某型SPMT 車組重載條件下的運動性能測試

董贊

摘要： 為驗證某型SPMT 車組能夠?qū)崿F(xiàn)某型新船舶巨型總段的平移和高精度對接作業(yè)，滿足相關(guān)國軍標（GJB）關(guān)于建造定位精度的要求，實驗在某型SPMT 車組重載條件下以模擬SMPT 車組承載某型新船舶巨型總段進行平移對接作業(yè)。結(jié)果表明，該SPMT 可以實現(xiàn)相關(guān)GJB 關(guān)于建造定位精度的要求，為采用SPMT 實現(xiàn)該類船舶的巨型總段建造工法對接提供了重要參考。

關(guān)鍵詞： SPMT 巨型總段 總段對接工藝 高精度

中圖分類號： U44 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）24-0082-04

1 測試目的

對比驗證某型SPMT 廠家測試報告，驗證并進一步量化車輛的誤差，包括：機構(gòu)運行誤差、重載情況下因誤差引起的車體直線度的變化、實際的升降速度和行駛速度，驗證該型SPMT 車組重載條件下是否滿足《水面艦船船體建造精度要求》（GJB 3182—1998）、《艦船通用規(guī)范0 組艦船總體與管理》（GJB 4000—2000），所要求的船舶分段、總段裝配偏差（設(shè)計水線長L 在120～160 m的，中線偏差±3 mm，前后位置偏差±4 mm，水平偏差±6 mm）［1-3］。

2 測試SPMT 車組

該型SPMT 兩縱列20 軸，包括1 個PPU（7.2 t）、2 個6 軸單元（48 t）、2 個4 軸單元（32 t），起重機配重若干（460 t），總計547.2 t，軸載27.36 t。

3 SPMT 廠家測試報告

如圖1 所示為該型SPMT 出廠測試結(jié)果，其行駛定位精度及最小速度分別為2 mm和14 cm/min（2.3 mm/s，12 軸線，210 t 荷載下）。該型SPMT 在船舶模塊制造工程領(lǐng)域中的最大最新實踐成果（2009 年）為12 300 t 船舶模塊對接工程［4］。

4 各測試科目

4.1 轉(zhuǎn)向單元車輪轉(zhuǎn)角誤差測試

4.1.1 測試內(nèi)容

（1）八字轉(zhuǎn)向模式。該型SPMT 第一軸轉(zhuǎn)角為0°、30°和60°時各個轉(zhuǎn)向單元車輪的實際轉(zhuǎn)角。

（2）平行轉(zhuǎn)向模式。該型SPMT 第一軸轉(zhuǎn)角為0°、30°和60°時各個轉(zhuǎn)向單元車輪的實際轉(zhuǎn)角。

4.1.2 測量步驟

（1）布置電腦型全站儀進行以下數(shù)據(jù)測量。

（2）如圖2 所示，在20 軸SPMT 上建立基準線。

（3）如圖3 所示，在輪胎輪轂水平最大外徑處，選擇兩點并標記。

（4）依次測量各個車輪輪轂的a、b 尺寸，則輪胎轉(zhuǎn)角計算公式為

（5） 如圖 4 所示，將測量的數(shù)據(jù)導(dǎo)入EcoBlock 軟件內(nèi)，在軟件內(nèi)將測得的數(shù)據(jù)進行分析。

4.1.3 測試結(jié)果

表1 為數(shù)據(jù)節(jié)選匯總“八字”“平行”轉(zhuǎn)向的測試轉(zhuǎn)角和誤差測量結(jié)果。

4.2 重載行駛時車體直線度的變化量

4.2.1 第一項測試

（1）測試內(nèi)容。

該型SPMT 車重載行駛時車體直線度的變化量需要做的第一項測試主要包含以下內(nèi)容：第一，直線行駛時的直線度的變化量；第二，轉(zhuǎn)彎時的直線度的變化量（第一軸轉(zhuǎn)角分別為30°和60°）。

測試步驟具體分為：第一，在該型SPMT 車板上固定高強度尼龍線；第二，用張緊器繃緊尼龍線；第三，在車組車板的縱向中心附近固定一條鋼板尺，選擇一個基準刻度與繃緊尼龍線重合；第四，操作SPMT 車組以一定速度行駛；第五，用DV 拍攝行駛中尼龍線在鋼板尺上的移動范圍。

（2）測試結(jié)果。

該型SPMT 車重載行駛時車體直線度的變化量通過以上測試，可以得出以下結(jié)果。第一，當車組直線行駛時，直線角度的變化量為零。第二，車組轉(zhuǎn)彎時，在車輪變化轉(zhuǎn)向角的情況下，28 000 mm 車長直線度變化量最大為3 mm；在輪胎轉(zhuǎn)角恒定的情況下，直線度變化量為零。第三，量具最小刻度為0.5 mm，重載車輛行駛穩(wěn)定速度。

4.2.2 第二項測試

（1）測試內(nèi)容。

該型SPMT 車重載行駛時車體直線度的變化量需要做的第二項測試主要測試內(nèi)容包含以下內(nèi)容：第一，重載車輛行駛最低穩(wěn)定速度；第二，重載車輛行駛最高穩(wěn)定速度。

對重載車輛行駛最低穩(wěn)定速度進行測試，具體步驟主要包含以下幾方面內(nèi)容。

第一，定義車輛前后方向；第二，安裝位移傳感器，采用單只位移傳感器固定在車輛尾端，位移傳感器鋼絲繩一端固定在支架端，安裝時保證鋼絲繩出線為水平出線；第三，初始化并標定初始位置，與實際位置測量做記錄，在程序內(nèi)做線性標定及處理；第四，通過參考程序數(shù)據(jù)顯示，采集運動時間、距離，保證數(shù)據(jù)采集有效時開始做測試。

對重載車輛行駛最高穩(wěn)定速度主要測試步驟，具體如下：第一，在地面標記40 m 距離的起止線；第二，車輛經(jīng)過起點標記時已經(jīng)達到勻速；第三，記錄車輛通過終止線的時間，計算出車輛行駛穩(wěn)定速度。

（2）測試結(jié)果。

經(jīng)數(shù)據(jù)整理得到結(jié)果如表2、表3 所示。

4.3 液壓升降的同步性測試

4.3.1 測試內(nèi)容

通過測試車輛同步起升和同步降落的速度來分析液壓升降的同步性，每項測量3 次取平均值。

4.3.2 測試步驟

對測試車輛同步起升和同步降落的速度可按以下步驟進行：首先，確定車輛前后左右方向，選車組前后左右4 個角作為測試點，并命名為左前（A）、左后（D）、右前（B）、右后（C）；其次，如圖5 安裝拉線位移傳感器，安裝時保證拉線處于豎直方向，使液壓缸伸縮速度與位移傳感器伸縮速度同步，根據(jù)測試時間內(nèi)的液壓缸位移計算出液壓缸的伸縮速度；再次，調(diào)節(jié)節(jié)流閥使升降速度相同；最后，針對測試所得出的數(shù)據(jù)進行采集及處理［5-6］。

4.3.3 測試結(jié)果

經(jīng)數(shù)據(jù)整理得到結(jié)果如表4 所示。

4.4 重載時精確定位實操

4.4.1 測試內(nèi)容

如圖6 所示，操縱重載SPMT 車組，將SPMT 尾部的桁架臂孔與地面布置的桁架臂孔對位配合，使這4 組鉸座孔能同時順利穿銷裝配［5］。

4.4.2 測試步驟

重載時精確定位測試主要步驟如下：第一，需要將SPMT 車組平板上放置一節(jié)桁架臂；第二，在距離地面上1 400 mm 高度上放置另一節(jié)桁架臂；第三，利用全站儀測量，將放置在地面的桁架臂調(diào)整到水平位置；第四，操作SPMT 車組，并利用兩臺全站儀，輔助測量定位；第五，調(diào)整SPMT 車組位置，直至完全對位并裝配。

4.4.3 測試結(jié)果

通過全站儀輔助定位，在完成定位后，桁架臂銷軸孔直徑為55 mm，桁架臂銷孔可在無徑向力輔助下插入3 個直徑為54 mm 和1 個直徑為53 mm 的銷軸。

5 結(jié)語

當該型SPMT 車組重載條件下，通過精密儀器輔助，車組行駛定位精度為±2 mm，液壓升降具有較好的同步性，可以實現(xiàn)相關(guān)國軍標（GJB）關(guān)于建造定位精度的要求。

參考文獻

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