淺析某型船軸系合理校中工藝

常春苗　沈建剛

摘 要：隨著經濟的蓬勃發展，我國船舶建造行業更加繁榮。在船舶建造中有一個重要建造工序，那就是軸系的校中，校中時需要運用合理的計算分析方法，并且運用合適的校中工藝與方法，才能保證正確校中，保證船舶建造質量。本文從船軸系合理校中工藝的國內研究談起，以某一船型為實例，提出了其的軸系校中工藝和方法，具體包括校中前期數據計算，得出校中曲線與偏差數據，然后計算出軸承的比壓和反力，校中滿足規范，實現了合理校中。

關鍵詞：船軸；校中；軸承反應力；工藝

在船舶建造過程中，軸系校中是船舶動力設備安裝過程中的重要組成部分，其作用十分關鍵。船舶軸系校中質量的精度對民用船舶來說，直接關系到船舶安全航行性能及船員、乘客的舒適性；對軍用艦船來說，直接影響到其戰斗性能及船舶的隱身性能?？梢姡拜S系校中質量有著至關重要的作用。

1、國內研究情況

近年來，隨著建造大型船舶的出現，對船舶軸系校中的工藝也在飛速發展。目前常見的軸系校中工藝有直線校中法、三彎矩法、負荷校中法。針對不一樣型號的船舶，長短不同的軸系，選擇合理的軸系校中工藝，成為當前船舶建造過程中迫切需要解決的重要課題之一。目前在軸系校中工藝研究領域較多的為動態合理校中法。國內外許多學者進行了相應的研究，一些學者建立了大型船舶推進軸系校中多點非線性彈性支承計算模型，研究軸承處負荷分布情況；而另外一些學者對中間軸承對船舶軸系力學狀態影響進行了數值模擬；還有一些學者對LNG船軸系校中的船體變形進行了計算分析；一些學者還思考了非線性支撐對油船的軸系對中的影響。

2、軸系布置及基本參數

2.1軸系布置

船舶軸系主要山螺旋槳、艦軸、艦軸承、中間軸、中間軸承及主機等組成。其軸系構成包括了柴油機、短軸、中間軸、艦軸、艦管裝置、艦軸密封裝置、螺旋槳等。

2.2軸系基本參數

LB8250ZIC-17是主機型號；1470kW主要功率；750rpm是主轉速；GWC49.54是齒輪箱的型號，大齒輪前軸承也是滾動軸承，處軸徑有260mm；大齒輪前軸承也是滾動軸承，長度是80mm；大齒輪后軸承也是滾動軸承，處軸徑是240mm；大齒輪后軸承也是滾動軸承，其長度是72mm；尾管后軸承直徑是255mm，其長度為560mm；尾管前軸承直徑220mm，長度為280mm。

2.3軸系校中條件

船舶尾軸軸系校中區域分段建造合攏完成后，應該依據計算模擬的船舶下水具體狀態有著怎樣的受力和變形狀態，并且考慮螺旋槳所受的重力以及浮力狀態，確定軸系臨時對中狀態，軸系校中模型如圖二所示，表1列出了軸承序號及對應的支撐位置，并標注了軸承長度。

3、軸系校中計算

軸系采用合理校中方法，一般對于短軸系的船舶，先進行直線對中計算，計算在該工況下軸系的彎矩與軸承負荷，然后根據計算結果及反力影響系數進行優化，最后得到能滿足所有要求的優化結果訓?？紤]圖一所示的校中分析模型，將其簡化為超靜定的簡支梁系統。根據彎矩的疊加原理與力的獨立作用原理，考慮軸系中的軸承數n；任意截而k，其彎矩可以表示為：

式中，MRi為第i個軸承反力對截而k的彎矩，n為反力的個數；MEj表示為第j個外力對截而k的彎矩，m為外力的個數。

本文采用中國船級社審圖軟件compass中船舶軸系校中模塊進行計算，在計算中鋼的密度取7800kg/m3；海水密度取1080kg/m3；滑油密度取950kg/m3；將螺旋槳作為集中載荷考慮，在校中時模擬螺旋槳在水下狀態時，需考慮浮力對螺旋槳的影響，螺旋槳集中載荷設定為螺旋槳重量的90%。通過計算得到軸系總重量為33.82KN，軸承總反力為57.21k.N，得出軸承反力影響系數、軸承偏移曲折等數據，通過列表得出軸承比壓、反力計算對比值。通過對軸系強度校核，得到軸系變形位置圖。

4、軸系安裝工藝流程

現在船舶建造方式為分段建造、分段介攏后模式，在船舶尾部分段建造過程中，利用激光對中儀將艦軸管對正，通過照光，確定軸系中心線和艦軸管加工量，然后通過計算確定主機位置。艦軸承壓裝后，安裝艦軸及艦密封，壓裝螺旋槳，進行中間軸，主機安裝。在計算船舶在下水后的的漂浮狀態，確定船舶尾部及軸系變形，確定進行主機和軸系高度位置參數。保證軸系在船臺安裝期間實現軸系介理對中狀態。之后將主機，軸承，中間軸，螺旋槳對中調試，完成軸系的聯接安裝工作，使中間軸承的負荷在要求允許的負荷范圍內。此次研究中，通過對某型船軸系采用合理校中計算，提出針對該型船的軸系校中工藝和方法，利用compass軟件進行理論計算，得到該船軸系合理校中的曲折、偏差數據，并對軸承比壓、反力進行計算，滿足規范要求。根據軸系介理校中的理論計算方法，按照軸系安裝工藝指導書對軸系安裝工藝進行研究，以期為工程技術人員提供出理論參考數據。

結束語：

我國各項事業都在迅速發展，其中的船舶建造行業有著突出的發展。建造了更多的船舶，但船舶建造并不是一件容易的事情，船舶建造中有一個重要建造過程，那就是軸系的校中，如果其計算或者其他方面存在不合理的地方，很容易造成船舶低質量的問題，因此，校中時必須運用合理的計算分析方法，并運用合適的校中工藝與方法，才能保證正確校中，保證船舶建造質量。

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