碳纖維軸系聯軸器驅動軸在船舶推進應用

德國CENTA公司專門從事高彈性聯軸器、離合器、碳纖維軸系、萬向軸傳動裝置及減震裝置的生產和開發。產品類型有二十多種，扭矩覆蓋范圍：10～1000,000Nm，廣泛應用于船舶、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、風力發電、柴油發電機組、空氣壓縮機、特種汽車、專用車、掃路車、發動機試驗臺架、軍艦、快艇、氣墊船、大型船艦及工業設備等傳動系統。目前在全球有超過一千多萬個聯軸器在使用中。



德國CENTA Antriebe kirschey 公司董事長和創始人幾年來,高速渡船市場和船型設計都有長足的發展，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，開發應用了系列新型的大功率柴油機。同時，燃氣輪機的應用也越來越引人注目，而且船體及船用設備的重量也在減輕。當今，鋁質材料在高速單體和雙體船上得到了廣泛的應用。 123,123

在減輕船體重量的趨勢中，推進系統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動軸，能夠輕而易舉地達到減輕傳動部件重量的目的。

碳纖維驅動軸的主要優點

1） 明顯地減輕了驅動軸的重量。和堅硬的鋼質軸相比較，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。一般可以規納為：軸越長，減重的量越大，復合軸減重的效果越明顯。

2） 臨界速度高。由于轉速是設定的，故使用碳纖維軸的優點體現在長的推進軸系上。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量，這樣就降低了成本，減輕了軸系，減少了部件，而且還節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、不導電、無磁性。

設計特點

所有CENTA的復合軸都設計得輕巧，重量最小，尺寸最佳。為此，專門開發一套計算機程序，以便設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特性。CENTA牌碳纖維復合軸的獨特之處在于采用主動鎖緊系統，就是采用錐形鈦金屬銷銷住鋼質或鋁質金屬法蘭，這種技術提供了經濟、可靠的解決功率傳輸的辦法，并受專利保護。這種主動鎖緊系統使軸系在額定扭矩下安全系數提高到6倍，疲勞強度的安全系數提高到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，已經交付了近100根碳纖維軸用于船舶推進系統，絕大多數都用在高速渡輪上，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；
轉速：軸的轉速可達300轉／分。
認可：到目前為止，該產品已經由美國船級社、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會認可，如須經其它船級社認可,也可以滿足要求。
最后忠告用戶，在船舶設計的早期階段，如果CENTA公司能夠盡早介入的話，可根據現有經驗提供最佳的推進系統方案。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，所以在船舶設計階段需要統盤考慮碳纖維軸的設計。 本文來自123

摘自《國際船艇》電子版 碳纖維驅動軸在船舶推進系統的應用