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해양 추진축 시스템의 선미관 베어링의 발열 사고 조사. 그러나 추진축 베어링의 반력은 주 엔진의 온도 차이, 베어링 지지대의 부하 비율, 선체 변형 및 추진축 시스템의 정렬 불량으로 인해 원래 설계 값을 초과하는 경우가 많습니다.

축계배치와 베어링 영향계수

축계배치에 있어서의 문제점

각 축에 2개의 베어링을 배치하되, 자유 상태에서 양측의 커플링 변위가 0이 되도록 하십시오(에어 포인트 지지대). 중간축 베어링의 설치 위치는 선박의 구조나 다른 장비의 배치를 방해하지 않도록 배치되어야 합니다.

새로운 추진축계의 배치문제

일반적으로 베어링 수를 줄이고 베어링 간격을 늘리면 차축 시스템이 차축 배열의 변화에 ​​더 둔감해지고 더욱 안정적이 됩니다. 차축 시스템의 다양한 예상 변동에 대한 하중 및 모멘트의 크기를 검토하고 설계 단계에서 수직 및 세로 위치와 베어링 수를 결정하여 항상 안전한 범위 내에 있는지 확인합니다.[4]

Table 2.1 An example of reaction influence number

추진축계 배치에 있어 고려할 사항

선미관 베어링은 해당 경사를 갖도록 드릴링되거나 베어링 슬리브의 외경이 해당 경사를 갖도록 가공됩니다. 또한 선미관의 흰색 금속 베어링 후방 3분의 1에 경사 보링 작업이 수행됩니다(부분 경사 보링 또는 이중 경사 보링).

추진축계 배치계산의 종류와 의미

• 축계의 합리적인 배치
• 축계의 배치 불량
• 축계배치 방법과 점검
• 추진축계 배치계산의 기준

오일 윤활 시 대부분의 선급 협회에서 제안하는 최대 거친 튜브 후방 베어링. 선미관 후방 베어링의 대표점에서 반력을 최소화합니다.

축계정렬 설계기준

엔진 플라이휠 PTO 굽힘 모멘트 및 전단력의 크기는 엔진 제조업체의 설계 사양을 따릅니다. 그러나 MAN과 같은 엔진 제조업체는 최근 엔진 플라이휠 연결축의 굽힘 모멘트/전단력 다이어그램 대신 엔진 베어링 반력을 수용 가능한 표준으로 받아들이는 단계를 보여주었습니다.

기본식의 유도

횡하중과 모멘트 하중을 받는 부등 단면보의 절점 방정식

또한, 부재측의 변위는 연결된 절점의 변위와 동일합니다. 오른쪽의 첫 번째 벡터는 절점에 작용하는 외력이고, 두 번째 벡터는 각 절점에 모인 각 부재의 고정점에서의 단면력이며, 각 부재의 중심에 작용하는 외력을 다음과 같이 환산한 것이다. 노드 하중.

Fig. 3.1(b) 를 참조하면

횡하중과 모멘트 하중을 받는 보의 강성매트릭스

계수 행렬은 전체 빔의 강성 행렬입니다. 이러한 방식으로 순차적으로 중첩함으로써 전체 구조에 대한 포괄적인 강성행렬을 얻을 수 있다.

횡하중과 모멘트 하중을 받는 부등단면보 절점방정식의 해법 17

이 계산의 목적 중 하나가 지지점의 반력을 아는 것이므로 제거된 행을 다른 곳에 두고 변형량을 계산한 후 여기에 강성행렬을 곱하여 지지점의 반력을 구합니다. 이러한 방식으로 각 지지점에서의 반력을 계산할 수 있습니다.

Fig. 3.3 Disposal of supporting points

추진축계의 최적배치 계산방법 (최적화 알고리즘)

축계의 최적배치계산

선미엔진의 경우 주엔진을 선미에 최대한 가깝게 배치하여 엔진룸의 길이를 줄여야 하는데, 이는 그림의 Lo 치수가 작아진다는 것을 의미합니다. 이를 수용하기 위해 선수측 선미관 베어링을 제거하기 위해 중간 베어링을 제거하거나 중간 베어링을 후미측으로 이동시키는 것을 고려하는 경우가 있는데, 후자의 경우 이는 위치 변경과 관련이 있다. 후방 격벽의. .

축계의 선형성

선형계획문제

선형 계획법은 다음과 같이 최적의 할당을 계산하는 데 사용됩니다. 또한, 실제 계산은 계수계산부터 시작하여 선형계획법 계산, 최적상태계산(Hot 및 Cold 상태)을 한번에 프로그램을 통해 수행합니다.

갭(gap)과 색(sag)의 계산

베어링 반력의 이론적 계산 과정

잭업 방법은 일반적으로 구동축 시스템의 베어링 반력을 확인하는 데 사용됩니다. 이 방법은 측정의 단순성으로 인해 많은 산업 분야에서 가장 널리 사용됩니다. 측정 방법에는 눈금이 매겨진 유압 잭을 사용하여 각 베어링에서 샤프트 시스템을 차례로 들어 올리고 샤프트가 베어링에서 떨어지는 순간에 해당하는 베어링 하중을 읽는 작업이 포함됩니다. . 샤프트, 선미 튜브 및 각 베어링에서 수밀 장치를 제거한 후 주 엔진 크랭크 샤프트 중앙에 광학 탐지기를 설치하여 주 엔진과 선미 튜브의 중심선 위치를 모니터링했습니다. 측정된 오차는 주 엔진에서 선미로 갈수록 샤프트의 중심선이 거의 직선에 있음을 보여줍니다.

Fig. 3.7 Static thrust shaft load diagram for the engine of 6S50MC-C

잭-업법(jack-up)을 이용한 실제의 베어링 지지하중 계산방법

잭-업법에 의한 베어링 반력 계측 방법

축이 베어링을 떠나는 순간, 그려진 곡선은 급격한 기울기 변화를 일으킵니다. 베어링 하중은 이들의 평균으로 간주됩니다.

Fig. 3.11 Measurement of bearing load by jack up method

실선 축계 발열사고의 추정원인 분석

축계정렬 작업 오류

액슬 히팅 사고 이후 액슬 시스템을 재조정한 후 선수 튜브 프론트 베어링의 측정값을 비교해 보면 프리 블로킹 조건과 포스트 블로킹 조건에서 설계값을 10% 초과하는 것으로 나타났다. 건식 도킹 후 프로펠러, 샤프트, 앞뒤 수밀 장치를 제거하고 선미 튜브 베어링의 상태를 점검했습니다.

Table 4.5 Summary for heating accident of S/T bearing

VGP 적용에 따른 친환경 오일 적용

최근 국내외 조선소에서 친환경유를 사용하는 선박에서 샤프트 베어링의 발열로 인해 많은 사고가 발생하고 있습니다. 하지만 친환경 오일을 사용했다는 점에서 기존 성능 라인과 다르다.

Table 4.15 S/T seal system & Oil application for each project Ship name 51,200 DWT P.C

선박을 우현으로 급격하게 회전 시

C선박축 시스템 발열사고는 시험작동이 거의 완료됐을 때 방향타 회전시험 중 후방 튜브 베어링의 온도가 급격하게 상승해 발생했다. 일반적으로 손상 정도는 심하지 않으며, 베어링 가장자리의 거친 부분의 흰색 합금 부분이 약간 손상되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

Table 4.20은 C 선박의 축계 발열사고 개요를 정리한 표이다. C 선박의 축계 발열사고는 시운전을 거의 완료한 상태에서 타의 회전 테스트를 하는 과정에서 갑작스럽게 선미관 후부 베어링 온도가 올라가는 발열사고가 발생하였다

축계 발열사고의 재발방지 대책

축계정렬 작업 오류

B선의 축 조정의 이유가 되었던 선수관 후방 베어링의 상대경사 가공작업은 상대적인 정밀도를 요구하기 때문에 매우 까다롭다. B선의 경우 선미관의 후방 베어링을 교체하고 상대경사를 야드에서 직접 재작업하여 액슬 시스템을 조정하였으며, 2차 시운전 후 내부의 열발산을 충분히 검증한 후 인도를 완료하였다. 차축 시스템. .

VGP 적용에 따른 친환경 오일 적용

정상적인 선박 운항 중에는 기름과 바닷물이 접촉해서는 안 됩니다. 시스템 오류로 인해 오일 누출이 발생해서는 안됩니다.

Fig 4.25 Stern tube lube oil circulating system  

선박을 우현으로 급격하게 회전 시

향후 VGP를 적용한 선박에는 친환경 오일 적용의 대안으로 오일 누출 에어 씰을 기술적으로 적용할 수 있음이 확인되었습니다. 따라서 이러한 문제를 방지하기 위해서는 가능하면 베어링 사용설명서를 표준으로 구현해야 하며, 스티어링 휠 관련 테스트는 베어링을 어느 정도 위치시킨 후 실시하도록 요구하고 있다.

Table 4.28 Operating manual for S/T bearing during sea trial-STX  