Mechanical Rim Drive azimuth thruster product feasibility study

Abstract

PURPOSE: The purpose of this work is to investigate the possibility of constructing a rim drive azimuth thruster with a mechanical power transmission. Material properties and component strengths are assessed. The potential market for a mechanical rim drive is investigated and vessel types that possibly could use such propulsors are reviewed. A cost estimate is made of the components in the rim drive design.

MATERIALS AND METHODS: Methods used for this study are literature review and consulting of experts in the organisation. Based on the findings the technical feasibility of a mechanical rim drive azimuth thruster is assessed. The rim drive design is evaluated and technical solutions are presented. The added value offered by the product and market potential are assessed.

RESULTS: A mechanical rim drive azimuth thruster is according to the facts stated in this study possible to construct and there are some clear advantages offered by the rim drive design. A sturdy construction could offer, e.g. a higher ice-class. However, there are a few technical challenges related to power transmission sealing technology and the water-lubricated bearing reliability.

CONCLUSIONS: A rim drive design equipped with a traditional propeller shaft and a non-polluting power transmission lubrication arrangement could offer a compact, light and efficient propulsion solution. If a rim mounted bearing arrangement and an oil-lubricated power transmission are utilized reliability issues may be a potential problem. Oil-leakage is also a possible risk with the large diameter power transmission seals.

TYÖN TARKOITUS: Tämän diplomityön tarkoitus on tutkia mekaanisen rim drive ruoripotkurin valmistamista. Materiaalivaatimukset ja komponenttien mitoitus arvioidaan. Potentiaaliset markkinat rim drive ruoripotkurille tutkitaan ja laivatyypit, joissa mekaanista rim drive ruoripotkuria voitaisiin käyttää, läpikäydään. Kustannusestimaatti rim drive laitteen komponenteista tehdään.

MENETELMÄT: Tämä tutkimus perustuu kirjallisuustutkimukseen ja organisaation omien eksperttien lausuntoihin. Löydettyihin faktoihin perustuen mekaanisen rim drive ruoripotkurin teknillinen toteutettavuus arvioidaan. Rim drive rakenne arvioidaan ja teknisiä ratkaisuja esitetään. Tuotteen lisäarvo ja markkinapotentiaali arvioidaan.

TULOKSET: Mekaaninen rim drive ruoripotkuri on tämän tutkimuksen perusteella mahdollista rakentaa ja tuotteella on selviä etuja rim drive rakenteen ansiosta. Tukeva rakenne mahdollistaa esimerkiksi korkeamman jääluokituksen. Voimansiirron tiivistysteknologiaan ja vesivoideltujen laakereiden käyttövarmuuteen liittyy kuitenkin joitakin teknisiä haasteita.

PÄÄTELMÄT: Rim drive ruoripotkuri varustettuna perinteisellä potkuriakselilla ja ei-saastuttavalla voimansiirron voitelujärjestelmällä voi tarjota kompaktin, kevyen ja tehokkaan potkurijärjestelmän. Jos käytetään kehään sijoitettua laakerointia ja öljyvoideltua voimansiirtoa toimintavarmuusongelmia saattaa esiintyä. Voimansiirron isojen tiivisteiden myötä öljyvuodon riski on olemassa.