海洋工程船高速轴系设计要求

海洋工程船高速轴系设计要求

国家标准 GB/T36671一2018 海洋工程船高速轴系设计要求 Designrequirementsforhighspeedshaftingof0sV 2018-09-17发布 2019-04-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/36671一2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 -般要求 5 设计原则 制造要求 安装要求 试验报告 附录A(资料性附录轴系毛坯要求 附录B规范性附录轴的加工要求 附录C资料性附录轴系的安装 13 参考文献
GB/36671一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TcC137)提出并归口 本标准起草单位;武汉船用机械有限责任公司 本标准主要起草人:邱晓峰、李磊、王建强、赵国卿、骆银、樊勇
GB/36671一2018 海洋工程船高速轴系设计要求 范围 本标准规定了海洋工程船高速轴系的设计、制造、安装、检验与试验的要求 本标准适用于海祥工程船以调距桨、全回转舵桨装置为主推进器的船舶高速轴系 对于其他船舶 的高速轴系,亦可参照使用 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 件 CB/T4312轴系锻件技术条件 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3. 高速轴系highspeedshafing 位于原动机和齿轮箱之间,不承受螺旋桨产生的推力,同时转速不小于400!/m的怕段及其 附件 3.2 推力轴系thrustshattimg 位于齿轮箱和螺旋桨之间,同时承受螺旋桨产生的推力的轴段及其附件 3.3 azimuththruster 全回转舵桨装置 -种能够绕回转轴线360°回转并能在任意角度发出推力,同时兼具舵的功能的推进装置 3.4 高速曲折轴系lesousshafting 轴系中心线不在同一轴线,为折线的高速轴系 3.5 直线轴系linearshafting 轴系中心线在同一轴线,为直线的高速轴系 -般要求 4.1在主机工况范围内,高速轴系应具有足够的强度和刚度,稳定可靠 4.2在主机工况范围内,高速轴系不应出现扭振共振和横向、纵向共振 4.3高速轴系应具有对船舶良好的变形适应性 4.4高速轴系应设计一个或多个弹性联轴器
GB/T36671一2018 4.5轴系配件的选型应能满足轴系良好的密封、支撑连接、润滑和冷却的要求 4.6轴系配件应尽量选用标准产品 5 设计原则 5.1轴系总体布置 5.1.1海洋工程船全回转舵桨装置高速轴系 5.1.1.1海洋工程船全回转舵桨装置高速曲折轴系 主机输出轴与全回转舵桨装置输人轴不在同一轴线上,布置形式见图1 齿轮箱 遥穆 全回转 舵桨装置 咿连e晓窜窜美 主机 22 说明 万向饷， -中间轴承组件; 高速轴， -刚性联轴器; 弹性联轴器 海洋工程船全回转舵桨推进系统高速曲折轴系 5.1.1.2海洋工程船全回转舵桨装置高速直线轴系 主机输出轴与全回转舵桨装置输人轴在同一轴线上,布置形式见图2、图3和图！ 齿轮箱 主机 全回转 航浆装置 说明 -弹性联轴器; 高速轴 图2高速直线轴系(弹性联轴器十高速轴
GB/36671一2018 齿轮箱 主机 全回转 舵桨装 说明 -弹性联轴器 高速轴; -中间轴承组件; -高速轴; -高弹性联轴器 图3高速直线轴系(弹性联轴器十高速轴十高弹性联轴器 齿轮箱 静毛 主机 全回转舵桨装置 说明 -高速轴; -中间轴承组件; -刚性联轴器; -高速轴 -弹性联轴器 图4高速直线轴系(弹性联轴器十高速轴十刚性联轴器 5.1.2海洋工程船调距桨高速轴系 海洋工程船调距桨高速轴系布置形式见图5
GB/T36671一2018 推力轴系 典= 主机 说明: -弹性联轴器; 高速轴; -中间轴承及轴承座; 刚性联轴器 弹性联轴器 图5海洋工程船调距桨高速轴系 5.2轴承的布置 5.2.1轴系的轴承间距L决定了各轴承的载荷分配和回旋振动的合理性,在初步设计或详细设计的初 始阶段,轴承间距可参照式(1) 95.3vGB/36671一2018 5.6联接螺栓 5.6.1 紧配螺栓 在联轴器结合面处的紧配螺栓的直径d应不小于按式(2)计算的值 R干60 (2 d=0.65 DZ 式中 计算轴径,单位为毫米(mm); 中间轴材料的抗拉强度,单位为牛每平方毫米(N/mm')1 Rm 节圆直径,单位为毫米(mm) D 螺栓数 -螺栓材料的抗拉强度,单位为牛每平方毫米(N/mm Rm Ra应不小于中间轴材料的抗拉强度 计算时螺栓材料的抗拉强度取值不大于1.7倍中间轴材 料的抗拉强度,且不大于1000N/mm' 5.6.2普通螺栓 采用普通螺栓连接时,则螺栓的螺纹根部直径d,应不小于按式(3)计算的值 N 又O d =25 n,DZRm 式中 N -轴传递的额定功率,单位为千瓦(kw); n 轴传递N 的额定转速,单位为转每分(r/min). 5.7弹性联轴器 5.7.1联轴器应根据负荷情况、计算转矩、轴端直径和工作转速来进行计算选择 5.7.2弹性联轴器允许一定的平行和角向不对中 5.7.3弹性联轴器允许轴向有少许移动 5.7.4弹性联轴器与轴的刚性连接应对轴不产生损坏或摩擦腐蚀 5.7.5弹性元件应能经受内部运转产生的热量和温度且不影响周围环境 5.8万向联轴节 5.8.1万向联轴节的两个万向节叉应在同一个平面内 5.8.2万向联轴节输人轴与滑动叉轴的夹角应等于输出轴与滑动叉轴的夹角 5.8.3如高速轴系中有两根万向联轴节,为避免角速度的周期性不等,应保证每根万向联轴节的夹角 相对,且中间轴与输人轴的夹角应为输人轴与滑动叉轴夹角的2倍 5.8.4应尽量减小万向联轴节的输人轴、输出饷与滑动叉轴的夹角 高速轴系转速在1000r/min以 下,建议不大于10";高速轴系转速在1800r/m n,建议不超过6”;如条件许可,宜不超过3" 1l 5.8.5应尽量缩短万向联轴节端面距各自轴承中心线的纵向距离 5.9轴系振动计算 轴系设计应满足船级社振动计算规定 高速轴系应进行扭转振动、纵向振动以及回旋振动计算,计 算方法参照《船上振动控制指南>(2015)
GB/T36671一2018 制造要求 6.1轴系毛坯要求参照附录A执行 6.2轴系加工要求按附录B执行 安装要求 高速轴系的安装参照附录C 安装后轴系基准线沿轴线方向的误差应不超过土3mm,高度方向的 误差应不超过士1 mm 8 试验报告 高速轴系零部件试验报告应包含以下内容 零件化学成分、机械性能试验报告; a 轴、轴法兰、联接螺栓满足CB/T4312要求的无损探伤检验报告; b 轴、轴法兰、联接螺栓重要零件的尺寸检验报告; c 图纸或试验大纲规定的专项检验报告 d
GB/36671一2018 附 录 A 资料性附录 轴系毛坯要求 阶梯轴机械加工余量与公差 A.1 阶梯轴机械加工余量与公差见表A.1 表A.1轴类锻件机械加工余量与公差 单位为毫米 轴长度L. 315GB/T36671一2018 表A.2(续) 单位为毫米 法兰直径D 与法兰相邻部 40D 63D 100D 160D 200D 250D 315D 分的尺寸d 40 63 100 <160 200 250 315 400 锻出法兰的最小宽度L 50GB/36671一2018 附录B 规范性附录 轴的加工要求 B.1轴的圆度及圆柱度允许公差 轴的圆度及圆柱度允许公差见表B.1 表B.1轴的圆度及圆柱度允许公差 单位为毫米 D<120 12080 S0.120 轴非工作部分的径向圆跳动量最大值不得超过表中规定数值的2倍 B.3轴法兰端面边缘径向圆跳动允许值 轴法兰端面边缘径向圆跳动允许值见表B.3 表B.3轴法兰端面边缘径向圆跳动允许值 单位为毫米 序号 法兰直径D 允许端面边缘处径向圆跳动数值 D<250 S0.030 250GB/T36671一2018 B.4轴法兰端面平面度要求 轴法兰端面平面度要求见表B.4 表B.4轴法兰端面平面度要求 单位为毫米 序号 法兰直径D 轴法兰端面平面度 备注 二500 0.03 不准许有凸度 500800 <0.05 不准许有凸度 B.5轴法兰外径径向圆跳动允许值 轴法兰外径径向圆跳动允许值见表B.5 表B.5轴法兰外径径向圆跳动允许值 单位为毫米 序号 法兰直径D 允许径向圆跳动量 D<250 S0.02 250800 S0.05 0
GB/36671一2018 附录 C 资料性附录) 轴系的安装 c.1曲折轴系安装 C.1.1拉线定位 拉线定位要求如下 拉线应避免光照影响 aa 钢尺法确定基准点;根据曲折轴系布置图,在船体指定肋位处(舵桨输人轴两端面中心点,短 b 轴两端面中心点及主机输出飞轮端面中心)用钢尺分别量取基准点 拉线法确定基准线:在基准点及中间拐点所在的肋位处,安装拉线架,调整钢丝位置确定基 准线 C.1.2高速轴系初步定位 根据已经拉出的轴系基准线,调整轴系临时支撑(可调节高速轴高度和径向位置),使轴系中心线与 轴系基准线重合 C.1.3定位工装 C.1.3.1 定位工装采用一个与万向联轴器法兰相同的法兰盘,其中心处连拔一个与其完全同心且垂直 的、可伸缩调节长度的细轴,细轴的前端被加工成锥形体,锥体顶点半径R小于或等于1" ,呈针 mm， 尖状 c.1.3.2由两只这种法兰组成一对对心工装,使用时根据需定位的两法兰之间的间距和角度,分别调 节好两只定位工装的法兰中心及轴的长度,然后分别用螺栓固定在轴系端及舵桨输人法兰上,定位工装 应是直的 c.1.4定位工装对中 定位工装对中要求如下: 俯视:移动轴系两端轴承座,使定位工装两顶尖对准 a 侧视;调整轴系两端轴承座垫片,使定位工装两顶尖对准 b 两对定位工装应调整到指定长度 c 缩短定位工装的长度至最小,调整轴系上的中间轴承将轴承座定位 d 使定位工装的顶尖尽可能靠近、对准 转动时尖端允许误差最大1nmm(侧视),轴线同轴度公 差不超过2mm(俯视 C.1.5轴系最终校中及定位 轴系校中要求如下 如果轴系长度较长,需要轴系拉线时各轴承点所处位置进行挠度修正,以确保轴系的直线性 a 挠度修正值可按照式(C.1)进行计算 (C.1 y=g×X×L一X/0.99×2G 1
GB/T36671一2018 式中 挠度修正值,单位为米(m); 钢丝线单位重量,单位为牛每米(N/m); X -所求挠度到基准点的距离,单位为米(m); 钢丝两基点间的距离,单位为米(m); 钢丝拉紧力,单位为牛(N 检查下水后舵桨及轴系校直情况,检查舵桨装置、高速轴系及主机的对中,并检查万向联轴器 b 倾角,必要时重新调整舵桨及整个轴系并做好相应的较中记录 定位完成后,拂配中间轴承座垫片,要求调整垫片表面70%与中间轴承座均匀接触 拂配时 着色检查,要求每25 mm×25mm的面积上,不少于2个4个点 d 轴系校中结束后,应打开中间轴承上盖,再次检查各中间轴承的间隙,如不满足轴承厂家提供 的要求值,应进行必要的调整和校中 直线轴系安装 C.2.1 拉线定位 拉线定位应满足以下要求 拉线应避免光照影响 a) 钢尺法确定基准点;根据直线型轴系布置图,主机输出飞轮端中心和齿轮箱输人端中心用钢 b 尺分别量取基准点 拉线法确定基准线;在基准点肋位处,安装拉线架,调整钢丝位置确定基准线 C.2.2高速轴系初步定位 直线高速轴系的初步定位方法与曲折高速轴系定位方法相同,见c.1.2 c.2.3轴系的最终校中和定位 轴系的最终校中和定位应满足以下要求 如果轴系长度较长,需要轴系拉线时各轴承点所处位置进行挠度修正,以确保轴系的直线性 a 挠度修正值可按照式(C.1)计算 定位完成后,拂配中间轴承座垫片,要求调整垫片表面70%与中间轴承座均匀接触 拂配时 b 着色检查,要求每25mm×25mm的面积上,不少于2个4个点 轴系校中结束后,应打开中间轴承上盖,再次检查各中间轴承的间隙,如不满足轴承厂家提供 的要求值,应进行必要的调整和校中 12
GB/36671一2018 考文 参 献 [1]《船上振动控制指南>(2015)船级社