影響船舶軸系校中質(zhì)量的主要因素

林 清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350501)

影響船舶軸系校中質(zhì)量的主要因素

林 清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350501)

為確保船舶軸系安全運(yùn)行，有必要分析和研究影響軸系校中質(zhì)量的主要因素。首先在對軸系校中進(jìn)行計(jì)算過程中建立軸系計(jì)算模型，并以計(jì)算模型為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算；其次重視軸系支撐剛度的變化情況，合理預(yù)估校中計(jì)算數(shù)據(jù)；最后分析船體的變形量，合理調(diào)整軸系校中方法。

軸系校中；軸系計(jì)算；剛度；船體變形

0 引言

船舶軸系在船舶運(yùn)營中承受著復(fù)雜的應(yīng)力和負(fù)荷，因而在軸系設(shè)計(jì)時(shí)不僅要保證足夠的強(qiáng)度和剛度，還要使其承受的應(yīng)力和負(fù)荷保持在合理的范疇內(nèi)。從船舶軸系合理校中過程來看，掌握必要的計(jì)算方法對于提高船舶軸系校中質(zhì)量具有重要作用。同時(shí)，在影響因素方面，也應(yīng)當(dāng)重視軸系支撐剛度和船體變形的影響。只有對這些影響因素進(jìn)行全面的分析，并掌握正確的分析原則，才能夠提高船舶軸系合理校中的整體質(zhì)量，保證船舶軸系合理校中能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。為了研究影響船舶軸系校中質(zhì)量的主要因素，本文通過對某實(shí)船的軸系進(jìn)行分析，同時(shí)分析船體變形對軸系校中的影響，從而采取必要的校中方法，使船舶軸系校中能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

1 軸系校中模型的建立和校中計(jì)算

在船舶軸系合理校中過程中，掌握正確的軸系校中計(jì)算方式，對于提高船舶軸系校中效果具有重要作用。從目前船舶軸系合理校中過程來看，在對軸系校中進(jìn)行計(jì)算過程中，應(yīng)當(dāng)建立軸系計(jì)算模型，并且在計(jì)算模型的指導(dǎo)下，開展相應(yīng)的軸系校中計(jì)算，使軸系校中計(jì)算能夠以計(jì)算模型為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的演算，提高計(jì)算的整體質(zhì)量。

某船軸系校中模型圖如圖1所示[1]，圖中，1～8為軸承。

對于船舶軸系校中而言，掌握正確的計(jì)算方法是十分重要的。結(jié)合船舶軸系校中實(shí)際情況，在計(jì)算過程中，根據(jù)計(jì)算模型開展相應(yīng)的計(jì)算是正確的選擇。計(jì)算模型的建立應(yīng)當(dāng)與船舶軸系校中過程結(jié)合，使計(jì)算模型能夠具有一定的指導(dǎo)性，從而提高計(jì)算模型的準(zhǔn)確性，保證計(jì)算模型能夠更好地為船舶軸系校中的計(jì)算服務(wù)。具體的計(jì)算過程應(yīng)當(dāng)以計(jì)算模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行校中數(shù)據(jù)的計(jì)算，使校中數(shù)據(jù)能夠在計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性方面得到有效的提高，其中計(jì)算方法和計(jì)算方式應(yīng)當(dāng)根據(jù)計(jì)算模型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，保證計(jì)算模型能夠具有良好的指導(dǎo)作用，同時(shí)也使船舶軸系校中計(jì)算能夠達(dá)到相應(yīng)的計(jì)算目標(biāo)。根據(jù)船舶推進(jìn)軸系的設(shè)計(jì)、安裝檢驗(yàn)的需要，提出了軸系彈性校中的概念。根據(jù)流體潤滑動力學(xué)的理論，結(jié)合軸系彈性校中計(jì)算有限元模型，提出了一種軸系在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程艉管軸承位置以及軸心中心線的位置和軸承的支反力，并且分析彈性校中計(jì)算最優(yōu)化的方法，建立彈性校中優(yōu)化計(jì)算模型。所以，計(jì)算方式對船舶軸系的合理校中具有重要的影響。計(jì)算方式的選擇以及計(jì)算模型的建立，關(guān)系到船舶軸系合理校中的整體效果，因此應(yīng)對船舶軸系校中合理調(diào)整計(jì)算方法，對計(jì)算方法的選擇引起足夠的重視，做到根據(jù)軸系校中的實(shí)際需要進(jìn)行合理計(jì)算。

2 軸系支撐剛度對校中效果的影響

在船舶運(yùn)行過程中，軸與軸承之間存在油膜。軸系被支撐在軸承上，而軸承又被支撐在船體上，由于軸承本身與油膜均具有彈性，船體本身是一個(gè)彈性體，所以應(yīng)該考慮軸系的支撐彈性。軸系的支撐剛度應(yīng)該為油膜、軸承與船體剛度的復(fù)合剛度[2]。圖1中的軸承支撐剛度數(shù)據(jù)見表1。

表1 軸承支撐剛度

在船舶軸系合理校中過程中，軸系的支撐剛度對校中的效果產(chǎn)生具體的影響。之所以要考慮軸系的支撐剛度因素，主要是因?yàn)檩S系的支撐剛度存在一定的變化，并且這一變化對軸系的校中產(chǎn)生了一定的影響，使得軸系的剛度數(shù)據(jù)存在一定的變化范圍，只有在這一范圍內(nèi)進(jìn)行校中，才能夠提高校中的整體質(zhì)量，同時(shí)保證校中能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。從這一點(diǎn)來看，在船舶軸系校中過程中，應(yīng)當(dāng)對軸系的支撐剛度所產(chǎn)生的影響引起足夠的重視。軸系校中時(shí)應(yīng)根據(jù)軸系支撐剛度的變化情況，合理預(yù)估校中計(jì)算數(shù)據(jù)，并對校中計(jì)算的誤差進(jìn)行一定的標(biāo)記，保證軸系合理校中能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，從而提高軸系合理校中整體水平。從表1可以看出，軸系支撐剛度在每一個(gè)測量點(diǎn)都存在不同的數(shù)值，其中特殊部位的軸系支撐剛度與其他部位的軸系支撐剛度有著較大的差別，因此，只有對軸系支撐剛度的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面掌握，并認(rèn)真分析軸系剛度的變化情況，在軸系校中過程中才能提高軸系校中的整體質(zhì)量，滿足軸系校中的實(shí)際需要。一般情況下，當(dāng)支撐剛度值大于1×108N/m時(shí)，可近似認(rèn)為支撐軸承為剛性支撐。在實(shí)際生產(chǎn)中，也可通過增加軸承基座的強(qiáng)度和增加主船體結(jié)構(gòu)的反面結(jié)構(gòu)來增大支撐剛度，減少因軸承基座和船體變形對剛度的影響。

3 船體變形對軸系校中的影響

在船舶運(yùn)行過程中會產(chǎn)生船體變形，所以考慮船體變形對軸系的影響的同時(shí)也應(yīng)考慮齒輪箱的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。最大中拱變形時(shí)的軸系負(fù)荷見表2。

對于船舶軸系校中而言，船體變形是影響校中的主要因素，其中船體變形的部位和船體變形的形變量對軸系校中的影響較大。為了保證軸系校中能夠提高整體效果和準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)在軸系校中過程中，對船體的變形量進(jìn)行認(rèn)真的分析，其中不但要對船體的變形部位和船體的變形量進(jìn)行標(biāo)記和分析，還要掌握船體變形的整體情況，這對提高船舶軸系校中質(zhì)量以及選擇正確的校中方式具有重要作用。所以應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)有的軸系校中方式和軸系校中方法進(jìn)行有效的梳理，做到根據(jù)船體變形情況合理調(diào)整軸系校中方法，使得軸系校中方法能夠具有較強(qiáng)的針對性，滿足校中的實(shí)際需要并提高校中的整體水平。

表2 船體變形引起的軸承支點(diǎn)處的相對軸承變形

4 結(jié)語

通過本文的分析可知，在船舶軸系合理校中過程中，掌握影響船舶校中的各種因素對于提高軸系校中質(zhì)量具有重要意義。從目前影響船舶軸系校中的因素來看，主要分為計(jì)算方法影響因素、軸承剛度影響因素和船體變形影響因素，掌握這些影響因素的特點(diǎn)，并能根據(jù)影響因素制定各種有針對性的校中方式，對于提高船舶輪機(jī)軸系校中的質(zhì)量可發(fā)揮極其重要作用。同時(shí)，也是提高船舶軸系校中質(zhì)量的重要手段，對于各種船舶軸系校中質(zhì)量和合理校中的開展具有重要影響。

參考書籍：

[1] 耿厚才，王萬華，朱麗萍，等.巨型油輪軸系校中模型分析[J].船舶工程，2007(1)：17-19.

[2] 鐘濤，耿厚才，饒柱石，等.船舶軸系合理校中及其影響因素分析[J].噪聲與振動控制，2010(2)：77-79，144.

U671.91+1

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2017-05-18

林清(1972—),男，工程師，從事船舶生產(chǎn)管理工作。