船舶長軸系施工周期的過程控制

龔濤+杜正春

摘要：文章通過分析長軸系施工過程中影響建造周期的關鍵性因素、軸承負荷測量及調整方案，運用EXCEL對軸承負荷數(shù)據(jù)歸類、分析，并模擬出受力曲線，從而查找變化規(guī)律，達到縮短長軸系施工周期的目的。

關鍵詞：長軸系；軸承負荷；施工周期；EXCEL；船舶；過程控制

中圖分類號：U661文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0089-02

本文以國內建造首批高新船為契機，通過對主推進系統(tǒng)中長軸系施工周期的過程控制，達到縮短建造周期，提高完工質量，為建造一流產(chǎn)品打下扎實基礎。在長軸系的軸承負荷測量過程中，由于船體變形量大，導致軸承負荷測量數(shù)據(jù)呈波動大、穩(wěn)定難的特點，不利于查找其相關的變化規(guī)律，從而使得調整軸系軸承負荷的周期相當長，較嚴重的拖延了整個主推進系統(tǒng)的安裝周期。而艦船推進軸系的安裝是船舶建造過程中重要的一環(huán)，能否控制好軸系安裝的施工周期直接影響到船舶的整個動力系統(tǒng)的按時完工。

1長軸系施工過程中影響建造周期的關鍵性因素

船舶建造過程中，軸系負荷的合理性極為重要。長期的實際操作中，諸多的因素會影響到軸系軸承負荷測量，其中影響長軸系施工周期的關鍵性因素是軸系的軸承負荷測量與調整，本文將研究軸承許用負荷校中的方法來調整各個軸承的受力，并找出規(guī)律性的調整范圍，從而有效地縮短施工周期，也為系列船的建造積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。

圖11#船軸承負荷調整及安裝周期

軸系的軸承負荷測量與調整工序可以分為三個階段（圖1）：軸承負荷測量階段、軸承負荷調整階段、軸承安裝定位及提交報驗階段。根據(jù)1#船施工周期可以看到影響整個工序較長的因素在軸承負荷調整階段，其工時占據(jù)總周期的72%。究其原因一是對于1#船各軸承的特性缺乏了解，沒有及時分析外界因素和船的狀態(tài)變化，造成沒有頭緒的反復調整，走了不少彎路；二是沒有采取高效的手段對軸承負荷進行驗證，使得驗證時間較長，耽誤了較多時間。

2長軸系軸承負荷測量和調整的解決方案及措施

軸系按照軸系校中計算結果安裝以后，不可避免會出現(xiàn)安裝誤差，這些誤差到底對軸系的影響有多大，需要我們通過有效的檢驗方法，檢測中間軸承以及推力軸承所承受的實際負荷是否在理論計算允許的范圍之內。在軸系校中、安裝過程中，軸承負荷測量這一校核軸系受力過程的周期相當長，較嚴重的拖延了整個主推進系統(tǒng)的安裝周期，此過程的瓶頸需要得到解決。軸承負荷的分配是關系到軸系使用壽命的關鍵，通常采用檢測方法是軸承負荷頂舉法，它是利用軸的位移與負荷的特性關系，用逐步頂舉法，記錄軸的升高與頂舉力之間的關系曲線求得頂升部位的負荷，將此負荷乘以頂舉系數(shù)，即可得出被測軸承的實際負荷。軸系軸承初次負荷往往出現(xiàn)偏大或偏小的情況，只能通過中間軸承或推力軸承來進行調整，原因是尾管軸承無法調整，只能通過中間軸承和推力軸承的高低調整最終滿足各軸系軸承的負荷范圍。

頂舉法是測量軸承負荷設備簡單，操作方便，可以結合壓力傳感器進行測量，提高測量結果的準確性，已在國內外各船廠被廣泛使用，見圖2。采用千斤頂頂舉法測量軸承負荷，就是在軸系的某一位置放置液壓千斤頂，將軸逐漸頂起，使被測軸承與軸頸完全脫開。在頂起的過程中，用百分表記錄軸的升高量和液壓千斤頂?shù)捻斏蛪褐?，繪制頂舉曲線圖，求得千斤頂替代被測軸承時的頂升油壓值，換算為頂舉力后，乘以頂舉系數(shù)，即可得到被測軸承的實際負荷。

圖2測量中間軸承負荷的安裝圖

以下是首艦船長軸系軸承負荷測量和調整的具體方法。

首先，升高或放下軸段，測量位移和支反力。重復幾次，直到其讀數(shù)穩(wěn)定可靠，作出位移-力曲線為了得到測量軸承的平均負荷，通常我們會利用提升和下降受力曲線的兩條切線延伸到橫坐標上得到R1、R2，按平均值求得測量軸承負荷：R=（R1+R2）/2，見圖3。

圖3位移-力曲線與切線示意圖

其次，記錄測量軸承負荷測量值并分析，調節(jié)軸承偏移以最終滿足測量值誤差在理論值的±10%以內，并將測量結果記錄。

最后，由設計所對測量結果予以認可。軸系的軸承負荷測量合格后，最終按圖對中間軸承和推力軸承進行安裝。

綜上所述，長軸系軸承負荷的測量及調整方法盡管是可行的，但是對于計算軸承平均負荷，還是較為繁瑣的，需要通過提升和下降曲線的切線來得到平均值，在過去的現(xiàn)場生產(chǎn)中，往往通過打印出曲線，然后手工繪制切線，最后計算得到平均負荷。這對于目前的高效率的施工是不合時宜的，需要利用更為有效地手段對受力曲線進行模擬，盡快得到軸承負荷數(shù)據(jù)，并對軸承進行及時地受力調整，從而為該工序的順利完成大大縮短了周期。

用EXCEL模擬軸系測量軸承負荷過程中位移—力曲線，計算和判斷調整趨勢，再進行軸承處墊塊的高度調整。通過EXCEL用實測數(shù)據(jù)來模擬出曲線及誤差，調整軸承墊塊厚度，直至軸系受力滿足設計的范圍要求。這一方案的實施，將有效地縮短整根軸系上軸承受力情況驗證的時間，使得施工周期得以明顯的縮短。以下是用EXECL設計，通過對實測數(shù)據(jù)的輸入，直接產(chǎn)生相對應的受力圖4，從而可以直觀的看到軸承處平均受力

情況。

圖4軸承受力分析模擬圖

通過運用EXCEL設計的表格對軸承受力進行負荷的模擬以及平均負荷的計算，可直接獲得軸承平均負荷的測量值。如此做的優(yōu)勢在于，通過把電腦帶進施工現(xiàn)場，邊施工邊檢驗軸承頂舉試驗的受力情況，如發(fā)生超差情況，可及時調整軸承的高低，并再次重復驗證工作，直至實測數(shù)據(jù)符合要求。這一步工作的開展大大縮短了整個軸系的負荷測量和調整的周期。

3結語

分析了同一系列2#船軸承負荷測量周期，發(fā)現(xiàn)軸承負荷調整階段由原來首制船占總周期的72%下降到2#艦船的59%，見圖5。比較1#船與2#船的施工周期總天數(shù)，通過軸承負荷測量工藝的改進措施及模擬受力曲線的分析，明顯縮短了調整周期，總天數(shù)由原來1#船的49天下降到2#船的34天，見圖6，并且還有進一步下降的空間，為接下來的主機安裝和主動力調試創(chuàng)造了有利的條件，也為后續(xù)船縮短軸系的施工周期提供了有效手段。

圖52#船軸承負荷調整及安裝周期

圖61#船與2#船軸承負荷調整及安裝周期的比較

參考文獻

[1]?溫玉奎．千斤頂頂舉法測量軸承負荷的影響因素[J]．

中國船檢，2008，（7）．

[2]?余道輝．用頂升法檢測軸系安裝的質量[J]．船舶設計

通訊，2007，（1）．

作者簡介：龔濤（1982—），男，上海人，滬東中華造船（集團）有限公司車間副主任，工程師，研究方向：工業(yè)工程。

endprint

摘要：文章通過分析長軸系施工過程中影響建造周期的關鍵性因素、軸承負荷測量及調整方案，運用EXCEL對軸承負荷數(shù)據(jù)歸類、分析，并模擬出受力曲線，從而查找變化規(guī)律，達到縮短長軸系施工周期的目的。

關鍵詞：長軸系；軸承負荷；施工周期；EXCEL；船舶；過程控制

中圖分類號：U661文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0089-02

本文以國內建造首批高新船為契機，通過對主推進系統(tǒng)中長軸系施工周期的過程控制，達到縮短建造周期，提高完工質量，為建造一流產(chǎn)品打下扎實基礎。在長軸系的軸承負荷測量過程中，由于船體變形量大，導致軸承負荷測量數(shù)據(jù)呈波動大、穩(wěn)定難的特點，不利于查找其相關的變化規(guī)律，從而使得調整軸系軸承負荷的周期相當長，較嚴重的拖延了整個主推進系統(tǒng)的安裝周期。而艦船推進軸系的安裝是船舶建造過程中重要的一環(huán)，能否控制好軸系安裝的施工周期直接影響到船舶的整個動力系統(tǒng)的按時完工。

1長軸系施工過程中影響建造周期的關鍵性因素

船舶建造過程中，軸系負荷的合理性極為重要。長期的實際操作中，諸多的因素會影響到軸系軸承負荷測量，其中影響長軸系施工周期的關鍵性因素是軸系的軸承負荷測量與調整，本文將研究軸承許用負荷校中的方法來調整各個軸承的受力，并找出規(guī)律性的調整范圍，從而有效地縮短施工周期，也為系列船的建造積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。

圖11#船軸承負荷調整及安裝周期

軸系的軸承負荷測量與調整工序可以分為三個階段（圖1）：軸承負荷測量階段、軸承負荷調整階段、軸承安裝定位及提交報驗階段。根據(jù)1#船施工周期可以看到影響整個工序較長的因素在軸承負荷調整階段，其工時占據(jù)總周期的72%。究其原因一是對于1#船各軸承的特性缺乏了解，沒有及時分析外界因素和船的狀態(tài)變化，造成沒有頭緒的反復調整，走了不少彎路；二是沒有采取高效的手段對軸承負荷進行驗證，使得驗證時間較長，耽誤了較多時間。

2長軸系軸承負荷測量和調整的解決方案及措施

軸系按照軸系校中計算結果安裝以后，不可避免會出現(xiàn)安裝誤差，這些誤差到底對軸系的影響有多大，需要我們通過有效的檢驗方法，檢測中間軸承以及推力軸承所承受的實際負荷是否在理論計算允許的范圍之內。在軸系校中、安裝過程中，軸承負荷測量這一校核軸系受力過程的周期相當長，較嚴重的拖延了整個主推進系統(tǒng)的安裝周期，此過程的瓶頸需要得到解決。軸承負荷的分配是關系到軸系使用壽命的關鍵，通常采用檢測方法是軸承負荷頂舉法，它是利用軸的位移與負荷的特性關系，用逐步頂舉法，記錄軸的升高與頂舉力之間的關系曲線求得頂升部位的負荷，將此負荷乘以頂舉系數(shù)，即可得出被測軸承的實際負荷。軸系軸承初次負荷往往出現(xiàn)偏大或偏小的情況，只能通過中間軸承或推力軸承來進行調整，原因是尾管軸承無法調整，只能通過中間軸承和推力軸承的高低調整最終滿足各軸系軸承的負荷范圍。

頂舉法是測量軸承負荷設備簡單，操作方便，可以結合壓力傳感器進行測量，提高測量結果的準確性，已在國內外各船廠被廣泛使用，見圖2。采用千斤頂頂舉法測量軸承負荷，就是在軸系的某一位置放置液壓千斤頂，將軸逐漸頂起，使被測軸承與軸頸完全脫開。在頂起的過程中，用百分表記錄軸的升高量和液壓千斤頂?shù)捻斏蛪褐?，繪制頂舉曲線圖，求得千斤頂替代被測軸承時的頂升油壓值，換算為頂舉力后，乘以頂舉系數(shù)，即可得到被測軸承的實際負荷。

圖2測量中間軸承負荷的安裝圖

以下是首艦船長軸系軸承負荷測量和調整的具體方法。

首先，升高或放下軸段，測量位移和支反力。重復幾次，直到其讀數(shù)穩(wěn)定可靠，作出位移-力曲線為了得到測量軸承的平均負荷，通常我們會利用提升和下降受力曲線的兩條切線延伸到橫坐標上得到R1、R2，按平均值求得測量軸承負荷：R=（R1+R2）/2，見圖3。

圖3位移-力曲線與切線示意圖

其次，記錄測量軸承負荷測量值并分析，調節(jié)軸承偏移以最終滿足測量值誤差在理論值的±10%以內，并將測量結果記錄。

最后，由設計所對測量結果予以認可。軸系的軸承負荷測量合格后，最終按圖對中間軸承和推力軸承進行安裝。

綜上所述，長軸系軸承負荷的測量及調整方法盡管是可行的，但是對于計算軸承平均負荷，還是較為繁瑣的，需要通過提升和下降曲線的切線來得到平均值，在過去的現(xiàn)場生產(chǎn)中，往往通過打印出曲線，然后手工繪制切線，最后計算得到平均負荷。這對于目前的高效率的施工是不合時宜的，需要利用更為有效地手段對受力曲線進行模擬，盡快得到軸承負荷數(shù)據(jù)，并對軸承進行及時地受力調整，從而為該工序的順利完成大大縮短了周期。

用EXCEL模擬軸系測量軸承負荷過程中位移—力曲線，計算和判斷調整趨勢，再進行軸承處墊塊的高度調整。通過EXCEL用實測數(shù)據(jù)來模擬出曲線及誤差，調整軸承墊塊厚度，直至軸系受力滿足設計的范圍要求。這一方案的實施，將有效地縮短整根軸系上軸承受力情況驗證的時間，使得施工周期得以明顯的縮短。以下是用EXECL設計，通過對實測數(shù)據(jù)的輸入，直接產(chǎn)生相對應的受力圖4，從而可以直觀的看到軸承處平均受力

情況。

圖4軸承受力分析模擬圖

通過運用EXCEL設計的表格對軸承受力進行負荷的模擬以及平均負荷的計算，可直接獲得軸承平均負荷的測量值。如此做的優(yōu)勢在于，通過把電腦帶進施工現(xiàn)場，邊施工邊檢驗軸承頂舉試驗的受力情況，如發(fā)生超差情況，可及時調整軸承的高低，并再次重復驗證工作，直至實測數(shù)據(jù)符合要求。這一步工作的開展大大縮短了整個軸系的負荷測量和調整的周期。

3結語

分析了同一系列2#船軸承負荷測量周期，發(fā)現(xiàn)軸承負荷調整階段由原來首制船占總周期的72%下降到2#艦船的59%，見圖5。比較1#船與2#船的施工周期總天數(shù)，通過軸承負荷測量工藝的改進措施及模擬受力曲線的分析，明顯縮短了調整周期，總天數(shù)由原來1#船的49天下降到2#船的34天，見圖6，并且還有進一步下降的空間，為接下來的主機安裝和主動力調試創(chuàng)造了有利的條件，也為后續(xù)船縮短軸系的施工周期提供了有效手段。

圖52#船軸承負荷調整及安裝周期

圖61#船與2#船軸承負荷調整及安裝周期的比較

參考文獻

[1]?溫玉奎．千斤頂頂舉法測量軸承負荷的影響因素[J]．

中國船檢，2008，（7）．

[2]?余道輝．用頂升法檢測軸系安裝的質量[J]．船舶設計

通訊，2007，（1）．

作者簡介：龔濤（1982—），男，上海人，滬東中華造船（集團）有限公司車間副主任，工程師，研究方向：工業(yè)工程。

endprint

摘要：文章通過分析長軸系施工過程中影響建造周期的關鍵性因素、軸承負荷測量及調整方案，運用EXCEL對軸承負荷數(shù)據(jù)歸類、分析，并模擬出受力曲線，從而查找變化規(guī)律，達到縮短長軸系施工周期的目的。

關鍵詞：長軸系；軸承負荷；施工周期；EXCEL；船舶；過程控制

中圖分類號：U661文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0089-02

本文以國內建造首批高新船為契機，通過對主推進系統(tǒng)中長軸系施工周期的過程控制，達到縮短建造周期，提高完工質量，為建造一流產(chǎn)品打下扎實基礎。在長軸系的軸承負荷測量過程中，由于船體變形量大，導致軸承負荷測量數(shù)據(jù)呈波動大、穩(wěn)定難的特點，不利于查找其相關的變化規(guī)律，從而使得調整軸系軸承負荷的周期相當長，較嚴重的拖延了整個主推進系統(tǒng)的安裝周期。而艦船推進軸系的安裝是船舶建造過程中重要的一環(huán)，能否控制好軸系安裝的施工周期直接影響到船舶的整個動力系統(tǒng)的按時完工。

1長軸系施工過程中影響建造周期的關鍵性因素

船舶建造過程中，軸系負荷的合理性極為重要。長期的實際操作中，諸多的因素會影響到軸系軸承負荷測量，其中影響長軸系施工周期的關鍵性因素是軸系的軸承負荷測量與調整，本文將研究軸承許用負荷校中的方法來調整各個軸承的受力，并找出規(guī)律性的調整范圍，從而有效地縮短施工周期，也為系列船的建造積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。

圖11#船軸承負荷調整及安裝周期

軸系的軸承負荷測量與調整工序可以分為三個階段（圖1）：軸承負荷測量階段、軸承負荷調整階段、軸承安裝定位及提交報驗階段。根據(jù)1#船施工周期可以看到影響整個工序較長的因素在軸承負荷調整階段，其工時占據(jù)總周期的72%。究其原因一是對于1#船各軸承的特性缺乏了解，沒有及時分析外界因素和船的狀態(tài)變化，造成沒有頭緒的反復調整，走了不少彎路；二是沒有采取高效的手段對軸承負荷進行驗證，使得驗證時間較長，耽誤了較多時間。

2長軸系軸承負荷測量和調整的解決方案及措施

軸系按照軸系校中計算結果安裝以后，不可避免會出現(xiàn)安裝誤差，這些誤差到底對軸系的影響有多大，需要我們通過有效的檢驗方法，檢測中間軸承以及推力軸承所承受的實際負荷是否在理論計算允許的范圍之內。在軸系校中、安裝過程中，軸承負荷測量這一校核軸系受力過程的周期相當長，較嚴重的拖延了整個主推進系統(tǒng)的安裝周期，此過程的瓶頸需要得到解決。軸承負荷的分配是關系到軸系使用壽命的關鍵，通常采用檢測方法是軸承負荷頂舉法，它是利用軸的位移與負荷的特性關系，用逐步頂舉法，記錄軸的升高與頂舉力之間的關系曲線求得頂升部位的負荷，將此負荷乘以頂舉系數(shù)，即可得出被測軸承的實際負荷。軸系軸承初次負荷往往出現(xiàn)偏大或偏小的情況，只能通過中間軸承或推力軸承來進行調整，原因是尾管軸承無法調整，只能通過中間軸承和推力軸承的高低調整最終滿足各軸系軸承的負荷范圍。

頂舉法是測量軸承負荷設備簡單，操作方便，可以結合壓力傳感器進行測量，提高測量結果的準確性，已在國內外各船廠被廣泛使用，見圖2。采用千斤頂頂舉法測量軸承負荷，就是在軸系的某一位置放置液壓千斤頂，將軸逐漸頂起，使被測軸承與軸頸完全脫開。在頂起的過程中，用百分表記錄軸的升高量和液壓千斤頂?shù)捻斏蛪褐担L制頂舉曲線圖，求得千斤頂替代被測軸承時的頂升油壓值，換算為頂舉力后，乘以頂舉系數(shù)，即可得到被測軸承的實際負荷。

圖2測量中間軸承負荷的安裝圖

以下是首艦船長軸系軸承負荷測量和調整的具體方法。

首先，升高或放下軸段，測量位移和支反力。重復幾次，直到其讀數(shù)穩(wěn)定可靠，作出位移-力曲線為了得到測量軸承的平均負荷，通常我們會利用提升和下降受力曲線的兩條切線延伸到橫坐標上得到R1、R2，按平均值求得測量軸承負荷：R=（R1+R2）/2，見圖3。

圖3位移-力曲線與切線示意圖

其次，記錄測量軸承負荷測量值并分析，調節(jié)軸承偏移以最終滿足測量值誤差在理論值的±10%以內，并將測量結果記錄。

最后，由設計所對測量結果予以認可。軸系的軸承負荷測量合格后，最終按圖對中間軸承和推力軸承進行安裝。

綜上所述，長軸系軸承負荷的測量及調整方法盡管是可行的，但是對于計算軸承平均負荷，還是較為繁瑣的，需要通過提升和下降曲線的切線來得到平均值，在過去的現(xiàn)場生產(chǎn)中，往往通過打印出曲線，然后手工繪制切線，最后計算得到平均負荷。這對于目前的高效率的施工是不合時宜的，需要利用更為有效地手段對受力曲線進行模擬，盡快得到軸承負荷數(shù)據(jù)，并對軸承進行及時地受力調整，從而為該工序的順利完成大大縮短了周期。

用EXCEL模擬軸系測量軸承負荷過程中位移—力曲線，計算和判斷調整趨勢，再進行軸承處墊塊的高度調整。通過EXCEL用實測數(shù)據(jù)來模擬出曲線及誤差，調整軸承墊塊厚度，直至軸系受力滿足設計的范圍要求。這一方案的實施，將有效地縮短整根軸系上軸承受力情況驗證的時間，使得施工周期得以明顯的縮短。以下是用EXECL設計，通過對實測數(shù)據(jù)的輸入，直接產(chǎn)生相對應的受力圖4，從而可以直觀的看到軸承處平均受力

情況。

圖4軸承受力分析模擬圖

通過運用EXCEL設計的表格對軸承受力進行負荷的模擬以及平均負荷的計算，可直接獲得軸承平均負荷的測量值。如此做的優(yōu)勢在于，通過把電腦帶進施工現(xiàn)場，邊施工邊檢驗軸承頂舉試驗的受力情況，如發(fā)生超差情況，可及時調整軸承的高低，并再次重復驗證工作，直至實測數(shù)據(jù)符合要求。這一步工作的開展大大縮短了整個軸系的負荷測量和調整的周期。

3結語

分析了同一系列2#船軸承負荷測量周期，發(fā)現(xiàn)軸承負荷調整階段由原來首制船占總周期的72%下降到2#艦船的59%，見圖5。比較1#船與2#船的施工周期總天數(shù)，通過軸承負荷測量工藝的改進措施及模擬受力曲線的分析，明顯縮短了調整周期，總天數(shù)由原來1#船的49天下降到2#船的34天，見圖6，并且還有進一步下降的空間，為接下來的主機安裝和主動力調試創(chuàng)造了有利的條件，也為后續(xù)船縮短軸系的施工周期提供了有效手段。

圖52#船軸承負荷調整及安裝周期

圖61#船與2#船軸承負荷調整及安裝周期的比較

參考文獻

[1]?溫玉奎．千斤頂頂舉法測量軸承負荷的影響因素[J]．

中國船檢，2008，（7）．

[2]?余道輝．用頂升法檢測軸系安裝的質量[J]．船舶設計

通訊，2007，（1）．

作者簡介：龔濤（1982—），男，上海人，滬東中華造船（集團）有限公司車間副主任，工程師，研究方向：工業(yè)工程。

endprint