Bearbeitungszentrum für Schiffs-Stevenrohre und Zwischenwellen

Schiffs-Stevenrohre und Zwischenwellen sind Schlüsselkomponenten in Schiffsantriebssystemen, die dazu dienen, die Leistung des Hauptmotors (Maschine) auf den Propeller zu übertragen und das Schiff voranzutreiben.

1. Schiffs-Stevenrohr

Das Stevenrohr ist die Welle im Schiffsantriebssystem, die direkt mit dem Propeller verbunden ist. Es befindet sich am Heck des Schiffes und ist dafür verantwortlich, die Leistung von der Zwischenwelle oder dem Hauptmotor auf den Propeller zu übertragen und das Schiff voranzutreiben.

Funktionen

• Leistungsübertragung: Überträgt die Drehbewegung der Zwischenwelle oder des Untersetzungsgetriebes auf den Propeller.
• Lastaufnahme: Nimmt den Schub und das Drehmoment des Propellers sowie die Vibrationen und Stöße während der Schifffahrt auf.
• Abdichtung und Schmierung: Verhindert durch die Stevenrohrendichtung (z. B. Öldichtung oder Wasserdichtung) das Eindringen von Meerwasser in den Schiffsrumpf und reduziert gleichzeitig die Reibung durch das Schmiersystem.

Design- und Strukturmerkmale

• Struktur:
  • Normalerweise eine lange zylindrische Welle, deren Länge von der Schiffsgröße abhängt (einige Meter bis mehrere zehn Meter).
  • Ein Ende ist mit dem Propeller verbunden, das andere Ende über eine Kupplung mit der Zwischenwelle oder dem Getriebe.
  • Oft mit einem Stevenrohr ausgestattet, das Lager (normalerweise öl- oder wassergeschmierte Lager) enthält, die die Drehung der Welle unterstützen.
• Stevenrohrendichtung:
  • Ölgeschmierte Dichtung: Verwendet Öldichtungen und Stopfbuchsen, um das Eindringen von Meerwasser zu verhindern.
  • Wassergeschmierte Dichtung: Verwendet verschleißfeste Materialien (z. B. Gummi oder Verbundwerkstoffe), die für Umweltanforderungen geeignet sind.
• Lager: Das Stevenrohr enthält normalerweise vordere und hintere Stevenrohrlager, deren Materialien hauptsächlich Weißmetall, Kupferlegierungen oder Polymerverbundwerkstoffe sind.
• Abmessungen: Der Durchmesser wird entsprechend der Motorleistung und der Propellerlast ausgelegt, der übliche Bereich liegt zwischen 50 mm und 500 mm.

Materialien

• Schmiedestahl (z. B. 35CrMo, 40CrNiMo): Hohe Festigkeit (Zugfestigkeit ≥ 600 MPa), hohe Zähigkeit, geeignet für große Schiffe.
• Edelstahl (z. B. 316L, 17-4PH): Korrosionsbeständig, geeignet für die langfristige Exposition gegenüber Meerwasser.
• Oberflächenbehandlung: Freiliegende Teile des Stevenrohrs sind oft verchromt oder mit einer Korrosionsschutzschicht versehen, die Buchse (Sleeve) kann aus Kupferlegierung oder Edelstahl bestehen, um Korrosion zu verhindern.

Anwendungsbereiche

• Handelsschiffe (z. B. Massengutfrachter, Öltanker, Containerschiffe).
• Kriegsschiffe, Fischerboote, Yachten usw.
• Spezialschiffe (z. B. U-Boote, Forschungsschiffe), die ein Stevenrohrdesign mit höherer Präzision erfordern.

2. Schiffs-Zwischenwelle

Die Zwischenwelle ist die Antriebswelle, die den Hauptmotor (oder das Untersetzungsgetriebe) mit dem Stevenrohr verbindet. Sie befindet sich im Maschinenraum des Schiffes und ist dafür verantwortlich, die Leistung des Hauptmotors auf das Stevenrohr zu übertragen.

Funktionen

• Leistungsübertragung: Überträgt die Drehbewegung des Hauptmotors oder des Getriebes auf das Stevenrohr und treibt den Propeller an.
• Schwingungsdämpfung und Ausrichtung: Absorbiert Vibrationen durch Kupplungen und Zwischenlager, um eine reibungslose Leistungsübertragung zu gewährleisten.
• Längenanpassung: Je nach Anordnung des Maschinenraums kann die Zwischenwelle aus mehreren Abschnitten bestehen, die durch Flansche oder Kupplungen verbunden sind.

Design- und Strukturmerkmale

• Struktur:
  • Besteht aus einem einzelnen oder mehreren zylindrischen Wellenabschnitten, deren Länge von der Entfernung vom Maschinenraum zum Stevenrohr abhängt (einige Meter bis mehrere zehn Meter).
  • Verbindung zum Hauptmotor, Getriebe und Stevenrohr über Flansche, Kupplungen oder Keilnuten.
  • Ausgestattet mit Zwischenlagern (normalerweise Gleitlager oder Wälzlager), die die Drehung der Welle unterstützen.
• Ausrichtungsanforderungen: Die Zwischenwelle muss präzise ausgerichtet sein (Abweichung < 0,05 mm/m), um Vibrationen und vorzeitigen Lagerverschleiß zu vermeiden.
• Kupplung: Häufig verwendete elastische Kupplungen (z. B. Gummi- oder Stahlfederkupplungen) absorbieren die Vibrationen des Hauptmotors und schützen das Wellensystem.
• Abmessungen: Der Durchmesser richtet sich nach der Motorleistung (einige zehn Millimeter bis mehrere hundert Millimeter) und ist im Allgemeinen etwas kleiner als das Stevenrohr.

Materialien

• Schmiedestahl (z. B. 40Cr, 42CrMo): Hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit, geeignet für Schiffe mit hoher Leistung.
• Legierter Stahl (z. B. 35CrNiMo): Wird in Umgebungen mit hoher Belastung verwendet, ausgezeichnete Dauerfestigkeit.
• Oberflächenbehandlung: Die Wellenoberfläche ist poliert oder verchromt, um die Reibung zu verringern; Lagersitze können aus Kupferlegierung oder Weißmetall bestehen.

Anwendungsbereiche

• Große Schiffe: Zwischenwellen sind unerlässlich, wenn die Entfernung zwischen Hauptmotor und Stevenrohr groß ist (z. B. Massengutfrachter, Öltanker).
• Mittelgroße und kleine Schiffe: Wenn sich der Hauptmotor in der Nähe des Stevenrohrs befindet, kann die Zwischenwelle weggelassen und direkt mit dem Stevenrohr verbunden werden.
• Mehrwellige Schiffe: Bei Schiffen mit Doppelpropellern benötigt jedes Antriebssystem eine unabhängige Zwischenwelle.

3. Zusammenhang zwischen Stevenrohr und Zwischenwelle

• Leistungsübertragungskette: Hauptmotor → Zwischenwelle (falls vorhanden) → Stevenrohr → Propeller bilden das vollständige Antriebssystem.
• Design-Zusammenarbeit:
  • Der Durchmesser, die Materialien und die Lager beider müssen einheitlich ausgelegt sein, um die Effizienz der Leistungsübertragung und die Systemstabilität zu gewährleisten.
  • Das Stevenrohr ist direkt dem Meerwasser ausgesetzt und benötigt stärkere Korrosionsschutzmaßnahmen; die Zwischenwelle befindet sich im Maschinenraum, wobei der Schwerpunkt auf Ausrichtung und Schwingungsdämpfung liegt.
• Installation und Kalibrierung: Bei der Installation muss ein Laser-Ausrichtgerät oder eine Messuhr verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Wellenabweichung < 0,05 mm/m beträgt, um Vibrationen und Verschleiß zu vermeiden.