德國CENTA公司專門從事高彈性聯(lián)軸器、離合器、碳纖維軸系、萬向軸傳動裝置及減震裝置的生產(chǎn)和開發(fā)。產(chǎn)品類型有二十多種,扭矩覆蓋范圍:10~1000,000Nm,廣泛應(yīng)用于船舶、機車、工程機械(混凝土泵車、挖掘機、壓路機、銑刨機、電機帶液壓泵、其他靜壓傳動如平臺車等)、建筑機械、風(fēng)力發(fā)電、柴油發(fā)電機組、空氣壓縮機、特種汽車、專用車、掃路車、發(fā)動機試驗臺架、軍艦、快艇、氣墊船、大型船艦及工業(yè)設(shè)備等傳動系統(tǒng)。目前在全球有超過一千多萬個聯(lián)軸器在使用中。
德國CENTA Antriebe kirschey 公司董事長和創(chuàng)始人幾年來,高速渡船市場和船型設(shè)計都有長足的發(fā)展,主要是通過增加推進功率和減輕船體重量來提高航速。
為此,開發(fā)應(yīng)用了系列新型的大功率柴油機。同時,燃?xì)廨啓C的應(yīng)用也越來越引人注目,而且船體及船用設(shè)備的重量也在減輕。當(dāng)今,鋁質(zhì)材料在高速單體和雙體船上得到了廣泛的應(yīng)用。 123,123
在減輕船體重量的趨勢中,推進系統(tǒng)的動力傳輸部件的減重也提到了議事日程。典型的是,在2臺或4臺高速柴油機通過減速齒輪箱驅(qū)動噴水推進器的高速船上,無論柴油機與齒輪箱之間,還是齒輪箱和噴水推進裝置之間的距離都縮短了。尤其是在雙體船狹小的空間里要求錯落布置4臺柴油機,前部柴油機中發(fā)出的功率必須通過后部的柴油機傳輸出去。因此,這就要求配備重量最輕、部件最少的傳動裝置。
而采用由碳纖維管材料的驅(qū)動軸,能夠輕而易舉地達(dá)到減輕傳動部件重量的目的。
碳纖維驅(qū)動軸的主要優(yōu)點
1) 明顯地減輕了驅(qū)動軸的重量。和堅硬的鋼質(zhì)軸相比較,碳纖維軸的重量明顯地減輕了約70%,這其中包括復(fù)合管端部必要的金屬部件,其實僅碳纖維管本身的重量的確很輕。一般可以規(guī)納為:軸越長,減重的量越大,復(fù)合軸減重的效果越明顯。
123456
2) 臨界速度高。由于轉(zhuǎn)速是設(shè)定的,故使用碳纖維軸的優(yōu)點體現(xiàn)在長的推進軸系上。換言之,軸承之間的距離會較長。因此,長軸系上通常不需要布置軸承,至少減少了軸承的數(shù)量,這樣就降低了成本,減輕了軸系,減少了部件,而且還節(jié)省了軸承支撐件的成本以及減輕了重量。
3) 長壽命、低噪聲、無腐蝕、無磨擦、免維修、不導(dǎo)電、無磁性。
設(shè)計特點
所有CENTA的復(fù)合軸都設(shè)計得輕巧,重量最小,尺寸最佳。為此,專門開發(fā)一套計算機程序,以便設(shè)計出效率最高的長纖維層裝置(filament layering systems),使推進軸具有良好的技術(shù)特性。CENTA牌碳纖維復(fù)合軸的獨特之處在于采用主動鎖緊系統(tǒng),就是采用錐形鈦金屬銷銷住鋼質(zhì)或鋁質(zhì)金屬法蘭,這種技術(shù)提供了經(jīng)濟、可靠的解決功率傳輸?shù)霓k法,并受專利保護。這種主動鎖緊系統(tǒng)使軸系在額定扭矩下安全系數(shù)提高到6倍,疲勞強度的安全系數(shù)提高到3倍。
123456
為了避免由于軸的裝配偏差和船體的扭曲所造成的危險應(yīng)力,CENTA公司在軸管的兩端原則上采用柔性連接。
實船使用情況
自1996年以來,已經(jīng)交付了近100根碳纖維軸用于船舶推進系統(tǒng),絕大多數(shù)都用在高速渡輪上,但有些也用于軍船、巡邏艇、豪華游艇、賽艇、挖泥船和泵站上。
長度:每段的長度可達(dá)8米,用戶要求的任何長度都可以按段組合;
扭矩:可承載的扭矩為200千牛頓米,如果用戶要求更大的扭矩,也可以滿足要求;
轉(zhuǎn)速:軸的轉(zhuǎn)速可達(dá)300轉(zhuǎn)/分。
認(rèn)可:到目前為止,該產(chǎn)品已經(jīng)由美國船級社、挪威船級社、德國勞氏船級社、英國勞氏船級社和英國皇家造船師協(xié)會認(rèn)可,如須經(jīng)其它船級社認(rèn)可,也可以滿足要求。
最后忠告用戶,在船舶設(shè)計的早期階段,如果CENTA公司能夠盡早介入的話,可根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗提供最佳的推進系統(tǒng)方案。因為使用碳纖維軸不只是一般意義上的推進軸材料的替換,所以在船舶設(shè)計階段需要統(tǒng)盤考慮碳纖維軸的設(shè)計。
本文來自123
摘自《國際船艇》電子版 碳纖維驅(qū)動軸在船舶推進系統(tǒng)的應(yīng)用