DNV挪威船级社规范版 中文 45旋转机械驱动装置.docx
《DNV挪威船级社规范版 中文 45旋转机械驱动装置.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DNV挪威船级社规范版 中文 45旋转机械驱动装置.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
DNV挪威船级社规范版中文45旋转机械驱动装置
船舶/高速、轻型船舶和水面舰船入级规范
新造船舶
机械与系统
主船级
第4篇第5章
旋转机械驱动装置
2003年1月
目录页码
第一节螺旋桨…………………………………………………………2
第二节喷水推进器（略）
第三节推力器…………………………………………………………7
第四节压缩机………………………………………………………13
目录
第一节螺旋桨………………………2
A通则…………………………..…………...2
B设计…………………………..…………...3
C检查和试验..……………………………...4
D车间试验..………………………………...5
E控制、报警、安全功能及指示.….….…..5
F布置..……………………………………...5
G振动..……………………………………...6
H安装检查..………………………………...6
I船上试验..……………………………..….6
第二节喷水推进器（略）
第三节推力器………………………7
A通则………………………..……………...7
B设计………………………..……………...8
C检查和试验…………………..……….....9
D车间试验…………………..………...…..10
E控制、报警、安全功能及指示….....….10
F布置…………………………..……...….11
G振动…………………………......……....12
H安装检查…………………….....…..…....12
I船上试验…………………….....…….....12
第四节压缩机……………………13
A通则………………………..…...……....13
B设计………………………..…...……....14
C检查和试验………………..…….……....15
D车间试验…………………..….………....16
E控制和监测………………..….………....16
F船上安装………………..…….………....16
G振动………………..………....….............16
H安装检查…………..………....….............16
第一节螺旋桨
A通则
A100适用范围
101本节要求适用于需经认可的用于推进、操舵和改善船舶操纵性的螺旋桨。
见第2章第1节A200（对于辅助侧推器，也可参见第3节A101）。
102第2章描述了对旋转机械的所有基本要求，并作为第3、4和5章的基础。
103下述被视为螺旋桨的一部分应提交认可：
—桨叶
—桨叶螺栓（如有）
—桨毂
—螺距控制机构（如有）
对于螺旋桨在轴上的安装，见第4章第1节。
104关于冰区加强船舶的螺旋桨，见本规范第5篇第1章。
105螺旋桨应有NV证书。
A200送审文件
201表A1中的图纸和资料应尽可能提交认可。
图纸应清楚的表明详细尺寸、布置和材料规格及热处理工艺。
对于钢制的桨叶、桨毂、桨叶螺栓，应给出超声波试验认可标准（或参照）。
设计参数如主机功率、桨叶转速、最大船速和冰级应予说明，参见第4章第3节A101。
制造公差级（ISO484）应在螺旋桨图上说明。
202对于仪表及自动化，包括基于计算机的控制和监视，见第9章第1节。
表A1送审文件
适用范围
部件
认可（A）
资料信息（I）
设计要求参考
整体式定距桨
整体浇铸螺旋桨
A
见入级附注41.5
组装式定距桨和可调桨
桨叶
A
见入级附注41.5
桨叶螺栓
A
见B400
桨毂
A
可调桨
螺距控制机构
A
见B300
液压系统示意图1）
A
见本规范F300和第6章第5节H100
操作指导3）
I
见E102
所有型式的螺旋桨
螺旋桨在轴上的安装2）
A
安装指导
I
控制、报警、安全功能和指示原理图
A
见E100
操作说明书
I
随动导流螺旋桨
随动导流螺旋桨的布置
I
见F200
1）包括许可操纵伺服压力、油滤器以及最小油清洁度说明。
2）数据和计算书。
3）仅在螺距调整的情况下用作原动机的负荷控制。
B设计
B100一般要求
101螺旋桨材料应与第2篇第1章和第2篇第2章的要求一致。
对于其它材料，其机械性能和化学成分的详细数据应提交本社认可。
若递交了足够的介绍文件资料，疲劳特性不同于表B1的也予认可。
表B1材料性能
材料
材料常数
U1（N/mm2）
材料常数
U2
最小屈服强度
σy（N/mm2）
最小抗拉强度
σB（N/mm2）
锰-黄铜（CU1）
55
0.15
175
440
镍-锰-黄铜（CU2）
55
0.15
175
440
镍-铝-青铜（CU3）
80
0.18
245
590
锰-铝-青铜（CU4）
75
0.18
275
630
马氏体/铁素体不锈钢（13-1）
60
0.20
440
590
马氏体/铁素体/奥氏体不锈钢（16-5）
70
0.20
540
760
马氏体/铁素体不锈钢（13-4-6）
65
0.20
550
750
奥氏体不锈钢（18-8）
55
0.23
180
440
铸钢和其它材料特殊考虑。
指导性意见：
疲劳特性U1（疲劳强度幅）和U2（随着平均应力的增大，疲劳强度的相对减小）应按下述推荐试验方法证明：
—在“海水”中测试无刮痕材料试样。
其表面粗糙度应于螺旋桨完工时的一致，机械性能和化学成分应能代表对材料的最小要求。
—最好选用扁钢弯曲，但是旋转弯曲试验也予接受。
—试样厚度至少为25mm。
—应进行有焊接修补和无焊接修补试验。
—在弯曲频率不超过5Hz时循环次数最小为107。
—最小试验次数：
2×20（有和无焊接修补）。
试样应最少取自两批不同的材料。
—应根据“阶梯法”进行试验。
若标准偏移不超过平均值15%，U1取相对于零平均应力（应力比，R＝－1），循环次数为107时的平均疲劳幅度（N/mm2）除以系数2。
在U2已被证明的情况下，应按上述在应力比R＝0时进行附加试验。
———指导性意见结束———
102200、300和400的要求适用于所有传统型设计和布置的螺旋桨，除非有其他特殊说明。
对于船级社认为的非传统设计的螺旋桨（如：
表面冲孔螺旋桨，摆线螺旋桨等），其认可需特殊考虑。
103如果通过其它方法，如可靠的测量或详细的计算证明其强度足够，则少于B要求的尺寸图也予接受。
104材料的合成应尽可能减少电化腐蚀。
105桨毂、锥孔、倒角和桨叶的完工表面应光顺。
B200桨叶尺寸标准
201应考虑的负荷情况如下：
a）在正常、前进时由于旋转螺旋桨负荷的变化引起的高循环动应力（循环次数＞108）。
b）当动应力不受高循环载荷变化控制，如螺旋桨旋转方向倒转和螺旋桨在未受扰动轴流中运行，则应考虑由在海上航行、操纵、起动和停车、倒转、反复的冰区冲击载荷等情况下螺旋桨负荷变化引起的低循环动应力（循环次数＜106）。
对于计算方法的详细描述，见入级附注41.5。
B300螺距控制机构
301螺距控制机构应能承受两片桨叶螺距调整受阻（伺服力作用于两片桨叶上）时传递来的静力，其屈服安全系数最小应为1.0。
302最大伺服力（伺服压力相当于安全阀的设定压力）应在计算中采用。
假定定位销位于最危险的位置。
303除非螺旋桨仅用于辅助目的，考虑其疲劳时应同时考虑到下述情况：
—螺旋桨的起动和停车
—可能的操纵和船位保持
—在正常、前进工况下螺距设置的改变
—在正常、前进运行下螺旋桨旋转负荷的变化（仅对拟用作主推进的螺旋桨）。
304设计应保证合理的低应力集中。
305液压油的过滤级别必须与系统许可的最大杂质尺寸对应。
306管系和辅助设备如管子、泵、滤器和冷却器等的一般设计要求，见本规范的第6章和第7章的适用规定。
B400桨叶安装到桨毂上
401桨叶螺栓的预紧应保证有足够的摩擦力以防止当螺旋桨受300所述的力的作用时桨叶法兰的滑动，且安全系数至少为1.0。
如果装有安全销，则摩擦力和剪力的总和应予以考虑。
桨叶螺栓的最小截面处的预应力不应超过螺栓材料屈服极限的70%或抗拉强度的56%两者之间的较小者。
402桨叶螺栓的预应力应足够高以保证在所有许可的运行工况下配合面之间得到一定的最小表面压力。
但是，桨叶螺栓应力不应超过螺栓材料的屈服极限。
403对于用作主推进的螺旋桨，桨叶螺栓最小螺纹截面处的高循环动应力幅应满足下述标准：
S＝
S=安全系数，不小于1.5。
σA=动应力幅
U=螺纹区许可公称应力幅，通常，对于机制螺纹取35N/mm2，对于滚制螺纹，取60N/mm2。
404桨叶安装的其它方法应特殊考虑。
C检查和试验
C100一般要求
101桨叶螺栓的预紧应在验船师在场时进行。
102105至108中的所有试验和检查都应在验船师在场时进行。
103对于可调桨，所有连接处都应正确密封。
104对于用于推进的可调桨，在桨叶法兰和桨毂上应最少适当的标出下述螺距设定点：
—在70%半径处螺距为零
—最大正车螺距（螺距由机械限位器限制）
—最大倒车螺距（螺距由机械限位器限制）
螺距标记和螺距机械反馈的设置的正确性应予以证实。
105应演示螺距限位器的功能。
如果限位器位于桨毂之外，应验证每个方向的最大偏差小于限位器位于桨毂内时。
106装配后，整个伺服系统应正确冲洗。
107完工的可调螺距螺旋桨系统应在验船师在场时进行性能试验和下述压力试验:
—螺距的控制，压力为1.5倍设计压力
—螺旋桨的密性试验压力为1bar。
C200零件的检查和试验
201关于认证方案、短期、制造检查安排和重要情况，见第2章第2节。
202单独的桨叶应有NV证书。
203其他要求的证书应与表C1一致。
204关于无损探伤试验检查表面缺陷，采用下列认可标准：
—对于桨叶和桨毂，采用第2篇第2章第7节和第10节的标准。
—调距机构的部件的高应力区域无缺陷指示予以接受。
表C1C类证书
部件
材料证书（化学成分和机械性能）
磁粉探伤或着色探伤
外观尺寸检查
整体浇铸螺旋桨
NV
NV
NV1）
单独浇铸的桨叶
NV
NV
NV1）
单独浇铸的桨毂
NV/W2）
W3）
NV/W2）
桨叶螺栓
NV/W2）
W
W
曲柄盘、推拉杆、执行机构油缸和十字头以及其它认为必需的螺距机构
W
W4）
W
C300辅助设备的认可证书
301泵、电机、冷却器、管子、滤器和阀等作为液压操纵和冷却系统的完整组件，如有需要，由螺旋桨制造厂的质量体系进行检查。
D车间试验
D100一般要求
101完工的螺旋桨应在验船师在场时按照IS0484（或等效标准）进行静平衡试验。
对于叶梢速度超过60m/s的推进螺旋桨可要求进行动平衡试验。
对于组合式螺旋桨，对完工螺旋桨所要求的静平衡试验可由分别调控每个桨叶重量和重心位置来代替。
制造厂商应演示装配好的螺旋桨处于规定的限值之内。
E控制、报警、安全功能及指示
E100一般要求
101对可调桨，控制和监测系统应符合第9章的要求。
102螺距调整不能用作负荷控制系统或原动力，除非螺旋桨系统为这一目的而特殊设计。
103应设就地螺距控制。
104若未经其它认可，应根据表E1提供仪表和报警。
F布置
F100一般要求
101螺栓和螺母应正确紧固。
F200螺旋桨布置
201螺旋桨的布置和设计应使其在所有工况下均保持满意的性能。
202关于螺旋桨和船体之间的间隙的导则见船舶入级规范第3篇第3章第2节。
203附属随动导流螺旋桨的布置将特殊考虑。
F300螺距控制液压系统
301除非螺旋桨仅用于辅助目的，应至少设两台独立的液压泵。
如果功率小于400kW并且每台泵由其所服务的装置直接驱动，每种型号的一台易更换的泵可被认可为备用泵。
302关于液压系统的一般要求，见本规范第6章第5节H100。
表E1要求仪表和报警
适用范围
项目
指示
报警
备用泵自动起动
备注
所有螺旋桨
桨速r.p.m
就地遥控
驾驶室设遥控指示器
旋转方向可倒转螺旋桨
旋转方向
遥控
驾驶室设遥控指示器
可调桨
桨距
就地1）遥控
驾驶室设遥控指示器
伺服油压
就地2）
低
×
伺服油温
就地
高
轴功率＞1500kW时要求
伺服油位
就地
低
伺服油滤器、差压
高
1）对于主推进，下列螺距设置应标记在就地螺距指示器上：
正车和倒车机械螺距限制、全速前进螺距、最大许可倒车转速（r.p.m）下的最大螺距、零推力螺距。
2）指示器应能指示伺服油压的突峰值。
G振动
G100一般要求
101不适用。
H安装检查
H100一般要求
101外部组件的安装应按制造商的说明进行。
H200桨叶的安装
201桨叶的安装件第4章第1节。
202桨叶螺栓的预紧见C102。
H300螺距标记
301螺距标记见C105。
H400液压管系
401管系应处于合适的位置并正确的紧固。
应可进行检查和试验。
I船上试验
I100海试
101对可调螺距螺旋桨，应向验船师演示调距功能和伺服压力并使其满意。
也应演示就地螺距控制功能，就地螺距指示器的正确性应得到验证。
102除非螺旋桨仅用于辅助目的，试航期间应向验船师演示被动式伺服机构的调距特性。
103试航期间，应以全速正车运转和全速倒车运转来试验螺旋桨性能。
对定距桨以最大允许倒车转速（r/min）运转来试验倒车性能。
对调距桨以最大允许倒车转速（r/min）下的最大倒车螺距运转来试验倒车性能。
104对调距桨，应向验船师演示安全阀的功能及设定并使其满意。
105海试后应检查伺服油的滤器。
第三节推力器
A通则
A100适用范围
101本节要求适用于拟用作推进、推进及转向、动力定位和辅助作业（300kW以上）的推力器装置。
然而，对于所有的推力器，应在船上进行I中规定的效用试验。
对于小于300kW的辅助装置，管隧和焊接于船体之上形成防水浸入隔层的其它部件也应提交认可。
102第2章描述了对旋转机械的所有基本要求，其也是第3、第4和第5章的基础。
103整套推力器应与DNV证书一起交付。
104定义
推力器是指为产生推力而装有螺旋桨或叶轮的装置。
推力装置可为带有较低齿轮、较低或较高齿轮，或带有直接联于螺旋桨轴的原动机的常规型装置。
从带导流孔的螺旋桨至较高齿轮的输入轴，或滑环装置（如有）视为完整的装置。
推进推力器是指主要用于船舶推进的推力器。
推进推力器也可用于转向操作。
动力定位推力器是指作为具有船级符号DYNPOS—AUTS、DYNPOS—AUT、DYNPOS—AUTR和DYNPOS—AUTRO的船舶其上动力定位系统一部分的推进器。
辅助推力器是指用于除推进和动力定位之外的其它功能的推进器。
105对于HS、LC和NSC，下述要求也适用：
—通用机械：
HSC规范9.1.1至9.1.14，HSC规范9.7和9.8（客船）和HSC规范9.9（货船）。
—推进和提升装置：
HSC规范9.6.1至9.6.5。
106对于冰区船级符号，见本规范第5篇第1章。
A200送审文件
201基本的运行和负荷信息应提交认可：
除导管推力器外的所有推力器：
—任何有关适用于推力器装置的运行（设计）限制（如在高船速下全回转装置的转速限制、可伸缩装置收放时最大船舶速度）。
—应急停止程序（推力器运行）包括极限位置的许用操纵期间的负载控制系统功能。
—在极限的许用操纵条件下作用于推力器装置上的最大作用力。
所有推力器：
—螺旋桨驱动电机启动程序包括最大启动力矩的证明文件（KAP系数见入级附注41.2）。
此要求不适用于已满足磨损安全系数（见表B2）且最大转矩系数KAP等于1.5或更高的推力器。
—负载控制和监测系统包括每个系统的动力供应的功能描述。
202下列图纸和资料应提交认可：
—推力器布置图
—装配图（剖面图）
—结构图（齿轮箱体等）和与隧道/导流管的连接
—转向柱
—转向（全回转）齿轮装置的装配
—包括全回转机构的齿轮传动装置（按第4章第2节规定）
—轴，联轴节（按第4章第1节规定）
—螺旋桨（按第1节规定）
—轴承布置
—暴露在海水中的密封填料函
—与船体的安装
—弹性安装的推力器的密封装置
—螺旋桨导流管（见本规范第3篇第3章第2节）
原理图和数据：
—全回转机构的负荷数据（见B400）
—冷却、润滑和液压系统管系图（调距、回转等）
—报警设置点和延时
—指示器定位
计算书：
—扭振计算，见G
—直接启动（或星—三角启动）的电机驱动的冲击扭振
—滚动轴承的工作寿命计算
202如有需要，应提供下述计算书和程序文件：
—冲击扭转振动（直接启动或星—三角启动除外）
—摇摆振动
—部件强度（如转向柱等）
—关于驱动齿轮啮合接触的装配和调整程序。
B设计
B100一般要求
101推力器应能经受各种可能的运行模式所施加的负荷。
102推力器装置可通过专门的检查孔或无需作太多拆卸的其他方法（例如光导纤维仪表）进行坞内检验。
103对管系及管子、泵、滤器、冷却器等辅助设备的一般要求见本规范第6章和第7章的适用部分。
B200轴系
201轴系和轴系部件的尺寸应符合第4章第1节的要求。
B300齿轮传动装置
301齿轮传动装置应尽实际可能符合第4章第2节的要求。
通常表B1给出的使用寿命标准也可用于螺旋桨传动轴上齿轮的设计。
齿轮装置的齿断裂安全系数SF，点蚀、剥落及表面压坏安全系数SH和咬齿安全系数SS的最小值列于第4章第2节表B1。
动力定位推力器的齿轮的安全系数与推进齿轮的相同。
表B1推力器类型和负荷循环
推力器类型
全功率下最小输入轴转数
（NL负荷循环）
推进1）
1*1010
动力定位
5*108
辅助
5*107
1）对于经常经受过载（中间负荷）的推力器，应采用相关的附和及相应的累积负荷循环数，参见第4章第3节A101。
B400全回转转向装置
401通过装置转向来产生反向推力的全回转推力器应设计得能在最小为2r/min的转速下正常工作。
402全回转转向机构应留有自锁余量，除非装设了过载保护装置。
传动链总效率（不包括驱动电机）不应小于0.65。
403拟用于动力定位的全回转转向机构应设计得能连续运转。
404转向装置应尽可能符合第4章第2节的要求。
转向装置的设计应考虑到相应的负荷（见A201）。
指导性意见：
下列负荷情况应作典型考虑：
—与液压操纵安全阀设定压力（转向设计压力PD）相对应的最大扭矩，电机运行相应的最大转矩。
通常将此视为静态或低循环疲劳工况（1000循环次数）。
—较大操纵时的负荷（航向转换）。
此负荷通常与最大工作压力PW相对应并且典型地出现在船舶的使用寿命中5000~10000次的范围内。
—由于保持正确航向产生的负荷（自动导航负荷）。
通常这是一种高循环负荷工况，在船舶的使用寿命内可能出现5*107次的航向纠正（负荷循环）。
———指导性意见结束———
405电动转向机构驱动器的最大转矩最小应为操纵试验（见船舶入级规范第3篇第3章第2节J102）中的转矩的1.25倍。
这被视为与对液压转向装置的要求（见船舶入级规范第3篇第3章第2节J306）等同。
齿轮装置的齿断裂安全系数SF，点蚀、剥落及表面压坏安全系数SH和咬齿安全系数SS的最小值列于表B3：
表B3安全系数
SF
SH
SS
全回转转向机构
—表面硬化
—表面未硬化
1.5
1.5
1.15
1.0
1.4*
1.2*
*不适用于低速齿轮（节线速度＜2m/s）
B500转向柱、导流罩和水下外壳
501转向操纵杆和导流罩上最大局部应力不应超过许可（可能）极端操纵（见A201）下材料屈服极限的0.8倍。
如分析法达不到令人满意的精确度（相对应力集中系数有时在文献中难以找出），则要求进行FME计算。
最大公称应力不应超过屈服极限的50%。
502转向柱和导流罩应设计得能承受因推力振动和其它动水载荷引起的疲劳负荷。
此要求同样适用于母材和焊材。
503推力器结构如水下外壳、转向柱和导流罩等应有足够的刚度，以避免有害变形对承受A201所述负荷时的中间轴、密封装置、轴承和齿面等造成损害。
504转向柱和导流罩周围穿越船体处的密封装置，通常其布置应能使可能的泄漏在水渗入水敏部件之前被发现，如回转轴承和齿轮等。
现有的带使用记录的其它密封布置设计也予接受。
B600螺旋桨
601螺旋桨及其部件应满足第1节的相关尺度要求。
602应特别注意桨叶的密封，以防止水进入油系统。
密封应设计的使其预期使用寿命安全的超过规定的使用间隔。
603拟用于动力定位系统的推力器的调距机构，应设计为能满足连续运行。
B700轴承
701流体油膜轴承的设计应符合第4章第2节B701的要求。
702滚珠和滚柱轴承应具有第4章第2节B702规定的最小L10a（ISO281）。
B800润滑系统
801润滑系统应能向所有轴承、齿面和其它需要足够数量用于润滑和冷却的油的部件供油。
应能在本规范第1章第3节B200所述的各种环境工况下进行维护。
802润滑系统包括：
—取油样布置，以检测水和杂质的污染
—精度适合的滤器用于齿轮机构、液压件和轴承（见702）
—如需要，设置一个冷却器，以使在相关的最坏环境工况下运行时油温能保持在规定的最大油温范围内（见801）
—对于推进和动力定位装置，应能在不中断油供应的情况下更换或清洗滤器
—如果装置运行需要强制润滑，单推进装置应设能即刻运行的备用泵。
对于设有两个或更多独立的规格相同的推进装置的船舶，每套装置一台泵可予认可。
803对于推进推力器，若自转是有害的，则应设：
—轴制动器，扭矩保持为（静态）最大预期自转转矩的2倍，或
—一个额外的油泵，应不同于备用泵。
所选的方案应能在停车后30S内自动投入运行。
804对于设计为在低速以致机带泵（如需要）不能提供足够的油压下运行的推力器，以下可予接受：
—一个额外的电动油泵，可在给定油压下起动，或者
—2个排量相同的电动主油泵，其中一个布置为即刻起动的备用泵。
2台泵应由不同的配电板供电。
C检查和试验
C100一般要求
101关于认证方案、短期、MSA和重要条件见第2章第2节。
102推力器的部件可按200的描述进行试验并备证明文件，或者由制造厂的质量体系进行整套装置的试验并备证明文件，或者两者结合。
上述认证方案在MSA中予以
升级会员 