船舶推进轴系安装与校中的分析研究
2019-09-10孙潭亮吴木强
孙潭亮 吴木强
摘要:船舶推进轴系是船舶动力系统中非常重要的组成部分之一,推进轴系的安装和校中的质量和效率将会直接影响到船舶工作的稳定性。而且随着造船业的不断发展,我国船舶建造的吨位也是越来越大,因此船舶推进轴系安装和校中也被提出了更高的要求,基于此,本文对船舶推进轴系的安装与校中进行了分析研究,以期望对船舶工作的稳定性和灵活性有所帮助。
关键词:船舶;推进轴系;安装与校中;分析研究
在船舶的建造过程中,推进轴系的设计和安装的要求是非常严格的,因为其质量将直接影响到整个船舶的功能性。而整个船舶的整个推进轴系主要由螺旋桨、艉轴、艉轴轴承、中间轴、中间轴承以及主机几部分构成,在推进轴系的安装过程中必须集中注意力防止出现失误,同时在校中过程中也需要小心谨慎,以此保障传播的正常工作。
一、船舶推进轴系安装的研究
(一)推进轴系的安装过程
随着近年来造船业的不断发展,吨位量比较大的船舶在建造的时候需要分段建造,所以在建造船体的时候还必须提前制定好艉轴管,保障艉轴管能够通过光照或者拉线的方式在分段上进行定位焊接,然后和分段一起进行船体的合拢,随后在重新实施光照或者拉线的步骤,以便于在调整轴系理论线的同时确定艉轴管的加工量。在艉轴加工完成之后,在根据轴系理论线为艉轴配置艉轴轴承,然后对艉轴轴承进行安装,随后按照顺序装入艉轴、艉轴密封、螺旋桨、中间轴。其具体的安装流程图如下图1所示[l]。
(二)推进轴系安装过程中的难点以及解决措施
1.推进轴系安装过程中的难点
一般而言,当船舶的建造基本已经成型的时候,船舶中最关键的核心动力推进轴系的安装也基本上已经完成但是其中主机和中间轴的安装需要在船舶下水后艉轴向前的时候才正式开始。并且轴系安装是一个非常复杂的过程,对相关人员的操作水平要求是相当高的,这些则是推进轴系安装过程中可能会遇到的难点。
2.推进轴系安装的措施
(1)重视艉轴管镗孔
在对艉轴管进行焊接安装的时候,需要保障整个过程中艉轴管的实际中心线和理论上的轴线相一致,不能出现一丝一毫的偏差。如果想要保障整个安装过程中不会出现失误和偏差的现象,那么必须进行的一个步骤就是对艉轴管进行镗孔。在镗孔的过程中需要根据轴承线测量确定艉轴管内部需要镗孔的余量然后根据这一余量进行镗孔加工。除此之外,在这一过程中还需要保障镗孔床具有足够高的精确度,并且保障艉轴管镗孔的尺寸精确度,以方便实施最后的安装嘲。
(2)注重艉轴管装配
在推进轴系的安装过程中需要注意艉轴管尾部向下倾斜的角度,保障能夠满足推进轴系校中的要求,防止艉轴管在工作过程中产生过量的负荷,进而影响到整个推进轴系的工作质量和运行效率。所以在艉轴管装配的时候不仅要保障其中的精确度,又要在装备过程中保障位置的准确性。此外,应为艉轴管本身的重量是比较大的且适宜液氮冷却的方式进行安装,所以安装难度比较大,因此,在设计的时候需要提前设计好装配的方案,保证第一次就能安装到位。
二、船舶推进轴系校中的研究
(一)推进轴系校中的发展
在船舶推进轴系的安装过程中,校中一直是人们比较关注的问题,因为校中的效率也直接影响到了推进轴系能否正常工作,进而影响到了整个船舶的工作质量。在早期,人们常用直线校中法对推进轴系的安装进行校中,但是这种方式有其明显的弊端,那就是不利于合理分布轴系的每个轴承,进而造成每个轴承的负荷量不一样,产生磨损的现象。为了改变直线校中法中的缺点,相关工作者进行了大量的实验,最终实验出一种名为合理校中的校中技术,这种方式有效改变的直线校中的不足,同时因为其简单易操作,校中准确性比较高,所以目前被很多造船厂所应用[3]。
(二)推进轴系校中所用的方法
1.建立简单模型
建立简单的模型是推进轴系校中中比较常用的方式,这种简单模型是建立在静态校中的基础之上的。其主要方式是将轴系当做是刚性连续梁,将这个刚性连续梁的总长度作为整个推进轴系的总长度,然后由推进轴系的螺旋桨沿着整个轴线想爱你前指导主体内部。在整个模型的建立过程中应该注意的是对螺旋桨重量的简化处理,因为在建造模型的时候可以将螺旋桨看作是一种集中的符合,而螺旋桨又是沉浸在水中的,所以处理的时候要考虑到浮力对其的影响[4]。
2.传递矩阵法
所谓的传递矩阵法就是指对有多个输入和输出的推进轴系线性系统,利用矩阵的方式来表示其中的线性系统。在常规的传递矩阵方式之中,矩阵中的弹性构建可以组成船舶的整个推进轴系。然后利用线性的理论对其进行理论分析,推进轴系在其中被分为了几个轴端,每个轴段的一侧都会和其相邻的另一侧相互关联,几个轴段通过这样的关联方式形成矩阵。推进轴系在不同的受力状态之下可以对传递矩阵进行不同的分析,以对推进轴系进行准确的校中。并且利用传递矩阵法进行校中的时候可以充分的考虑不到温度变化。水的浮力、发动机的动力对推进轴系的影响,所以这一方式被广泛的应用。
3.有限元法
有限元法即指将物体离散为有限个单元,同时这些单元优势具有一定关系的组合体。在进行推进轴系校中的时候可以将这些离散的单元通过某种方式进行一定的组合,进而对推进轴系进行准确校中。有限元法能够将不容易解决的问题离散为相互关联的单元组合进而降低问题解决的难度。所以利用有限元法对推进轴系的安装进行校中可以大大降低校中的难度,提高校中的精确性[5]。
三、结语
总而言之,在造船业快速发展的今天,提高船舶推进轴系的安装与校中的质量和效率是非常有必要的,因为推进轴系是船舶正常工作中非常关键的核心系统之一,提高其安装和校中的难度,有利于船舶的稳定工作,提高船舶的工作效率。
参考文献:
[1]赵秀忠.船舶推进轴系安装与校中的分析研究[D].山东:山东大学,2013.
[2]周瑞平,肖能齐,林唏晨.船舶推进轴系振动与校中关键技术[J].船海工程,2016,45 (1):78-85
[3]顾兴晨.船舶推进轴系曲线轴线模型及轴承承载特性研究[D]湖北:华中科技大学,2017.
[4]赵子昂.艉轴承对轴系状态影响的研究[D]辽宁:大连海事大学,2017.
[5]刘宏伟.3900箱集装箱船轴、舵系统的安装流程与校中方法[D].辽宁:大连海事大学,2015。