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밸러스트 흘수 조건에서 5만톤급 석유화학제품 운반선의 엔진 부하에 따른 프로펠러 편심 추력이 축 거동 및 지지베어링에 미치는 영향 연구

Effect of engine load dependent propeller eccentric forces on propulsion shaft behavior and the support bearings of 50,000 DWT class oil/chemical tankers in ballast condition

이재웅
한국마린엔지니어링학회 (The Korean Society of Marine Engineering)|2018.01|한국마린엔지니어링학회지 (Journal of Advanced Marine Engineering and Technology)|제42권 제1호|pp. 16-23

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프로펠러 편심추력축 거동Shaft behavior석유화학제품 운반선축계 안정성 평가Oil/chemical tankerEccentric propeller forcesStability evaluation of shafting system
주제분류기계공학

초록

선박 축계는 프로펠러 중량의 영향으로 선미관 후부베어링의 국부적인 지지하중 증가가 현격하게 나타나므로 이러한 국부하중의 크기와 분포를 완화시키기 위하여 수행된 일련의 추진축계 정렬연구는 주로 준정적 상태(quasi-static condition)에서 프로펠러축과 선미관 후부베어링간의 상대적 경사각을 감소시키는데 중점을 두어 진행되어 왔다. 그러나준정적 상태에서 계산된 선박들 중에서 여전히 선미관 베어링 사고가 발생하고 있다. 따라서 보다 완전한 축계 안정성평가를 위해서는 동적상태에 대한 고려가 필요하다. 상기와 같은 배경에 의해 수행된 본 연구를 통해 엔진부하 증가에따라 비례적으로 증가하는 프로펠러 편심추력은 5만톤급 석유화학제품 운반선의 축 거동에 영향을 미치는 주요 인자임을 확인하였다. 또한 베어링 정렬불량, 공진으로 인한 손상을 방지하기 위해 중간축 베어링의 지지특성을 추가적으로 고려해야 할 필요가 있음을 확인하였다.

Abstract

Generally, the propeller weight contributes significantly to the ship's shafting system, and it has a substantial impact on the local support load of the after-stern tube bearing. Therefore, a series of studies on shaft alignment have been conducted to mitigate the magnitude and distribution of localized loads, focusing on reducing the relative inclination angle between the propeller shaft and the after-stern tube bearing under quasi-static conditions. However, some of the vessel shafts calculated in quasi-static conditions still incur damage at the after-stern tube bearing. Therefore, consideration of the dynamic state is needed for a more complete stability evaluation of the shafting system. Through this study, conducted considering the above background, research results revealed that propeller eccentric thrust force, which increases proportionally with engine load, is a major factor affecting shaft behavior of 50,000 deadweight class oil/chemical tankers. Furthermore, it was confirmed that the bearing support characteristics of the intermediate shaft bearings, which were not considered in the conventional shaft alignment, need to be further analyzed, in order to prevent damage due to misalignment and resonance.

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