تصنيع عمود الدفع الخلفي للسفينة والعمود المتوسط

يعتبر عمود الدفع الخلفي والعمود المتوسط من المكونات الرئيسية في نظام دفع السفينة، حيث يتم استخدامهما لنقل قوة المحرك الرئيسي (المحرك) إلى المروحة، مما يدفع السفينة إلى الأمام.

1. عمود الدفع الخلفي للسفينة

عمود الدفع الخلفي هو العمود الذي يتصل مباشرة بالمروحة في نظام دفع السفينة، ويقع في مؤخرة السفينة، وهو مسؤول عن نقل الطاقة من العمود المتوسط أو المحرك الرئيسي إلى المروحة، مما يدفع السفينة إلى الأمام.

الوظائف

• نقل الطاقة: نقل الطاقة الدورانية من العمود المتوسط أو علبة تروس التخفيض إلى المروحة.
• تحمل الأحمال: تحمل قوة دفع المروحة وعزم الدوران والاهتزازات والصدمات أثناء إبحار السفينة.
• الإحكام والتشحيم: منع دخول مياه البحر إلى جسم السفينة من خلال جهاز إحكام عمود الدفع الخلفي (مثل مانع التسرب الزيتي أو مانع التسرب المائي)، مع تقليل الاحتكاك من خلال نظام التشحيم.

ميزات التصميم والهيكل

• الهيكل:
  • عادة ما يكون عمودًا أسطوانيًا طويلًا، ويختلف الطول حسب حجم السفينة (من بضعة أمتار إلى عشرات الأمتار).
  • يتصل أحد طرفيه بالمروحة، ويتصل الطرف الآخر بالعمود المتوسط أو علبة التروس من خلال وصلة.
  • غالبًا ما يكون مزودًا بأنبوب عمود الدفع الخلفي (Stern Tube)، والذي يحتوي على محامل (عادة ما تكون محامل تشحيم بالزيت أو تشحيم بالماء) لدعم دوران العمود.
• إحكام عمود الدفع الخلفي:
  • إحكام التشحيم بالزيت: استخدام موانع التسرب الزيتية وحشوات منع التسرب لمنع تسرب مياه البحر.
  • إحكام التشحيم بالماء: استخدام مواد مقاومة للتآكل (مثل المطاط أو المواد المركبة)، ومناسبة للمتطلبات البيئية.
• المحامل: عادة ما توجد محامل عمود الدفع الخلفي الأمامية والخلفية داخل أنبوب عمود الدفع الخلفي، والمواد في الغالب عبارة عن سبيكة بيضاء أو سبيكة نحاسية أو مواد مركبة بوليمرية.
• الأبعاد: يتم تصميم القطر وفقًا لقوة المحرك الرئيسي وحمل المروحة، والنطاق الشائع هو 50 مم ~ 500 مم.

المواد

• الفولاذ المطروق (مثل 35CrMo، 40CrNiMo): قوة عالية (قوة شد ≥600 ميجا باسكال)، وصلابة عالية، ومناسبة للسفن الكبيرة.
• الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل 316L، 17-4PH): مقاوم للتآكل، ومناسب للتعرض طويل الأمد لمياه البحر.
• المعالجة السطحية: غالبًا ما يتم طلاء الأجزاء المكشوفة من عمود الدفع الخلفي بالكروم أو طلاءها بطبقة واقية من التآكل، وقد تستخدم جلبة العمود (Sleeve) سبيكة نحاسية أو فولاذ مقاوم للصدأ لمنع التآكل.

سيناريوهات التطبيق

• السفن التجارية (مثل سفن البضائع السائبة وناقلات النفط وسفن الحاويات).
• السفن الحربية وقوارب الصيد واليخوت وما إلى ذلك.
• السفن الخاصة (مثل الغواصات والسفن العلمية)، والتي تتطلب تصميمًا أكثر دقة لعمود الدفع الخلفي.

2. العمود المتوسط للسفينة

العمود المتوسط هو عمود النقل الذي يربط المحرك الرئيسي (أو علبة تروس التخفيض) بعمود الدفع الخلفي، ويقع داخل غرفة محرك السفينة، وهو مسؤول عن نقل قوة المحرك الرئيسي إلى عمود الدفع الخلفي.

الوظائف

• نقل الطاقة: نقل القوة الدورانية للمحرك الرئيسي أو علبة التروس إلى عمود الدفع الخلفي، مما يدفع المروحة.
• تخميد الاهتزازات والمحاذاة: امتصاص الاهتزازات من خلال الوصلات والمحامل المتوسطة، مما يضمن نقل الطاقة بسلاسة.
• تعديل الطول: وفقًا لتخطيط غرفة المحرك، يمكن أن يتكون العمود المتوسط من عدة أجزاء، متصلة بواسطة شفة أو وصلة.

ميزات التصميم والهيكل

• الهيكل:
  • يتكون من عمود أسطواني واحد أو عدة أجزاء، ويختلف الطول حسب المسافة من غرفة المحرك إلى عمود الدفع الخلفي (من بضعة أمتار إلى عشرات الأمتار).
  • يتم توصيله بالمحرك الرئيسي وعلبة التروس وعمود الدفع الخلفي من خلال شفة أو وصلة أو مجرى مفتاح.
  • مزود بمحامل متوسطة (عادة ما تكون محامل انزلاقية أو محامل أسطوانية) لدعم دوران العمود.
• متطلبات المحاذاة: يجب محاذاة العمود المتوسط بدقة (انحراف <0.05 مم / م) لتجنب الاهتزازات والتآكل المبكر للمحامل.
• الوصلات: تُستخدم الوصلات المرنة الشائعة (مثل المطاط أو النوع ذي الزنبرك الفولاذي) لامتصاص اهتزازات المحرك الرئيسي وحماية نظام العمود.
• الأبعاد: القطر يعتمد على قوة المحرك الرئيسي (من عشرات المليمترات إلى مئات المليمترات)، وعادة ما يكون أصغر قليلاً من عمود الدفع الخلفي.

المواد

• الفولاذ المطروق (مثل 40Cr، 42CrMo): قوة عالية وصلابة عالية، ومناسبة للسفن ذات القدرة العالية.
• الفولاذ السبائكي (مثل 35CrNiMo): يستخدم في سيناريوهات التحميل العالي، مع أداء ممتاز لمقاومة التعب.
• المعالجة السطحية: يتم تلميع سطح العمود أو طلاؤه بالكروم لتقليل الاحتكاك؛ قد تستخدم قاعدة المحمل سبيكة نحاسية أو سبيكة بيضاء.

سيناريوهات التطبيق

• السفن الكبيرة: العمود المتوسط ضروري عندما تكون المسافة بين المحرك الرئيسي وعمود الدفع الخلفي طويلة (مثل سفن البضائع السائبة وناقلات النفط).
• السفن المتوسطة والصغيرة: إذا كان المحرك الرئيسي قريبًا من عمود الدفع الخلفي، فقد يتم حذف العمود المتوسط وتوصيل عمود الدفع الخلفي مباشرة.
• السفن متعددة الأعمدة: مثل السفن ذات المروحة المزدوجة، يتطلب كل نظام دفع عمودًا متوسطًا مستقلاً.

3. العلاقة بين عمود الدفع الخلفي والعمود المتوسط

• سلسلة نقل الطاقة: المحرك الرئيسي ← العمود المتوسط (إن وجد) ← عمود الدفع الخلفي ← المروحة، تشكل نظام دفع كامل.
• التصميم التعاوني:
  • يجب تصميم قطر ومواد ومحامل كليهما بشكل موحد لضمان كفاءة نقل الطاقة واستقرار النظام.
  • يتعرض عمود الدفع الخلفي مباشرة لمياه البحر، ويتطلب تدابير أقوى للحماية من التآكل؛ يقع العمود المتوسط داخل غرفة المحرك، ويركز على المحاذاة وتخميد الاهتزازات.
• التركيب والمعايرة: يجب استخدام جهاز محاذاة الليزر أو مؤشر الاتصال أثناء التركيب لضمان أن يكون انحراف نظام العمود <0.05 مم / م، لمنع الاهتزازات والتآكل.