多用途工作船船体振动的原因及预防措施

任柯融，许倩怡

（大连理工大学a.船舶工程学院；b.车辆工程学院，辽宁大连116024）

多用途工作船被广泛应用于人们的生产生活中，它具有物资供应、建设海洋工程、保护油田，以及清理海面油污等功能。多用途工作船船体振动会给安全带来一定的威胁，因此必须做好预防措施才能提高工作船的安全性，最大限度提高其使用寿命和工作效率。

1 多用途工作船概述

多用途工作船就是指具备了多种用途的船舶，广义上来看，凡是能装载两种或两种以上货物的船舶都叫作多用途工作船［1］。它主要具备了救助、消防、材料供应、海面油污清除等作用，目前已被广泛应用于人们的生产和生活中。

1.1 工作船船体振动的分类

工作船的振动分为两部分，分别是船体总振动和船体局部振动。船体总振动分为垂直振动、水平振动、扭转振动和纵向振动。而局部振动则是船体的局部结构，比如船的板架、梁、板对于整个船体所造成的附加振动。

1.2 多用途工作船船体振动的原因

造成船体振动的原因有很多，大体上分为外因、内因以及内外因的合并。

1.2.1 船体振动的外因

外因就是船体在水面上航行，它在运行的过程中会受到螺旋桨、柴油机和海浪等多方面作用的影响，多用途工作船的工作中心在不断运转，引起了船体的振动［2］。

1.2.2 船体振动的内因

内因就是船体的结构对振动的影响，比如船的尺寸和主机的选择、螺旋桨和船体以及尾部线型的配合、整个布局结构的合理性和连续性等。或者是运行管理中存在的一些问题，比如压载不当、螺旋桨受到损害、发动机承受了过大的负荷、机件的老化、磨损和松动等问题，这些内部因素也会影响到船体的振动。

1.3 多用途工作船振动的危害

船体的振动会对船本身造成十分严重的危害，具体表现在以下三方面：一是船体的结构或机械的设备在振动中产生疲劳感，破坏船体，影响航运的安全。二是影响了船员的操作舒适性，进而导致工作船的工作效率降低，长期处于振动中也会危害到船员的身体健康。三是影响船上的设备、仪表等设施的正常工作，在振动中会降低这些设备的精准度，缩短它们的使用寿命。另外，船的振动还会发出一定的噪声，噪声对于人的健康也有着非常大的影响，这也是由船体振动所带来的间接性危害［3］。

2 多用途工作船减振的预防措施

2.1 船舶设计方面

2.1.1 选择螺旋桨、主机等元件时，要考虑船体的固有频率

现代科技的进步推动了工作船的结构优化，出于节能方面的考虑，多用途工作船会降低尾轴的转速并且会加大螺旋桨的直径，这种结构上的改良不仅能有效地实现节能，还能提高工作船的推进效率，但是，也不可避免地加大了共振的可能。因此在减震方面，要根据船体工作中的固有频率，选择合适的螺旋桨、主机、减速齿轮箱等元件，避免共振。

2.1.2 尾部线型与螺旋桨的设计

除了不可避免的共振之外，工作船在航行中发生更多的是强迫振动。因此，在设计的时候，就要考虑到这个因素，尤其是设计船体的尾部线型时，要使螺旋桨运行顺畅，不能出现涡旋的情况［4］。

2.2 主机及其减震

2.2.1 在主机机座下安装减震器，减少主机的振动向船体传递

主机是引起船体振动的重要内因之一，所以在主机上减少振动，就能有效减少船体的振动。目前市场上主机的减震器主要分为橡胶减震器和金属弹簧减震器，它们各有各的特点。橡胶减震器结构简单，隔声、缓冲效果明显，能够满足减震器的刚度和强度需求。同时有适量的阻尼，能够越过共振区和高频声的振动。但缺点是容易受温度的影响，使用寿命短，易老化；而金属弹簧减震器则性能稳定，温度的变化对其几乎没有影响，承载能力大。但是缺点是阻尼小，越过共振区的隔音性较差［5］。

2.2.2 调整结构，减少船体结构的响应

就目前多用途工作船的结构来看，主机机座和船体的连接处都要避免呈折线形，为了改善船体的结构，应该在船舱外逐步减少高度。在舱壁的设计上，选用大尺寸的扶强材。

2.3.3 采用阻尼材料和消振器

根据船的外在形式进行减震，一个最有效的办法就是在容易受到振动的部位，比如外板、甲板和船舱表面覆盖一层减振涂层，这个涂层就是阻尼。在减震涂料的选择上，主要有水泥、沥青、泡沫塑料、橡胶等材料，这些合成材料一旦覆盖到船的主要部位上，就形成了一个消振器，能够有效减少船体的振动。

3 结论

随着社会的进步和发展，人们会越来越多地应用到多用途工作船，并且对船体的总设计水平也会要求越来越高，为了提高工作船的经济性和安全性，最重要的就是减少船体的振动。我们通过分析工作船产生振动的原因，并从原因入手，总结出了一系列的减震预防措施，尽最大努力减少船体的振动，从而延长工作船的使用寿命，增加其安全性。

［1］ 姜玉林.浅析多用途工作船船体振动的原因及预防措施［J］.航海，2013，（04）:68-69.

［2］ 张永根.船舶振动原因及其减振方法［J］.江苏船舶，2005，（03）:16-25.

［3］ 张远康，韦沁淳.琼州海峡汽车渡船船体振动原因及消除［J］.造船技术，2000，（03）:19.

［4］ 周国平，顾艳.海工多用途工作船系列研究设计综述［J］.船舶设计通讯，2010，（02）:8-15.

［5］ 苏兴翘.一艘电力推进的多用途工作船［J］.船舶工程，1990，（06）:4-7.