某船舶主机滑油系统毕业设计.doc

江苏科技大学毕业论文某船舶主机滑油系统毕业设计 目 录第一章 绪论.7 1.1 选题背景及意义.7 1.2 国内外研究动态.7第二章 船舶主机滑油系统概述.8 2.1 船舶主机滑油系统概念及作用.8 2.2 气缸润滑.8 2.3 轴承润滑.10 2.4 润滑系统形成.10第三章 船舶主机滑油系统设计.13 3.1 设计总则.13 3.2 滑油舱柜设计.14 3.3 滑油供给泵设计.15 3.4 滑油冷却器设计.16 3.5 滑油系统滤器选型.17 3.6 滑油系统管路设计.17 3.7 滑油系统设备布置.18第四章 船舶滑油系统设计实例.20 4.1 船舶主机型号及参数表.20 4.2 船舶滑油供给泵的选型.21 4.3 滑油循环泵选型.22 4.4 滑油分油机选型.23 4.5 滑油冷却器设计.25 4.6 滑油系统管路设计.26 4.7 滑油系统其它设备.27 4.8 滑油系统阀件表.28 4.9 滑油系统管路表.29 4.10 滑油系统设计总图.29结语.31致谢.32参考文献.33第一章 绪论1. 1 选题背景及意义滑油系统大致可分为以下几种功能，润滑（减少摩擦，缓解磨损），冷却，防腐，清洁等主要功能，还有一些次要功能并不常用，比如说工作介质，密封，减震等等；滑油主机系统是保障主机正常运行的最重要的辅助系统，设计新的滑油系统，是保障全船安全的重要措施之一；如何正常设计滑油系统，可以合理的节省滑油避免造成浪费，正确的选择滑油，确保滑油的工作压力，工作温度，工作油位；新设计的滑油系统必须可以简单日常维护，日常检测；新设计的滑油系统，既可以保证轮船的正常航行安全，也可以节省一笔可观的支出； 设计新型的滑油系统也体现出国家在科技方面的竞争处于领先位置，也可以感受到中国在船舶领域一步步摆脱西方国家的束缚，走向航程的新起点。因此开展滑油系统的设计有一定的社会价值和经济价值。1.2 国内外研究动态1.2.1 国内现状为了保证工作滑油的良好品质，除了设置常规的进出滤器外，还设置分油机净油系统一套。主机滑油循环柜净油，主机滑油系统的启动，主机滑油沉淀柜的补油。目前国内研究滑油柜以及相关泵存在的问题大概有以下几点：分油机跑油；分离效果不好；分油机电机故障；滑油低压报警；滑油高温报警。等等不足；至于管路系统则有以下不足：运行过程中噪声大；管路出现漏油现象；管道易堵塞；管道出现异常震动；滑油管路中出现断流。1.2.2 国外现状 国外在滑油泵及其油柜，管路几个方面优于我们的同时，并正在着手于滑油消耗过程中的高清洁，高质量，高利用率，在达到同等效果的同时，合理的降低成本，提高经济效益的同时提高社会效益，争取做到不浪费一滴可用油，废油重复利用，增加利用次数及效果。第二章 船舶主机滑油系统概述2.1 船舶主机滑油系统概念及作用 船舶主机滑油系统是保障主机安全稳定运行的必要辅助系统，船舶主机在运行时，由于其运动部件(活塞、十字头、滑块、轴系等)在轴承、汽缸、导板上转动和滑动时，各接触表面之间要发生摩擦，如果两金属表面直接接触会发生干摩擦，那么部件将急剧磨损以至金属表面发热甚至咬死烧熔，机械设备将遭到损坏。船舶主机滑油系统的功用就是对船舶主机设备供应足够的、合乎质量要求的滑油，使干磨擦变成液体润滑下的摩擦，大大的减轻部件的磨损。船舶主机滑油系统根据船舶类型和主机型号的不同而有所不同，但主要包括滑油输送及净化系统，滑油供给系统，滑油泄放系统等【1】。 船舶主机滑油系统主要有以下作用【1】： (l)减磨作用:在相互运动表面保持一层油膜以减少摩擦，这也是润滑系统的主要作用。(2)冷却作用:带走两运动表面因摩擦而产生的热量以及外界传来的热量，保证工作表面的适当温度。(3)清洁作用:冲洗运动表面的污物和金属磨粒以保持工作表面的清洁。(4)密封作用:产生的油膜同时可起到密封作用。如活塞与缸套间的油膜除起到润滑作用外，还有助于密封燃烧室空间。(5)防腐作用:形成的油膜覆盖在金属表面使空气不能与金属表面接触，防止金属锈蚀。(6)减轻噪声作用:形成的油膜可起到缓冲作用，避免两表面直接接触，减轻振动和噪声。(7)传递动力作用:如推力轴承中推力环与推力块之间的动力油压。总之，船舶主机滑油系统的作用是保证供给柴油机动力装置各运动部件的润滑和各部件所需的润滑油。一般而言，船用柴油机的滑油润滑主要分为汽缸润滑和轴承润滑。2.2 气缸润滑2.21 气缸润滑作用 【1】减少摩擦损失和防止气缸和活塞的过度磨损。【2】带走燃烧残留物和金属磨粒等杂质。【3】帮助密封燃烧室空间。【4】覆盖在金属表面上的油膜可防止燃气与金属接触，以免腐蚀。【5】减轻运动过程中的噪声。2.2.2 气缸润滑方式【2】 【1】注油式润滑:即由凸轮轴带动的注油器向布置在气缸周围的注油导管供油来进行润滑。所有装隔板的十字头式柴油机的气缸均采用这种方法润滑。【2】飞溅式润滑:利用连杆大端将曲轴箱内的滑油甩出并飞溅在气缸套表面进行润滑。所有筒形活塞式柴油机都采用这种润滑方式。尽管许多大功率筒形活塞式柴油机也装有注油设备向气缸注油，但这不过是为了补充曲轴箱滑油飞溅润滑的不足，而不能完全代替它。2.2.3 气缸润滑的工作条件【2】 【1】高的工作温度由于气缸套内表面与高温燃气接触，温度较高。高温会降低滑油的粘度，加快滑油氧化变质的速度，并使缸壁上的部分油膜蒸发。【2】边界润滑条件往复运动时活塞的速度在其行程的中部最大，在近上、下止点处为零。因此，只有在活塞行程的中部才有可能实现液体动力润滑，而在上、下止点处则不可能。特别是在上止点附近，气缸中的温度最高，活塞环对缸壁的径向压力最大，即使滑油能承受住这里的高温，也只能有一层吸附的油膜来保证边界润滑条件。【3】活塞的变形在现代大功率柴油机中，由于机械负荷和热负荷(单独一种或二者兼有)的作用，将引起活塞顶部以及环带部分变形，通常活塞向上(向燃烧室内)凸起，顶部直径变大，可能拉伤气缸套。而活塞环带连同环槽也可能因此而产生歪斜，活塞环也被迫随着歪斜，严重时，活塞环的上边缘，特别是顶环的上边缘，与气缸套发生线接触，导致局部负荷过大而引起重大磨损。2.3 轴承的润滑 润滑轴承的油常叫曲轴箱油，又叫柴油机油或系统油，通常所说的滑油实际上就是指曲轴箱油。在十字头式柴油机中，曲轴箱油除了润滑各轴承外，还润滑十字头导板。在筒形活塞式柴油机中，则同时用来润滑气缸和活塞。2.3.1 轴承润滑的作用 轴承润滑的主要作用是为了把工作表面完全隔开，从而把轴承副的摩擦减至最小和防止磨损，然而，滑油还有其它作用，如利用滑油带走部分热量、冲洗表面并带走磨削下来的金属屑、保护金属免遭腐蚀、减轻噪声、有时还起密封作用。2.32 轴承润滑方法 【1】压力润滑利用滑油泵把滑油输送到柴油机所需要润滑的部位，在中、小功率的中、高速柴油机中，滑油泵由柴油机本身驱动，在大功率的中、低速柴油机中，则由电动机单独驱动。主轴承、曲柄销轴承、凸轮轴轴承、十字头销轴承等都用此润滑方法;在许多十字头式柴油机中，滑油是从曲轴沿连杆的钻孔供给十字头轴承的。在这种情况下，连杆内的滑油运动在滑油柱惯性力的作用下周期地改变方向，引起滑油的逆流，从而有供油中断的危险，为了避免这种危险同时有利于将滑油压入轴承表面，可将润滑系统压力提高到0.3MPa一 1.6MPa，或者在连杆上装一个增压泵。M&N型十字头式柴油机就装设这种滑油增油泵，它是在工作循环中轴承承受负荷最小时将滑油送入十字头的。【2】飞溅润滑借助曲轴或齿轮的高速旋转把滑油飞溅到某些需要润滑的部位，如筒形活塞式柴油机的气缸套表面，传动齿轮和泵的轴承等部位，常采用这种润滑方法。2.4 滑油系统形式润滑系统通常是指曲轴箱油的强制循环系统，它的任务是供应足量的、合乎质量要求的滑油以保证柴油机运动部件的润滑，按滑油存容场所的不同润滑系统可分为湿曲轴箱式(简称湿式)和干曲轴箱式(简称干式)两大类。2.4.1 湿曲轴箱式润滑系统 滑油存放在柴油机的油底壳(曲柄箱)中，在正常运转时由柴油机本身所带的油泵抽吸油底壳滑油，经滑油冷却器到各润滑部件进行润滑，以后借重力流回油底壳中，成为独立的循环系统。这种滑油管系一般用于小型柴油机，其设备和管路比较简单，并都附设在柴油机上，它不需要另设独立滑油泵。在经过一定运转时间后只要补充或更换新的滑油就可以了【3】。（如图2.1）2.4.2 干曲轴箱式滑油润滑系统 滑油由另设的油舱储存，它又有如下两种形式:【1】 如图2.2所示，在柴油机油底壳下设置滑油循环舱，滑油泵自舱吸油，经过滑油冷却器，降低油温后而至柴油机各运动部件进行润滑，以后借重力流至柴油机底部，然后再流回滑油循环舱。【2】 另一种的特点是采用两台滑油泵，一台滑油泵(吸油泵)抽吸柴油机油底壳中的滑油，泵至滑油循环柜，另一台滑油泵(压油泵)则吸自滑油循环柜的滑油，泵经滑油冷却器而至柴油机去润滑，然后再流至柴油机油底壳。这种管系可以不受柴油机及油柜安装位置的限制而进行布置。但其增加了油泵的数量【3】。我所研究的某船舶主机即采用干式润滑方式，再设计时候要考虑到滑油循环柜的详细位置以及合理的安排个部件之间的关系。第三章 船舶主机滑油系统设计一套主机滑油系统能否安全，可靠的运行，设计是关键。在查阅大量的与船舶设计相关的文献后，根据各种国际，国内规范，总结出了一种关于船舶主机滑油系统的设计方法，然后根据这些方法和实际需求，为实际项目设计了一套主机滑油系统，并对该系统的设备进行了计算和选型【3】。3.1 设计总则滑油系统的设计要考虑便于管理、缩短管路，节约传递功率，滑油泵位置应尽量靠近油舱，使管路少走弯路【4】。(l)为保证主机滑油循环泵发生事故时仍能航行，主机滑油泵至少应设两台，其中至少一台应为独立动力驱动泵，此泵作为备用，排量应根据主机中最大一台滑油循环泵配备。对多台主机的船舶，可只设一台独立动力备用泵。如每台主机各装有自带滑油泵，则可设一台完整的备用泵代替独立动力备用泵。(2)对限制航区的船舶，如主机单机功率不大于440kw时，可不设置备用滑油泵。(3)油泵的排量和管路的布置，应能当任一台滑油泵停用时，另一台滑油泵能满足主机最大功率运转的需要。(4)主滑油循环泵或泵的出口管路上，需设安全阀，以防管内压力过高，其校正压力为管路工作压力的1.1倍。安全阀的排油管，可接至泵的吸入管。若泵本身设有安全措施，则管路中不必再设安全阀。(5)滑油管路应与其他管系隔开。为保证质量纯净的滑油连续不断地进入柴油机，滑油系统中必须设置过滤设备。如粗、细滤器和离心分油机等。滤器的结构应保证在不停机和不减少向柴油机供应过滤油的情况下进行内部清洗。滤器前后应设有压力表。在计算细滤器的空隙时，滑油流量应大于压力泵流量的8%一10%，以防滤器的部分空隙堵塞而影响供油。无限航区的船舶应装设滑油离心分油机。(6)滑油循环舱的进油管应延伸至最低工作液面以下适当高度，并应与出油口尽量远离。滑油柜与燃油舱和水舱相邻时，必须设隔离空舱，以保证滑油质量。(7)滑油舱根据需要设加热设备，加热用的蒸汽应为饱和蒸汽，其压力应不大于 0.69为Mpa【4】。3.2 滑油舱柜设计各种滑油舱柜须按船舶设计手册和各种相关规范专门设计，并应符合主机厂商的基本要求。(l)滑油循环舱的设计1容积【4】各柴油机厂均对各种机型所要求的容积有具体规定，设计时须遵照执行。但应注意的是有的数据是油量，有的数据是舱容。一般，油量(以体积计)是舱容的750/0-80%，该油量包括柴油机及管系中的滑油量。当柴油机运行时，循环舱的滑油量应减去柴油机及管系中的滑油量。此时的滑油油位应确保船舶在倾斜或摇摆时滑油系统的正常工作。如柴油机厂不提供循环舱的滑油量，则只需按循环次数也可算出滑油循环舱的容积【4】： 式中【4】:V为滑油循环舱舱容(m3)qvl为滑油循环泵排量(m2/h);为容积系数， =1.25一1.35;z为滑油每小时循环次数，中速柴油机为25一35;高速柴油机为40-50;2 滑油在循环舱内的流程流程的设计在于使滑油在循环舱内得到充分的循环，以使杂质沉淀，热量散失。应根据主机滑油回油孔的位置具体考虑，并同时考虑主滑油泵的吸口位置。(2) 滑油储存柜的设计【5】滑油储存舱应容纳的滑油量为:滑油循环舱油量+系统内油量+续航力时间内的滑油消耗量。对于在航行途中要求进行一次换油的，则滑油循环舱油量和系统油量均应加倍，若主，辅机使用不同的滑油，则储存舱应分别设置。如用同一种滑油，则储存舱可不分。(3)滑油污油舱的设计【5】滑油污油舱应容纳滑油循环舱内的滑油量和系统内的滑油量。对于要求在海上更换全部润滑油的主机，辅机，滑油污油舱的容积应为1000kw配l.5m3。(4)滑油沉淀舱及清洁滑油柜的设计原则上与滑油存储舱有相同的容积，系作一次性分离滑油之用。3.3 滑油供给泵的设计 主机的滑油泵应采用齿轮泵或螺杆泵。中速柴油机多为机带齿轮泵，而备用泵可为齿轮泵也可选用螺杆泵。低速柴油机多选用电动螺杆泵，但也可以选用浸没式离心泵，两种泵各有优点。滑油泵的排量按滑油在润滑过程中所带走的热量估算，如下列式子【6】： 其中式中：Q1为滑油泵的排量 C为滑油比热容 t1为滑油出主机温度 t2为滑油进主机温度 为滑油密度 B为冗余系数，一般取 1.2一1.5。考虑到泵的磨损和泄露; Q为滑油从柴油机带走的热量。上式中的Q为滑油冷却主机带走的热量，其表达是为【6】： 式子中的：pe为主机持续有效功率； ge为柴油机燃油消耗量； Hu为燃油低发热值； 为滑油从主机所带走的热量占柴油机燃烧所发出的总热量的百分比;该值的大小与机型有关，对四冲程柴油机不用滑油冷却活塞，一般取0.032-0.03;二冲程柴油机不冷却活塞，一般取0.02-0.03;冷却活塞，一般取0.08-0.085;滑油泵的压头，必须保证进入最后一道柴油机轴承前保持0.078-0.O94MPa的压头，通常，不包括活塞冷却时，取0.294-0.39MPa;包括活塞冷却时，取0.392-0.49MPa【6】。3.4 滑油冷却器的设计 滑油冷却器的型式和其它冷却器一样，有壳管式和板式两种。按流动方式，分为顺流、逆流和交叉流等。对选用冷却器设备的要求，主要方面有:在外形尺寸最小的条件下，冷却面要最大;与冷却水带走的热量之比应最小;所采用的材料要求能耐腐蚀并设有供化学清洗剂清洗用的进出口接管，结构上应保证易于维修保养;在寒冷天气停泊时，冷却器中的水应能全部放掉【9】。(l)热交换量一由主机厂提供(包括冷却器的进出口温度)。(2)型式一对中速柴油机，由主机厂配套决定。当主机厂不配套时，以选用管壳式为多。对于低速柴油机，当采用中央冷却系统时，则选用板式冷却器，对并不要求中央冷却系统而是常规冷却系统时，则多采用管壳式，当然也可采用板式冷却器。(3)冷却面积一对板式冷却器，由生产厂商计算。对管壳式冷却器，冷却面积可由以下公式计算【8】： 式中：A为滑油冷却器计算面积; QLD滑油冷却器热交换量； h为传热系数,h=256一300; 为传热器清洁系数，取值范围0.85-0.9； 为平均温差,根据换热的方式不同，大致可分为三类，即顺 流换热，逆流换热，交叉流换热。3.5 滑油系统滤器的设计 滑油在进油泵前，以及进柴油机前应进行过滤，去除杂质，这就需要装设滤器。用于滑油输送泵吸入管路上的滤器，可用常规的双联滤器，滤网精度为60。用于进入主机的滑油管路上的滤器，需要自动清洗的滑油细滤器，以满足船级社及主机厂商对滑油供油不间断的要求。自动清洗滤器有多筒体金属滤网及筒体金属网片式。清洗的动力源有电动、气动及液动。清洗方式有压缩空气吹洗，也有用已过滤的清洁滑油进行反冲。对用清洁油反冲的，应在考虑滑油泵的排量时加上反冲所需的滑油量。3.6 滑油系统的管路设计 确定介质在管内的流速是管路设计的重要一环。流速高，则管径小，管材省，成本低，但引起阻力增大，腐蚀加快;流速低，则管径大，管材消耗多，成本提高，但阻力小，泵的耗电降低，且当流速过低时，也会引起腐蚀。因此，必须根据具体管路合理选择流速。(l)流速的设计【3】:根据经验总结，滑油管系中滑油流速区以下值时，效果最佳，经济性更好，滑油管系入口管为0.4m/s一1.2m/s，排出管为 0.8m/s-2.0m/s。(2)管径的设计【3】:对管内介质为液体的管子内径，因所提供的流量为体积流量，故一般可按下式计算。关于温度对液体质量流量的影响，通常可忽略不计。 其中：d1试为管子内径； qv为体积流量； v为管内流体流速；3.7 滑油系统设备布置总则 滑油管系的布置应该保证在船舶横摇及纵倾一定角度的范围内可靠地工作。大型船舶主机滑油管系的滑油泵，滤器和滑油冷却器的体积都比较大，因此所连接的管子直径也大，在布置时就应该从多方面考虑决定。滑油循环泵在船上的布置，除主机自带外，对于独立的滑油泵有立式和卧式两种。为了从双层底循环油柜可靠地吸油，应根据滑油循环泵的吸入高度来布置吸入管，吸入管长度应尽可能短。如对齿轮式滑油泵允许吸入高度是3米水柱，螺杆式滑油泵允许吸入高度较大些，一般是45米水柱。所以滑油泵吸口应尽可能靠近柴油机或循环油柜。从滑油循环泵至过滤器的出口管路上，所布置的弯头应尽量少些。弯头不仅会增加管路阻力，更严重的是它会导致管路的振动而损坏管子。根据示波器实测了在滑油循环泵出口管处是压力波动(管路振源)最剧烈的地方。如在齿轮油泵出口管上，最大振幅处的压力可达到油泵平均压力的三倍以上。离油泵出口越远，振幅就逐渐减小，直到过滤器后，压力实际上就稳定在一定数值上。所以在布置滑油循环泵和过滤器时，应该考虑到在滑油循环泵出口到过滤器的一段管路上布置的弯头要尽量少，并尽可能把滑油泵与过滤器相靠近，以缩短这一段管路的长度。对于滑油过滤器，通常布置在滑油冷却器前面。因为这时滑油温度较高，有利于减小过滤器阻力和改善过滤效果。在船上滑油分油机既有与燃油分油机一起布置在专门的舱体内，也有单独布置的。不管是何种情况，滑油分油机吸油泵要从处于双层底的循环油柜吸油，应考虑吸油泵的吸入压头和吸入管阻力，因此滑油分油机大多布置在机舱底层，若布置在机舱平台，那就应该在吸入管路上再添加专用吸油泵才行，否则难以吸油。滑油贮存柜的布置宜接近甲板注油口并具有一定高度，以借助重力补入循环油柜或进入驳油泵。滑油循环油柜一般都布置在主机下面的空间。滑油循环柜的结构形状及其布置是关系到滑油管系能否可靠工作的重要问题。滑油循环柜形状过窄过低，都可能在船舶倾摇或油位降低时由于油泵不能可靠吸油而中断供油，所以滑油循环柜的长度与宽度的比值通常推荐在12之间，而其高度则应保证油泵吸入口以上的油位在任何时候都不低于加0 250mm，以保证即使滑油漏损及船舶在倾斜情况下都能可靠吸油，滑油循环柜的位置应考虑到滑油能自主机自由流入，而且油泵允许吸入高度不超过前述所规定的数值，滑油循环柜底部形状应该是利于排除在油泵吸入管附近积聚油泥的可能性和有利于滑油的被吸出，油泵吸入管的末端应离柜底100mm，并且油泵吸入管与油柜进油管要处在相反方向的两边，以免将污油吸入油泵内。为避免滑油进入柜内时引起的泡沫飞溅而夹带空气，故进油管管端应伸入最低工作油面以下并且在进油管与油泵吸入管之间设置隔板，以减小油面波动。第4章 船舶滑油系统设计实例4.1 船舶主机型号及参数表我所研究的某船舶主机型号为MANB&W公司生产的 6S35MCMk7，为2冲程，立式，单作用，十字头式，船用增压低速超长冲程柴油机【8】。（如下表4-1）表4-1根据主机的特点，此船舶主机采用干式润滑方式比较适合。4.2 船舶滑油供油泵的选择主机的供油泵应采用齿轮泵或者螺杆泵。中速柴油机多为机带齿轮泵，而备用泵可选齿轮泵也可以选螺杆泵。低速柴油机多选电动螺杆泵，但也可以选电动螺杆泵，也可以用浸没式离心泵，两种泵各有优点。我们都知道，滑油除了润滑功能外还可以冷却。在冷却主机时起着不可替代的作用，在经过主机时，即润滑了主机，有冷却了主机，一举两得，那么为了了解滑油在经过主机时候究竟带走多少热量，能不能起到良好的冷却效果，我们便可以来计算下，那么首先确定滑油在冷却主机时所带走的热量Q【11】可以知道的是，滑油冷却的的多少和主机的有效功率，柴油机燃油耗率，燃油热值等等有关【11】。为滑油冷却主机与燃油所发热量的百分比，对于二冲程，低速柴油机而言，取值为0.025；e为主机持续有效功率，从表格中可知为4440kw；为柴油机燃油耗率，从表格中可知为178；为燃油热值，从表格中可知为9610；将所有数据代入公式中即可求出滑油冷却主机时带走的热量Q Q=189874.38J/h再求出滑油冷却主机的热量后，为了进一步选出适合的滑油供给泵，紧接着可以求出滑油泵的排量Q1，从流量下手，接着选型；根据滑油供给泵厂家提供的进出口温度 进口温度t1=80 出口温度t2=35在代入下列公式中即可求出滑油泵排量Q1【7】； 则可以求出滑油泵的排量： Q11.31m3/h从计算结果看来，滑油供给泵的流量1.31m3/h；滑油供给泵的流量可以大一些，不可以选型小排量的，因为大一点的排量可以满足，而小排量的泵却无法满足整个系统的输入，从而使整个系统无法正常工作，故而选取稍大一些排量的滑油供给泵。从这个结果，经过我的认真思考和对泵的认真筛选，可以选取下表型号的滑油供给泵【13如表4-2.滑油供给泵型号6W-1.44-10流量1.44m3/h扬程100m转速2900r/min功率1.5kw表4-2此滑油泵在排量上满足计算所得结果的要求，扬程等其他数据也符合船用的要求，功率属于中小功率，价格比较适合，有一定经济型。4.3 滑油循环泵的选型 由本章节一开始的主机型号参数表可知：主机为二冲程，立式，单作用，十字头式，低速船用柴油机。首先观察表中涉及到的主机滑油耗率为2.0kg/cyl24h，也就是说滑油的消耗量为每天每桶消耗2kg滑油，滑油供给泵的的流量在1.44m3/h，所以在选取滑油泵的时候不可以轻易选取，选取的流量过小则无法满足滑油日用量，选取流量过小则会造成浪费，“杀鸡焉用宰牛刀？”。在权衡的利弊及流量的合理安排上，本人选取了齿轮润滑油泵，根据主机的油耗率。为了满足船用滑油日用量，可将滑油循环泵定为下列型号2CY型齿轮油泵（在此感谢上海沪泵全公司的支持及推荐）。具体参数见下表【9】【13：（如下表4-3）2CY齿轮滑油泵型号2CY-2.1/25功率3kw流速2.1m3/h排出压力2.5MPa转速1420r/min表4-3在有了具体的滑油循环泵参数后（主要是指泵的流量，这样可初步计算出滑油舱柜的容积），便开始着手于容积的计算：根据公式【9】： 由循环泵的排量可知为2.1m3/h；z为滑油循环次数，由于“育鲲”柴油机为低速柴油机，故选取z为15；为容积系数，再根据主机的需求，将定值为1.30；将数据代入公式即可求出滑油循环舱舱容： V0.2m3由于确定了舱容，便可以合理的安排滑油储存柜和滑油循环柜的尺寸（注：滑油柜的舱容约占总容积的70-80）滑油储存柜滑油循环柜容积0.2m30.2m3尺寸0.50.51m0.50.51m要求带液位计，可显示液位，带有泄放阀和速闭阀设有蒸汽盘管加热，带液位计，可现实液位高度及报警功能，带有温度计，可显示温度，带有泄放阀和速闭阀滑油污油柜：容量约为0.045m3， 尺寸为0.50.3750.3m（注：滑油污油柜根据主机功率确定，即每1000kw配1.5m3 滑油柜的要求在本论文最后的滑油系统总图中可能未能表示，具体要求以上面表格要求为主。 ）4.4 滑油分油机选型为了保证对柴油机各个部件进行正常润滑，滑油中往往含有杂质和水分，杂志在润滑管内会破坏润滑效果，导致流速不一而导致断流、缓流、破坏管路的不良后果，为了避免以上几种不良后果，所以必须设计滑油分油机来进行滑油的净化【10】。（1）滑油分油机容量（2）滑油分油机类型选择 对燃用直馏型燃油及MDO的柴油机，可使用手动排渣式分油机。对 使用HFO的柴油机，应使用自清式滑油分油机。(3)滑油分油机的数量 对应一台主柴油机应设一台滑油分油机。但对单主机的中小型船舶可仅设一台滑油分油机以处理主、辅机的滑油。对大中型船舶，即使是一台主机，一般也设置两台滑油分油机。其中一台对主机滑油进行连续分离，另一台可对辅机滑油及待分离滑油进行间隙分离。两台滑油分油机互为备用。(4)滑油分油机的供油泵 供油泵有两种布置型式，即机带泵和独立泵。为保证布置方便和系统高效，一般使用独立布置的供油泵。由于分油机的供油泵的排量不可能与分油机的通油量完全匹配，故系统中也应设有恒流量阀。(5)对系统设计的要求与附属设备的设计 滑油净油系统应设计成:对滑油循环舱内的滑油进行连续分离;对未分离的滑油进行集中分离;对辅柴油机的滑油进行间隙分离。附属设备包括加热器，控制设备等应由滑油分油机制造厂成套供应。滑油分油机的具体选型如下表（表4-4）【13：滑油分油机型号KYDR204DD-23额定处理量1500L/H进口压力0.05MPa出口压力0.2MPa电机功率4kw尺寸918545940mm表4-44.5 滑油冷却器的设计滑油冷却器的型式和其它冷却器一样，有壳管式和板式两种。按流动方式，分为顺流、逆流和交叉流等。对选用冷却器设备的要求，主要方面有:在外形尺寸最小的条件下，冷却面要最大;与冷却水带走的热量之比应最小;所采用的材料要求能耐腐蚀并设有供化学清洗剂清洗用的进出口接管，结构上应保证易于维修保养;在寒冷天气停泊时，冷却器中的水应能全部放掉。冷却器的主要作用就是要用水来冷却从主机流出的高温滑油，以防止滑油温度过高，导致滑油变质而引起不能使用，造成浪费。根据厂家提供的冷却器信息【13：（1） 此换热器为交叉流换热（2） 水的进出口温度 t2=20 t1=50（3） 滑油进出口温度 t4=80 t3=30在知道换热的条件后，即可求出平均温差6.82； 由于 h为传热系数 h=256-300 为传热清洁系数 =0.85-0.9 代入公式中【7】： 即可求出换热有效面积A2.77m3 从换热面积考虑，可选取以下换热器（如下表4-5）【13 船舶滑油冷却器型号RO-45P制冷能力4500Kw功率2920w有效换热面积3.2m3表4-5注：使用条件为液压油，润滑油（黏度4-300【cst】）此换热器在满足换热面积的条件下，有着良好的性能及中低功率的经济效益。4.6 滑油系统管路设计确定介质在管内的流速是管路设计的重要一环。流速高，则管径小，管材省，成本低，但引起阻力增大，腐蚀加快;流速低，则管径大，管材消耗多，成本提高，但阻力小，泵的耗电降低，且当流速过低时，也会引起腐蚀。因此，必须根据具体管路合理选择流速。（1） 流速的设计【3】根据经验总结，滑油管系中滑油流速在以下区域时，效果最佳。滑油入口管为0.4m/s-1.2m/s，排出管为0.8m/s-2.0m/s。（2）管径的设计【4】对管内介质为液体的管子内径，可按下列公式计算： 式中：d为管子内径； Qv为体积流量； V为管内流速；在整个滑油系统中，由于所需要的流速，流量不同，每个管子的内径都有所不同，在经过计算之后，具体的管径在下表列出（如下表4-6）：滑油循环泵滑油供给泵滑油冷却器进口尺寸0.03m0.025m0.033m出口尺寸0.02m0.018m0.025m表4-5在经过计算后，可以初步的到管子的内径多少，每段管子的内径均有所不同，在结合出售管子的公司所提供的管路型号来看，真正选取的管子不一定都满足以上计算的尺寸，但都会偏大一些，以防止管径过小，流量过大，压迫管子，是管子寿命缩短的现象。具体管子的型号在第四章最后有具体选型后的表格，本论文最后的船舶滑油系统设计总图中也会详细的表明每段管子的内径及位置，可以方便的看出来。4.7 船舶滑油系统其他设备表 在基本计算完和选型完船舶滑油系统的主要部件后，下面便开始着手于滑油系统其他设备的选型了。下表列出船舶滑油系统的其他设备（如下表4-6）： 序号名称规格型号数量1滑油细滤器叠网式或筒网式401套2滑油出机温度表0-1251支3滑油压力表双针双管0-1MPa1支4滑油进冷却器温度表0-1251支5滑油出冷却器温度0-1251支6压差表1支7滑油出机温度传感器0-1251支8滑油进机压力传感器0-1251支9滑油出机压力传感器0-1251支10滑油泵出口压力传感器0-1251支 表4-6注:以上表格中均为滑油系统部分附件 ，在本论文最后的船舶滑油系统总图里面也有部分体现，但只是一部分，由于二维图纸的局限性，大家在看滑油系统总图的时候，附件部分已上表格为主。4.8 滑油系统阀件表下表列出船舶滑油系统的阀件选取表（型号与材料）：如下表4-7编号名称通径mm材料数量1泄放阀30铸钢32速闭阀30铸钢33自闭式泄放阀30铸钢24止回阀25铸钢25三通阀25铸钢16速闭阀40铸钢17球阀40铸钢48速闭阀25铸钢1表4-7滑油系统的阀件在本论文的滑油系统总图中有着详细分布，观看者可以结合此表格来看滑油系统总图，可以更加清楚明了。4.9 滑油管路表下表列出了个管路的选择（如下表4-8）：序号管子用途内径mm外径壁厚材料1滑油管25305.0无缝钢管2滑油管30355.0无缝钢管3滑油管40455.0无缝钢管表4-8结合了计算结果后，选取了适合的管子进行布置，上表提到了管子的具体型号及材料组成。在滑油系统总图中也有着详细的指出。4.10 滑油系统的设计总图在经过所有的计算及排除选型后，滑油系统的各个部件基本完成，下面就给出船舶主机滑油系统示意图（如下图4-9）：图4-9上图为某船舶设计的滑油系统，此图可直观的反映出个油柜（油柜边上注明的详细的配件），个油泵（注明了型号）之间的关系以及相关阀件（标注名称）的标注，可以只管的看到滑油系统的总体分布以及设计者的思路。结 语经过查资料，学习相关知识，在不懈的努力下，完成了本课题所要求的相关内容。在此次船舶滑油系统设计中，我学到了许多相关的船舶专业知识，并将所学的知识用用到了实际当中，这对于我来说是一个很大的进步，也让我感受到了实践的重要性及深远的意义，这也是我此次设计过程中的一大提高。现将所学的相关知识及关键技术做一总结。(1) 认真研究船舶主机滑油系统的相关资料，特别是对“育鲲”轮的主机滑油系统进行了详细的研究，并阅读了大量的关于船舶方面的手册和国内外相关文献以及互联网上的知识，总结出了一套主机滑油系统的设计方法，并应用该方法方法，为此次项目设计了一套主机滑油系统。(2) 船舶主机滑油系统的设计，并不是一个简单的过程而是一个涉及知识多，包含区域广阔的课题。它包括动力学、流体力学、传热学、柴油机、和管路设计等知识。系统较为复杂，还需进一步完善和改进。(3) 如何设计出一套在满足各种要求，规范和实际要求的前提下，具有最佳经济性的主机滑油系统，是主机滑油系统设