Usinagem de Eixo de Rabo e Eixo Intermediário Marítimos

O eixo de rabo e o eixo intermediário marítimos são componentes cruciais nos sistemas de propulsão de navios, utilizados para transmitir a potência do motor principal (motor) para a hélice, impulsionando o navio para frente.

1. Eixo de Rabo Marítimo

O eixo de rabo é o eixo do sistema de propulsão do navio que se conecta diretamente à hélice, localizado na popa, responsável por transmitir a potência do eixo intermediário ou do motor principal para a hélice, impulsionando o navio para frente.

Funções

• Transmissão de Potência: Transmite a potência rotacional do eixo intermediário ou da caixa de engrenagens de redução para a hélice.
• Suporte de Carga: Suporta o empuxo, o torque da hélice e as vibrações e impactos durante a navegação do navio.
• Vedação e Lubrificação: Impede a entrada de água do mar no casco através de dispositivos de vedação do eixo de rabo (como retentores de óleo ou selos de água), enquanto reduz o atrito através do sistema de lubrificação.

Design e Características Estruturais

• Estrutura:
  • Geralmente um eixo cilíndrico longo, com comprimento dependendo do tamanho do navio (de alguns metros a dezenas de metros).
  • Uma extremidade se conecta à hélice e a outra extremidade se conecta ao eixo intermediário ou à caixa de engrenagens através de um acoplamento.
  • Frequentemente equipado com um tubo de eixo de rabo (Stern Tube), contendo rolamentos (geralmente rolamentos lubrificados a óleo ou água) para suportar a rotação do eixo.
• Vedação do Eixo de Rabo:
  • Vedação lubrificada a óleo: Utiliza retentores de óleo e gaxetas para evitar a infiltração de água do mar.
  • Vedação lubrificada a água: Utiliza materiais resistentes ao desgaste (como borracha ou materiais compósitos), adequados para requisitos ambientais.
• Rolamentos: O tubo do eixo de rabo geralmente possui rolamentos dianteiros e traseiros, feitos principalmente de metal branco, liga de cobre ou materiais compósitos de polímero.
• Dimensões: O diâmetro é projetado de acordo com a potência do motor principal e a carga da hélice, com uma faixa comum de 50 mm a 500 mm.

Materiais

• Aço Forjado (como 35CrMo, 40CrNiMo): Alta resistência (resistência à tração ≥ 600 MPa), alta tenacidade, adequado para navios de grande porte.
• Aço Inoxidável (como 316L, 17-4PH): Resistente à corrosão, adequado para exposição prolongada à água do mar.
• Tratamento de Superfície: A parte exposta do eixo de rabo é frequentemente cromada ou revestida com uma camada anticorrosiva, e a bucha (Sleeve) pode usar liga de cobre ou aço inoxidável para evitar corrosão.

Cenários de Aplicação

• Navios mercantes (como graneleiros, petroleiros, navios porta-contêineres).
• Navios de guerra, barcos de pesca, iates, etc.
• Navios especiais (como submarinos, navios de pesquisa), exigindo um design de eixo de rabo de maior precisão.

2. Eixo Intermediário Marítimo

O eixo intermediário é o eixo de transmissão que conecta o motor principal (ou caixa de engrenagens de redução) ao eixo de rabo, localizado dentro da casa de máquinas do navio, responsável por transmitir a potência do motor principal para o eixo de rabo.

Funções

• Transmissão de Potência: Transmite a força rotacional do motor principal ou da caixa de engrenagens para o eixo de rabo, impulsionando a hélice.
• Amortecimento de Vibração e Alinhamento: Absorve vibrações através de acoplamentos e rolamentos intermediários, garantindo uma transmissão de potência suave.
• Ajuste de Comprimento: Dependendo do layout da casa de máquinas, o eixo intermediário pode ser composto por vários segmentos, conectados por flanges ou acoplamentos.

Design e Características Estruturais

• Estrutura:
  • Composto por um único ou vários segmentos de eixo cilíndrico, com comprimento dependendo da distância da casa de máquinas ao eixo de rabo (de alguns metros a dezenas de metros).
  • Conectado ao motor principal, caixa de engrenagens e eixo de rabo através de flanges, acoplamentos ou chavetas.
  • Equipado com rolamentos intermediários (geralmente rolamentos de deslizamento ou rolamentos de rolos) para suportar a rotação do eixo.
• Requisitos de Alinhamento: O eixo intermediário precisa ser alinhado com precisão (desvio < 0,05 mm/m), evitando vibração e desgaste prematuro dos rolamentos.
• Acoplamentos: Acoplamentos elásticos comuns (como borracha ou tipo mola de aço) absorvem a vibração do motor principal, protegendo o sistema de eixos.
• Dimensões: O diâmetro é baseado na potência do motor principal (de dezenas de milímetros a centenas de milímetros), geralmente ligeiramente menor que o eixo de rabo.

Materiais

• Aço Forjado (como 40Cr, 42CrMo): Alta resistência, alta tenacidade, adequado para navios de alta potência.
• Aço Liga (como 35CrNiMo): Usado em cenários de alta carga, com excelente desempenho de resistência à fadiga.
• Tratamento de Superfície: Superfície do eixo polida ou cromada para reduzir o atrito; o alojamento do rolamento pode usar liga de cobre ou metal branco.

Cenários de Aplicação

• Navios de grande porte: O eixo intermediário é essencial quando a distância entre o motor principal e o eixo de rabo é longa (como graneleiros, petroleiros).
• Navios de médio e pequeno porte: Se o motor principal estiver próximo ao eixo de rabo, o eixo intermediário pode ser omitido, conectando-se diretamente ao eixo de rabo.
• Navios com múltiplos eixos: Como navios com hélices duplas, cada sistema de propulsão requer um eixo intermediário independente.

3. Relação entre o Eixo de Rabo e o Eixo Intermediário

• Cadeia de Transmissão de Potência: Motor principal → Eixo intermediário (se houver) → Eixo de rabo → Hélice, constituindo um sistema de propulsão completo.
• Colaboração no Design:
  • O diâmetro, os materiais e os rolamentos de ambos precisam ser projetados de forma unificada para garantir a eficiência da transmissão de potência e a estabilidade do sistema.
  • O eixo de rabo está diretamente exposto à água do mar e requer medidas anticorrosivas mais fortes; o eixo intermediário está dentro da casa de máquinas, com foco no alinhamento e amortecimento de vibração.
• Instalação e Calibração: Durante a instalação, um alinhador a laser ou um relógio comparador deve ser usado para garantir que o desvio do sistema de eixos seja < 0,05 mm/m, evitando vibração e desgaste.