传感器计算机传感器测量温度振动位移压力等参数计算机收集数据分析数据发现异常就发出警报船员在驾驶室就能了解轴系状态提前采取措施避免故障发生监测系统提高了安全性减少了人工检查的工作量

轴系的发展方向是更可靠更高效更环保研究新的材料让轴更轻更坚固研究新的轴承设计减少摩擦损失研究新的对中技术适应船体的动态变形减少润滑油的消耗使用可生物降解的润滑油保护海洋环境这些研究让船舶轴系越来越好

船舶轴系看起来简单就是几根轴连在一起实际上很复杂它涉及机械原理材料科学流体力学振动理论很多知识设计人员要懂制造人员要懂操作人员也要懂只有大家都认真对待轴系才能可靠工作船舶才能安全航行

轴系的制造精度要求高轴的直径要准确表面要光滑法兰的端面要平整螺栓孔的位置要对准这些都需要精密的机床加工加工完成后要检验用卡尺量尺寸用仪器测形状不合格的产品不能使用安装的工艺要规范每个步骤都有规定不能随意操作拧紧螺栓要用扭矩扳手扭矩是拧紧的力度力度不够螺栓会松力度太大会拉长螺栓严格按照工艺要求做才能保证质量

船舶轴系与螺旋桨要匹配螺旋桨太大主机带不动轴系扭矩不够螺旋桨太小主机功率浪费航速上不去螺旋桨的转速也要合适转速太高容易产生空泡空泡是水汽化形成的气泡空泡会腐蚀螺旋桨降低效率设计时要计算最佳匹配点让主机轴系螺旋桨协调工作

轴系的维护保养是长期工作船舶使用几年后轴系部件会老化需要定期进船厂维修把轴抽出来检查检查轴是否有裂纹测量轴的直径看是否磨损变小检查轴承间隙间隙太大要调整润滑油要定期更换密封圈要定期换新维护保养花时间花钱但这是必要的能延长轴系寿命保证航行安全

船舶轴系的研究还在继续研究人员用计算机模拟轴系工作模拟不同海况下的受力模拟温度变化的影响通过模拟发现潜在问题改进设计实验室里测试新材料新结构找到更好的方案这些工作推动技术进步让船舶更安全更经济更环保

船舶轴系是船舶的心脏它把动力传给螺旋桨船才能动轴系坏了船就动不了损失很大所以大家都很重视轴系从设计到制造从安装到使用从维护到修理每个环节都要小心都要认真这样才能保证船舶安全完成运输任务