船舶长轴系施工周期的过程控制

龚涛+杜正春

摘要：文章通过分析长轴系施工过程中影响建造周期的关键性因素、轴承负荷测量及调整方案，运用EXCEL对轴承负荷数据归类、分析，并模拟出受力曲线，从而查找变化规律，达到缩短长轴系施工周期的目的。

关键词：长轴系；轴承负荷；施工周期；EXCEL；船舶；过程控制

中图分类号：U661文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0089-02

本文以国内建造首批高新船为契机，通过对主推进系统中长轴系施工周期的过程控制，达到缩短建造周期，提高完工质量，为建造一流产品打下扎实基础。在长轴系的轴承负荷测量过程中，由于船体变形量大，导致轴承负荷测量数据呈波动大、稳定难的特点，不利于查找其相关的变化规律，从而使得调整轴系轴承负荷的周期相当长，较严重的拖延了整个主推进系统的安装周期。而舰船推进轴系的安装是船舶建造过程中重要的一环，能否控制好轴系安装的施工周期直接影响到船舶的整个动力系统的按时完工。

1长轴系施工过程中影响建造周期的关键性因素

船舶建造过程中，轴系负荷的合理性极为重要。长期的实际操作中，诸多的因素会影响到轴系轴承负荷测量，其中影响长轴系施工周期的关键性因素是轴系的轴承负荷测量与调整，本文将研究轴承许用负荷校中的方法来调整各个轴承的受力，并找出规律性的调整范围，从而有效地缩短施工周期，也为系列船的建造积累经验和数据。

图11#船轴承负荷调整及安装周期

轴系的轴承负荷测量与调整工序可以分为三个阶段（图1）：轴承负荷测量阶段、轴承负荷调整阶段、轴承安装定位及提交报验阶段。根据1#船施工周期可以看到影响整个工序较长的因素在轴承负荷调整阶段，其工时占据总周期的72%。究其原因一是对于1#船各轴承的特性缺乏了解，没有及时分析外界因素和船的状态变化，造成没有头绪的反复调整，走了不少弯路；二是没有采取高效的手段对轴承负荷进行验证，使得验证时间较长，耽误了较多时间。

2长轴系轴承负荷测量和调整的解决方案及措施

轴系按照轴系校中计算结果安装以后，不可避免会出现安装误差，这些误差到底对轴系的影响有多大，需要我们通过有效的检验方法，检测中间轴承以及推力轴承所承受的实际负荷是否在理论计算允许的范围之内。在轴系校中、安装过程中，轴承负荷测量这一校核轴系受力过程的周期相当长，较严重的拖延了整个主推进系统的安装周期，此过程的瓶颈需要得到解决。轴承负荷的分配是关系到轴系使用寿命的关键，通常采用检测方法是轴承负荷顶举法，它是利用轴的位移与负荷的特性关系，用逐步顶举法，记录轴的升高与顶举力之间的关系曲线求得顶升部位的负荷，将此负荷乘以顶举系数，即可得出被测轴承的实际负荷。轴系轴承初次负荷往往出现偏大或偏小的情况，只能通过中间轴承或推力轴承来进行调整，原因是尾管轴承无法调整，只能通过中间轴承和推力轴承的高低调整最终满足各轴系轴承的负荷范围。

顶举法是测量轴承负荷设备简单，操作方便，可以结合压力传感器进行测量，提高测量结果的准确性，已在国内外各船厂被广泛使用，见图2。采用千斤顶顶举法测量轴承负荷，就是在轴系的某一位置放置液压千斤顶，将轴逐渐顶起，使被测轴承与轴颈完全脱开。在顶起的过程中，用百分表记录轴的升高量和液压千斤顶的顶升油压值，绘制顶举曲线图，求得千斤顶替代被测轴承时的顶升油压值，换算为顶举力后，乘以顶举系数，即可得到被测轴承的实际负荷。

图2测量中间轴承负荷的安装图

以下是首舰船长轴系轴承负荷测量和调整的具体方法。

首先，升高或放下轴段，测量位移和支反力。重复几次，直到其读数稳定可靠，作出位移-力曲线为了得到测量轴承的平均负荷，通常我们会利用提升和下降受力曲线的两条切线延伸到横坐标上得到R1、R2，按平均值求得测量轴承负荷：R=（R1+R2）/2，见图3。

图3位移-力曲线与切线示意图

其次，记录测量轴承负荷测量值并分析，调节轴承偏移以最终满足测量值误差在理论值的±10%以内，并将测量结果记录。

最后，由设计所对测量结果予以认可。轴系的轴承负荷测量合格后，最终按图对中间轴承和推力轴承进行安装。

综上所述，长轴系轴承负荷的测量及调整方法尽管是可行的，但是对于计算轴承平均负荷，还是较为繁琐的，需要通过提升和下降曲线的切线来得到平均值，在过去的现场生产中，往往通过打印出曲线，然后手工绘制切线，最后计算得到平均负荷。这对于目前的高效率的施工是不合时宜的，需要利用更为有效地手段对受力曲线进行模拟，尽快得到轴承负荷数据，并对轴承进行及时地受力调整，从而为该工序的顺利完成大大缩短了周期。

用EXCEL模拟轴系测量轴承负荷过程中位移—力曲线，计算和判断调整趋势，再进行轴承处垫块的高度调整。通过EXCEL用实测数据来模拟出曲线及误差，调整轴承垫块厚度，直至轴系受力满足设计的范围要求。这一方案的实施，将有效地缩短整根轴系上轴承受力情况验证的时间，使得施工周期得以明显的缩短。以下是用EXECL设计，通过对实测数据的输入，直接产生相对应的受力图4，从而可以直观的看到轴承处平均受力

情况。

图4轴承受力分析模拟图

通过运用EXCEL设计的表格对轴承受力进行负荷的模拟以及平均负荷的计算，可直接获得轴承平均负荷的测量值。如此做的优势在于，通过把电脑带进施工现场，边施工边检验轴承顶举试验的受力情况，如发生超差情况，可及时调整轴承的高低，并再次重复验证工作，直至实测数据符合要求。这一步工作的开展大大缩短了整个轴系的负荷测量和调整的周期。

3结语

分析了同一系列2#船轴承负荷测量周期，发现轴承负荷调整阶段由原来首制船占总周期的72%下降到2#舰船的59%，见图5。比较1#船与2#船的施工周期总天数，通过轴承负荷测量工艺的改进措施及模拟受力曲线的分析，明显缩短了调整周期，总天数由原来1#船的49天下降到2#船的34天，见图6，并且还有进一步下降的空间，为接下来的主机安装和主动力调试创造了有利的条件，也为后续船缩短轴系的施工周期提供了有效手段。

图52#船轴承负荷调整及安装周期

图61#船与2#船轴承负荷调整及安装周期的比较

参考文献

[1] 温玉奎．千斤顶顶举法测量轴承负荷的影响因素[J]．

中国船检，2008，（7）．

[2] 余道辉．用顶升法检测轴系安装的质量[J]．船舶设计

通讯，2007，（1）．

作者简介：龚涛（1982—），男，上海人，沪东中华造船（集团）有限公司车间副主任，工程师，研究方向：工业工程。

endprint

摘要：文章通过分析长轴系施工过程中影响建造周期的关键性因素、轴承负荷测量及调整方案，运用EXCEL对轴承负荷数据归类、分析，并模拟出受力曲线，从而查找变化规律，达到缩短长轴系施工周期的目的。

关键词：长轴系；轴承负荷；施工周期；EXCEL；船舶；过程控制

中图分类号：U661文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0089-02

本文以国内建造首批高新船为契机，通过对主推进系统中长轴系施工周期的过程控制，达到缩短建造周期，提高完工质量，为建造一流产品打下扎实基础。在长轴系的轴承负荷测量过程中，由于船体变形量大，导致轴承负荷测量数据呈波动大、稳定难的特点，不利于查找其相关的变化规律，从而使得调整轴系轴承负荷的周期相当长，较严重的拖延了整个主推进系统的安装周期。而舰船推进轴系的安装是船舶建造过程中重要的一环，能否控制好轴系安装的施工周期直接影响到船舶的整个动力系统的按时完工。

1长轴系施工过程中影响建造周期的关键性因素

船舶建造过程中，轴系负荷的合理性极为重要。长期的实际操作中，诸多的因素会影响到轴系轴承负荷测量，其中影响长轴系施工周期的关键性因素是轴系的轴承负荷测量与调整，本文将研究轴承许用负荷校中的方法来调整各个轴承的受力，并找出规律性的调整范围，从而有效地缩短施工周期，也为系列船的建造积累经验和数据。

图11#船轴承负荷调整及安装周期

轴系的轴承负荷测量与调整工序可以分为三个阶段（图1）：轴承负荷测量阶段、轴承负荷调整阶段、轴承安装定位及提交报验阶段。根据1#船施工周期可以看到影响整个工序较长的因素在轴承负荷调整阶段，其工时占据总周期的72%。究其原因一是对于1#船各轴承的特性缺乏了解，没有及时分析外界因素和船的状态变化，造成没有头绪的反复调整，走了不少弯路；二是没有采取高效的手段对轴承负荷进行验证，使得验证时间较长，耽误了较多时间。

2长轴系轴承负荷测量和调整的解决方案及措施

轴系按照轴系校中计算结果安装以后，不可避免会出现安装误差，这些误差到底对轴系的影响有多大，需要我们通过有效的检验方法，检测中间轴承以及推力轴承所承受的实际负荷是否在理论计算允许的范围之内。在轴系校中、安装过程中，轴承负荷测量这一校核轴系受力过程的周期相当长，较严重的拖延了整个主推进系统的安装周期，此过程的瓶颈需要得到解决。轴承负荷的分配是关系到轴系使用寿命的关键，通常采用检测方法是轴承负荷顶举法，它是利用轴的位移与负荷的特性关系，用逐步顶举法，记录轴的升高与顶举力之间的关系曲线求得顶升部位的负荷，将此负荷乘以顶举系数，即可得出被测轴承的实际负荷。轴系轴承初次负荷往往出现偏大或偏小的情况，只能通过中间轴承或推力轴承来进行调整，原因是尾管轴承无法调整，只能通过中间轴承和推力轴承的高低调整最终满足各轴系轴承的负荷范围。

顶举法是测量轴承负荷设备简单，操作方便，可以结合压力传感器进行测量，提高测量结果的准确性，已在国内外各船厂被广泛使用，见图2。采用千斤顶顶举法测量轴承负荷，就是在轴系的某一位置放置液压千斤顶，将轴逐渐顶起，使被测轴承与轴颈完全脱开。在顶起的过程中，用百分表记录轴的升高量和液压千斤顶的顶升油压值，绘制顶举曲线图，求得千斤顶替代被测轴承时的顶升油压值，换算为顶举力后，乘以顶举系数，即可得到被测轴承的实际负荷。

图2测量中间轴承负荷的安装图

以下是首舰船长轴系轴承负荷测量和调整的具体方法。

首先，升高或放下轴段，测量位移和支反力。重复几次，直到其读数稳定可靠，作出位移-力曲线为了得到测量轴承的平均负荷，通常我们会利用提升和下降受力曲线的两条切线延伸到横坐标上得到R1、R2，按平均值求得测量轴承负荷：R=（R1+R2）/2，见图3。

图3位移-力曲线与切线示意图

其次，记录测量轴承负荷测量值并分析，调节轴承偏移以最终满足测量值误差在理论值的±10%以内，并将测量结果记录。

最后，由设计所对测量结果予以认可。轴系的轴承负荷测量合格后，最终按图对中间轴承和推力轴承进行安装。

综上所述，长轴系轴承负荷的测量及调整方法尽管是可行的，但是对于计算轴承平均负荷，还是较为繁琐的，需要通过提升和下降曲线的切线来得到平均值，在过去的现场生产中，往往通过打印出曲线，然后手工绘制切线，最后计算得到平均负荷。这对于目前的高效率的施工是不合时宜的，需要利用更为有效地手段对受力曲线进行模拟，尽快得到轴承负荷数据，并对轴承进行及时地受力调整，从而为该工序的顺利完成大大缩短了周期。

用EXCEL模拟轴系测量轴承负荷过程中位移—力曲线，计算和判断调整趋势，再进行轴承处垫块的高度调整。通过EXCEL用实测数据来模拟出曲线及误差，调整轴承垫块厚度，直至轴系受力满足设计的范围要求。这一方案的实施，将有效地缩短整根轴系上轴承受力情况验证的时间，使得施工周期得以明显的缩短。以下是用EXECL设计，通过对实测数据的输入，直接产生相对应的受力图4，从而可以直观的看到轴承处平均受力

情况。

图4轴承受力分析模拟图

通过运用EXCEL设计的表格对轴承受力进行负荷的模拟以及平均负荷的计算，可直接获得轴承平均负荷的测量值。如此做的优势在于，通过把电脑带进施工现场，边施工边检验轴承顶举试验的受力情况，如发生超差情况，可及时调整轴承的高低，并再次重复验证工作，直至实测数据符合要求。这一步工作的开展大大缩短了整个轴系的负荷测量和调整的周期。

3结语

分析了同一系列2#船轴承负荷测量周期，发现轴承负荷调整阶段由原来首制船占总周期的72%下降到2#舰船的59%，见图5。比较1#船与2#船的施工周期总天数，通过轴承负荷测量工艺的改进措施及模拟受力曲线的分析，明显缩短了调整周期，总天数由原来1#船的49天下降到2#船的34天，见图6，并且还有进一步下降的空间，为接下来的主机安装和主动力调试创造了有利的条件，也为后续船缩短轴系的施工周期提供了有效手段。

图52#船轴承负荷调整及安装周期

图61#船与2#船轴承负荷调整及安装周期的比较

参考文献

[1] 温玉奎．千斤顶顶举法测量轴承负荷的影响因素[J]．

中国船检，2008，（7）．

[2] 余道辉．用顶升法检测轴系安装的质量[J]．船舶设计

通讯，2007，（1）．

作者简介：龚涛（1982—），男，上海人，沪东中华造船（集团）有限公司车间副主任，工程师，研究方向：工业工程。

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摘要：文章通过分析长轴系施工过程中影响建造周期的关键性因素、轴承负荷测量及调整方案，运用EXCEL对轴承负荷数据归类、分析，并模拟出受力曲线，从而查找变化规律，达到缩短长轴系施工周期的目的。

关键词：长轴系；轴承负荷；施工周期；EXCEL；船舶；过程控制

中图分类号：U661文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0089-02

本文以国内建造首批高新船为契机，通过对主推进系统中长轴系施工周期的过程控制，达到缩短建造周期，提高完工质量，为建造一流产品打下扎实基础。在长轴系的轴承负荷测量过程中，由于船体变形量大，导致轴承负荷测量数据呈波动大、稳定难的特点，不利于查找其相关的变化规律，从而使得调整轴系轴承负荷的周期相当长，较严重的拖延了整个主推进系统的安装周期。而舰船推进轴系的安装是船舶建造过程中重要的一环，能否控制好轴系安装的施工周期直接影响到船舶的整个动力系统的按时完工。

1长轴系施工过程中影响建造周期的关键性因素

船舶建造过程中，轴系负荷的合理性极为重要。长期的实际操作中，诸多的因素会影响到轴系轴承负荷测量，其中影响长轴系施工周期的关键性因素是轴系的轴承负荷测量与调整，本文将研究轴承许用负荷校中的方法来调整各个轴承的受力，并找出规律性的调整范围，从而有效地缩短施工周期，也为系列船的建造积累经验和数据。

图11#船轴承负荷调整及安装周期

轴系的轴承负荷测量与调整工序可以分为三个阶段（图1）：轴承负荷测量阶段、轴承负荷调整阶段、轴承安装定位及提交报验阶段。根据1#船施工周期可以看到影响整个工序较长的因素在轴承负荷调整阶段，其工时占据总周期的72%。究其原因一是对于1#船各轴承的特性缺乏了解，没有及时分析外界因素和船的状态变化，造成没有头绪的反复调整，走了不少弯路；二是没有采取高效的手段对轴承负荷进行验证，使得验证时间较长，耽误了较多时间。

2长轴系轴承负荷测量和调整的解决方案及措施

轴系按照轴系校中计算结果安装以后，不可避免会出现安装误差，这些误差到底对轴系的影响有多大，需要我们通过有效的检验方法，检测中间轴承以及推力轴承所承受的实际负荷是否在理论计算允许的范围之内。在轴系校中、安装过程中，轴承负荷测量这一校核轴系受力过程的周期相当长，较严重的拖延了整个主推进系统的安装周期，此过程的瓶颈需要得到解决。轴承负荷的分配是关系到轴系使用寿命的关键，通常采用检测方法是轴承负荷顶举法，它是利用轴的位移与负荷的特性关系，用逐步顶举法，记录轴的升高与顶举力之间的关系曲线求得顶升部位的负荷，将此负荷乘以顶举系数，即可得出被测轴承的实际负荷。轴系轴承初次负荷往往出现偏大或偏小的情况，只能通过中间轴承或推力轴承来进行调整，原因是尾管轴承无法调整，只能通过中间轴承和推力轴承的高低调整最终满足各轴系轴承的负荷范围。

顶举法是测量轴承负荷设备简单，操作方便，可以结合压力传感器进行测量，提高测量结果的准确性，已在国内外各船厂被广泛使用，见图2。采用千斤顶顶举法测量轴承负荷，就是在轴系的某一位置放置液压千斤顶，将轴逐渐顶起，使被测轴承与轴颈完全脱开。在顶起的过程中，用百分表记录轴的升高量和液压千斤顶的顶升油压值，绘制顶举曲线图，求得千斤顶替代被测轴承时的顶升油压值，换算为顶举力后，乘以顶举系数，即可得到被测轴承的实际负荷。

图2测量中间轴承负荷的安装图

以下是首舰船长轴系轴承负荷测量和调整的具体方法。

首先，升高或放下轴段，测量位移和支反力。重复几次，直到其读数稳定可靠，作出位移-力曲线为了得到测量轴承的平均负荷，通常我们会利用提升和下降受力曲线的两条切线延伸到横坐标上得到R1、R2，按平均值求得测量轴承负荷：R=（R1+R2）/2，见图3。

图3位移-力曲线与切线示意图

其次，记录测量轴承负荷测量值并分析，调节轴承偏移以最终满足测量值误差在理论值的±10%以内，并将测量结果记录。

最后，由设计所对测量结果予以认可。轴系的轴承负荷测量合格后，最终按图对中间轴承和推力轴承进行安装。

综上所述，长轴系轴承负荷的测量及调整方法尽管是可行的，但是对于计算轴承平均负荷，还是较为繁琐的，需要通过提升和下降曲线的切线来得到平均值，在过去的现场生产中，往往通过打印出曲线，然后手工绘制切线，最后计算得到平均负荷。这对于目前的高效率的施工是不合时宜的，需要利用更为有效地手段对受力曲线进行模拟，尽快得到轴承负荷数据，并对轴承进行及时地受力调整，从而为该工序的顺利完成大大缩短了周期。

用EXCEL模拟轴系测量轴承负荷过程中位移—力曲线，计算和判断调整趋势，再进行轴承处垫块的高度调整。通过EXCEL用实测数据来模拟出曲线及误差，调整轴承垫块厚度，直至轴系受力满足设计的范围要求。这一方案的实施，将有效地缩短整根轴系上轴承受力情况验证的时间，使得施工周期得以明显的缩短。以下是用EXECL设计，通过对实测数据的输入，直接产生相对应的受力图4，从而可以直观的看到轴承处平均受力

情况。

图4轴承受力分析模拟图

通过运用EXCEL设计的表格对轴承受力进行负荷的模拟以及平均负荷的计算，可直接获得轴承平均负荷的测量值。如此做的优势在于，通过把电脑带进施工现场，边施工边检验轴承顶举试验的受力情况，如发生超差情况，可及时调整轴承的高低，并再次重复验证工作，直至实测数据符合要求。这一步工作的开展大大缩短了整个轴系的负荷测量和调整的周期。

3结语

分析了同一系列2#船轴承负荷测量周期，发现轴承负荷调整阶段由原来首制船占总周期的72%下降到2#舰船的59%，见图5。比较1#船与2#船的施工周期总天数，通过轴承负荷测量工艺的改进措施及模拟受力曲线的分析，明显缩短了调整周期，总天数由原来1#船的49天下降到2#船的34天，见图6，并且还有进一步下降的空间，为接下来的主机安装和主动力调试创造了有利的条件，也为后续船缩短轴系的施工周期提供了有效手段。

图52#船轴承负荷调整及安装周期

图61#船与2#船轴承负荷调整及安装周期的比较

参考文献

[1] 温玉奎．千斤顶顶举法测量轴承负荷的影响因素[J]．

中国船检，2008，（7）．

[2] 余道辉．用顶升法检测轴系安装的质量[J]．船舶设计

通讯，2007，（1）．

作者简介：龚涛（1982—），男，上海人，沪东中华造船（集团）有限公司车间副主任，工程师，研究方向：工业工程。

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