Deniz Şaftı ve Ara Şaft İşleme

Deniz şaftı ve ara şaftı, gemilerin tahrik sistemlerinde ana makinenin (motor) gücünü pervaneye aktararak geminin ilerlemesini sağlayan kritik bileşenlerdir.

1. Deniz Şaftı

Deniz şaftı, gemi tahrik sisteminde doğrudan pervaneye bağlanan, geminin kıç tarafında bulunan ve gücü ara şafttan veya ana makineden pervaneye aktararak geminin ilerlemesini sağlayan şafttır.

Fonksiyonlar

• Güç Aktarımı: Ara şaftın veya redüksiyon dişli kutusunun dönme gücünü pervaneye aktarır.
• Yük Taşıma: Pervanenin itme kuvvetini, torkunu ve geminin seyir halindeki titreşim ve darbelerini taşır.
• Sızdırmazlık ve Yağlama: Deniz suyunun gemi gövdesine girmesini önlemek için şaft sızdırmazlık cihazları (örneğin, yağ keçesi veya su keçesi) kullanır ve aynı zamanda yağlama sistemi aracılığıyla sürtünmeyi azaltır.

Tasarım ve Yapısal Özellikler

• Yapı:
  • Genellikle uzun silindirik bir şafttır, uzunluğu geminin boyutuna bağlıdır (birkaç metreden onlarca metreye kadar).
  • Bir ucu pervaneye, diğer ucu ise bir kaplin aracılığıyla ara şafta veya dişli kutusuna bağlanır.
  • Genellikle, şaftın dönmesini destekleyen yatakları (genellikle yağla yağlanan veya suyla yağlanan yataklar) içeren bir şaft borusu (Stern Tube) ile donatılmıştır.
• Şaft Sızdırmazlığı:
  • Yağla yağlanan sızdırmazlık: Deniz suyunun sızmasını önlemek için yağ keçeleri ve salmastra kutuları kullanır.
  • Suyla yağlanan sızdırmazlık: Çevre dostu gereksinimler için uygun, aşınmaya dayanıklı malzemeler (örneğin, kauçuk veya kompozit malzemeler) kullanır.
• Yataklar: Şaft borusunda genellikle ön ve arka şaft yatakları bulunur, malzemeler genellikle beyaz metal, bakır alaşımı veya polimer kompozit malzemelerdir.
• Boyutlar: Çap, ana makine gücüne ve pervane yüküne göre tasarlanır, yaygın aralık 50mm~500mmdir.

Malzemeler

• Dövme Çelik (örneğin, 35CrMo, 40CrNiMo): Yüksek mukavemet (çekme mukavemeti ≥600 MPa), yüksek tokluk, büyük gemiler için uygundur.
• Paslanmaz Çelik (örneğin, 316L, 17-4PH): Korozyona dayanıklı, uzun süre deniz suyuna maruz kalmaya uygundur.
• Yüzey İşlem: Şaftın açıkta kalan kısımları genellikle krom kaplanır veya korozyon önleyici bir tabaka ile kaplanır, burç (Sleeve) korozyonu önlemek için bakır alaşımı veya paslanmaz çelikten yapılabilir.

Uygulama Alanları

• Ticari gemiler (örneğin, dökme yük gemileri, tankerler, konteyner gemileri).
• Savaş gemileri, balıkçı tekneleri, yatlar vb.
• Özel gemiler (örneğin, denizaltılar, araştırma gemileri), daha yüksek hassasiyetli şaft tasarımı gerektirir.

2. Deniz Ara Şaftı

Ara şaft, ana makine (veya redüksiyon dişli kutusu) ile şaftı bağlayan, gemi makine dairesinde bulunan ve ana makine gücünü şafta aktaran tahrik şaftıdır.

Fonksiyonlar

• Güç Aktarımı: Ana makinenin veya dişli kutusunun dönme gücünü şafta aktararak pervaneyi tahrik eder.
• Titreşim Sönümleme ve Hizalama: Kaplinler ve ara yataklar aracılığıyla titreşimleri emer, güç aktarımının sorunsuz olmasını sağlar.
• Uzunluk Ayarı: Makine dairesi düzenine göre, ara şaft birden fazla bölümden oluşabilir ve flanşlar veya kaplinler aracılığıyla bağlanır.

Tasarım ve Yapısal Özellikler

• Yapı:
  • Tek veya çok sayıda silindirik şafttan oluşur, uzunluğu makine dairesinden şafta olan mesafeye bağlıdır (birkaç metreden onlarca metreye kadar).
  • Flanşlar, kaplinler veya kama yuvaları aracılığıyla ana makineye, dişli kutusuna ve şafta bağlanır.
  • Şaftın dönmesini destekleyen ara yataklarla (genellikle kaymalı yataklar veya rulmanlı yataklar) donatılmıştır.
• Hizalama Gereksinimleri: Ara şaftın hassas bir şekilde hizalanması gerekir (sapma <0.05mm/m), titreşimi ve yatakların erken aşınmasını önlemek için.
• Kaplinler: Ana makine titreşimini emmek ve şaft sistemini korumak için genellikle elastik kaplinler (örneğin, kauçuk veya çelik yaylı tip) kullanılır.
• Boyutlar: Çap, ana makine gücüne göre (onlarca milimetreden yüzlerce milimetreye kadar) değişir, genellikle şafttan biraz daha küçüktür.

Malzemeler

• Dövme Çelik (örneğin, 40Cr, 42CrMo): Yüksek mukavemet, yüksek tokluk, yüksek güçlü gemiler için uygundur.
• Alaşımlı Çelik (örneğin, 35CrNiMo): Yüksek yük senaryoları için kullanılır, mükemmel yorulma direncine sahiptir.
• Yüzey İşlem: Şaft yüzeyi parlatılır veya krom kaplanır, sürtünmeyi azaltır; yatak yuvası bakır alaşımı veya beyaz metalden yapılabilir.

Uygulama Alanları

• Büyük gemiler: Ara şaft, ana makine ile şaft arasındaki mesafenin uzun olduğu durumlarda (örneğin, dökme yük gemileri, tankerler) gereklidir.
• Orta ve küçük ölçekli gemiler: Ana makine şafta yakınsa, ara şaft atlanabilir ve doğrudan şafta bağlanabilir.
• Çok şaftlı gemiler: Çift pervaneli gemiler gibi, her tahrik sistemi bağımsız bir ara şaft gerektirir.

3. Şaft ve Ara Şaft Arasındaki İlişki

• Güç Aktarım Zinciri: Ana makine → Ara şaft (varsa) → Şaft → Pervane, eksiksiz bir tahrik sistemi oluşturur.
• Tasarım İşbirliği:
  • Her ikisinin çapı, malzemesi ve yatakları, güç aktarım verimliliğini ve sistem kararlılığını sağlamak için birleşik olarak tasarlanmalıdır.
  • Şaft doğrudan deniz suyuna maruz kalır, daha güçlü korozyon önleme önlemleri gerektirir; ara şaft makine dairesinde bulunur, hizalama ve titreşim sönümleme öncelikli olarak dikkate alınır.
• Kurulum ve Kalibrasyon: Kurulum sırasında, titreşimi ve aşınmayı önlemek için şaft sistemi sapmasının <0.05mm/m olduğundan emin olmak için lazer hizalama cihazı veya komparatör saati kullanılmalıdır.