影响船舶轴系校中质量的主要因素

林 清

(福建省马尾造船股份有限公司，福建 福州 350501)

影响船舶轴系校中质量的主要因素

林 清

(福建省马尾造船股份有限公司，福建 福州 350501)

为确保船舶轴系安全运行，有必要分析和研究影响轴系校中质量的主要因素。首先在对轴系校中进行计算过程中建立轴系计算模型，并以计算模型为基础进行计算；其次重视轴系支撑刚度的变化情况，合理预估校中计算数据；最后分析船体的变形量，合理调整轴系校中方法。

轴系校中；轴系计算；刚度；船体变形

0 引言

船舶轴系在船舶运营中承受着复杂的应力和负荷，因而在轴系设计时不仅要保证足够的强度和刚度，还要使其承受的应力和负荷保持在合理的范畴内。从船舶轴系合理校中过程来看，掌握必要的计算方法对于提高船舶轴系校中质量具有重要作用。同时，在影响因素方面，也应当重视轴系支撑刚度和船体变形的影响。只有对这些影响因素进行全面的分析，并掌握正确的分析原则，才能够提高船舶轴系合理校中的整体质量，保证船舶轴系合理校中能够达到预期目标。为了研究影响船舶轴系校中质量的主要因素，本文通过对某实船的轴系进行分析，同时分析船体变形对轴系校中的影响，从而采取必要的校中方法，使船舶轴系校中能够达到预期目标。

1 轴系校中模型的建立和校中计算

在船舶轴系合理校中过程中，掌握正确的轴系校中计算方式，对于提高船舶轴系校中效果具有重要作用。从目前船舶轴系合理校中过程来看，在对轴系校中进行计算过程中，应当建立轴系计算模型，并且在计算模型的指导下，开展相应的轴系校中计算，使轴系校中计算能够以计算模型为基础进行相应的演算，提高计算的整体质量。

某船轴系校中模型图如图1所示[1]，图中，1～8为轴承。

对于船舶轴系校中而言，掌握正确的计算方法是十分重要的。结合船舶轴系校中实际情况，在计算过程中，根据计算模型开展相应的计算是正确的选择。计算模型的建立应当与船舶轴系校中过程结合，使计算模型能够具有一定的指导性，从而提高计算模型的准确性，保证计算模型能够更好地为船舶轴系校中的计算服务。具体的计算过程应当以计算模型为基础，进行校中数据的计算，使校中数据能够在计算结果的准确性方面得到有效的提高，其中计算方法和计算方式应当根据计算模型进行相应的调整，保证计算模型能够具有良好的指导作用，同时也使船舶轴系校中计算能够达到相应的计算目标。根据船舶推进轴系的设计、安装检验的需要，提出了轴系弹性校中的概念。根据流体润滑动力学的理论，结合轴系弹性校中计算有限元模型，提出了一种轴系在实际运转过程艉管轴承位置以及轴心中心线的位置和轴承的支反力，并且分析弹性校中计算最优化的方法，建立弹性校中优化计算模型。所以，计算方式对船舶轴系的合理校中具有重要的影响。计算方式的选择以及计算模型的建立，关系到船舶轴系合理校中的整体效果，因此应对船舶轴系校中合理调整计算方法，对计算方法的选择引起足够的重视，做到根据轴系校中的实际需要进行合理计算。

2 轴系支撑刚度对校中效果的影响

在船舶运行过程中，轴与轴承之间存在油膜。轴系被支撑在轴承上，而轴承又被支撑在船体上，由于轴承本身与油膜均具有弹性，船体本身是一个弹性体，所以应该考虑轴系的支撑弹性。轴系的支撑刚度应该为油膜、轴承与船体刚度的复合刚度[2]。图1中的轴承支撑刚度数据见表1。

表1 轴承支撑刚度

在船舶轴系合理校中过程中，轴系的支撑刚度对校中的效果产生具体的影响。之所以要考虑轴系的支撑刚度因素，主要是因为轴系的支撑刚度存在一定的变化，并且这一变化对轴系的校中产生了一定的影响，使得轴系的刚度数据存在一定的变化范围，只有在这一范围内进行校中，才能够提高校中的整体质量，同时保证校中能够达到预期目标。从这一点来看，在船舶轴系校中过程中，应当对轴系的支撑刚度所产生的影响引起足够的重视。轴系校中时应根据轴系支撑刚度的变化情况，合理预估校中计算数据，并对校中计算的误差进行一定的标记，保证轴系合理校中能够达到预期目标，从而提高轴系合理校中整体水平。从表1可以看出，轴系支撑刚度在每一个测量点都存在不同的数值，其中特殊部位的轴系支撑刚度与其他部位的轴系支撑刚度有着较大的差别，因此，只有对轴系支撑刚度的数据进行全面掌握，并认真分析轴系刚度的变化情况，在轴系校中过程中才能提高轴系校中的整体质量，满足轴系校中的实际需要。一般情况下，当支撑刚度值大于1×108N/m时，可近似认为支撑轴承为刚性支撑。在实际生产中，也可通过增加轴承基座的强度和增加主船体结构的反面结构来增大支撑刚度，减少因轴承基座和船体变形对刚度的影响。

3 船体变形对轴系校中的影响

在船舶运行过程中会产生船体变形，所以考虑船体变形对轴系的影响的同时也应考虑齿轮箱的运转状态。最大中拱变形时的轴系负荷见表2。

对于船舶轴系校中而言，船体变形是影响校中的主要因素，其中船体变形的部位和船体变形的形变量对轴系校中的影响较大。为了保证轴系校中能够提高整体效果和准确性，应当在轴系校中过程中，对船体的变形量进行认真的分析，其中不但要对船体的变形部位和船体的变形量进行标记和分析，还要掌握船体变形的整体情况，这对提高船舶轴系校中质量以及选择正确的校中方式具有重要作用。所以应当对现有的轴系校中方式和轴系校中方法进行有效的梳理，做到根据船体变形情况合理调整轴系校中方法，使得轴系校中方法能够具有较强的针对性，满足校中的实际需要并提高校中的整体水平。

表2 船体变形引起的轴承支点处的相对轴承变形

4 结语

通过本文的分析可知，在船舶轴系合理校中过程中，掌握影响船舶校中的各种因素对于提高轴系校中质量具有重要意义。从目前影响船舶轴系校中的因素来看，主要分为计算方法影响因素、轴承刚度影响因素和船体变形影响因素，掌握这些影响因素的特点，并能根据影响因素制定各种有针对性的校中方式，对于提高船舶轮机轴系校中的质量可发挥极其重要作用。同时，也是提高船舶轴系校中质量的重要手段，对于各种船舶轴系校中质量和合理校中的开展具有重要影响。

参考书籍：

[1] 耿厚才，王万华，朱丽萍，等.巨型油轮轴系校中模型分析[J].船舶工程，2007(1)：17-19.

[2] 钟涛，耿厚才，饶柱石，等.船舶轴系合理校中及其影响因素分析[J].噪声与振动控制，2010(2)：77-79，144.

U671.91+1

A

2017-05-18

林清(1972—),男，工程师，从事船舶生产管理工作。