船舶用船尾管軸 中間軸加工

船舶用船尾管軸と中間軸は、船舶の推進システムにおける重要な部品であり、主機（エンジン）の動力をプロペラに伝達し、船舶を前進させる役割を担います。

1. 船舶用船尾管軸

船尾管軸は、船舶の推進システムにおいてプロペラに直接接続される軸であり、船尾に位置し、中間軸または主機からの動力をプロペラに伝達し、船舶を前進させます。

機能

• 動力伝達：中間軸または減速歯車箱の回転動力をプロペラに伝達します。
• 荷重負担：プロペラの推力、トルク、および船舶航行中の振動や衝撃に耐えます。
• 密封と潤滑：船尾管軸の密封装置（オイルシールやウォーターシールなど）により、海水が船体内に侵入するのを防ぎ、同時に潤滑システムにより摩擦を低減します。

設計と構造の特徴

• 構造：
  • 通常、長円柱形の軸であり、長さは船舶のサイズによって異なります（数メートルから数十メートル）。
  • 一端はプロペラに接続され、もう一端はカップリングを介して中間軸または歯車箱に接続されます。
  • 通常、船尾管（Stern Tube）が装備されており、内部には軸受（通常は油潤滑または水潤滑軸受）があり、軸の回転を支えます。
• 船尾管軸の密封：
  • 油潤滑密封：オイルシールとパッキンを使用し、海水の浸入を防ぎます。
  • 水潤滑密封：耐摩耗性材料（ゴムや複合材料など）を使用し、環境要件に適しています。
• 軸受：船尾管内には通常、前後の船尾管軸受があり、材料は主にホワイトメタル、銅合金、または高分子複合材料です。
• 寸法：直径は主機の出力とプロペラの負荷に基づいて設計され、一般的な範囲は50mm〜500mmです。

材料

• 鍛鋼（35CrMo、40CrNiMoなど）：高強度（引張強度≥600 MPa）、高靭性で、大型船舶に適しています。
• ステンレス鋼（316L、17-4PHなど）：耐腐食性があり、海水に長期間さらされる環境に適しています。
• 表面処理：船尾管軸の露出部分は通常、クロムメッキまたは防食層でコーティングされ、軸スリーブは腐食を防ぐために銅合金またはステンレス鋼が使用される場合があります。

応用シーン

• 商船（ばら積み貨物船、タンカー、コンテナ船など）。
• 軍艦、漁船、ヨットなど。
• 特殊船舶（潜水艦、調査船など）には、より高精度の船尾管軸設計が必要です。

2. 船舶用中間軸

中間軸は、主機（または減速歯車箱）と船尾管軸を接続する伝動軸であり、船舶の機関室内に位置し、主機の動力を船尾管軸に伝達します。

機能

• 動力伝達：主機または歯車箱の回転力を船尾管軸に伝達し、プロペラを駆動します。
• 減振と芯出し：カップリングと中間軸受を介して振動を吸収し、動力伝達をスムーズにします。
• 長さ調整：機関室のレイアウトに応じて、中間軸は複数のセクションで構成され、フランジまたはカップリングで接続できます。

設計と構造の特徴

• 構造：
  • 単一または複数の円柱形軸で構成され、長さは機関室から船尾管軸までの距離によって異なります（数メートルから数十メートル）。
  • フランジ、カップリング、またはキー溝を介して、主機、歯車箱、および船尾管軸に接続されます。
  • 軸の回転を支える中間軸受（通常は滑り軸受またはころ軸受）が装備されています。
• 芯出し要件：中間軸は正確に芯出しする必要があり（偏差<0.05mm/m）、振動や軸受の早期摩耗を防ぎます。
• カップリング：一般的な弾性カップリング（ゴムまたは鋼製スプリング型など）は、主機の振動を吸収し、軸系を保護します。
• 寸法：直径は主機の出力（数十ミリメートルから数百ミリメートル）に基づいており、一般的に船尾管軸よりもわずかに小さくなります。

材料

• 鍛鋼（40Cr、42CrMoなど）：高強度、高靭性で、高出力船舶に適しています。
• 合金鋼（35CrNiMoなど）：高負荷環境で使用され、優れた耐疲労性能を発揮します。
• 表面処理：軸表面は研磨またはクロムメッキされ、摩擦を低減します。軸受台は銅合金またはホワイトメタルが使用される場合があります。

応用シーン

• 大型船舶：中間軸は、主機と船尾管軸間の距離が長い場合（ばら積み貨物船、タンカーなど）に不可欠です。
• 中小型船舶：主機が船尾管軸に近い場合、中間軸を省略して船尾管軸に直接接続する場合があります。
• 多軸系船舶：二重プロペラ船舶など、各推進システムには独立した中間軸が必要です。

3. 船尾管軸と中間軸の関連性

• 動力伝達チェーン：主機 → 中間軸（ある場合） → 船尾管軸 → プロペラ、完全な推進システムを構成します。
• 設計連携：
  • 両者の直径、材料、および軸受は統一的に設計する必要があり、動力伝達効率とシステムの安定性を確保します。
  • 船尾管軸は海水に直接さらされるため、より強力な防食対策が必要です。中間軸は機関室内にあり、芯出しと減振が重点的に考慮されます。
• 設置と校正：設置時には、レーザー芯出し器またはダイヤルゲージを使用して、軸系の偏差が<0.05mm/mであることを確認し、振動や摩耗を防ぎます。