影響船舶軸系校中質量的主要因素

林 清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350501)

影響船舶軸系校中質量的主要因素

林 清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350501)

為確保船舶軸系安全運行，有必要分析和研究影響軸系校中質量的主要因素。首先在對軸系校中進行計算過程中建立軸系計算模型，并以計算模型為基礎進行計算；其次重視軸系支撐剛度的變化情況，合理預估校中計算數據；最后分析船體的變形量，合理調整軸系校中方法。

軸系校中；軸系計算；剛度；船體變形

0 引言

船舶軸系在船舶運營中承受著復雜的應力和負荷，因而在軸系設計時不僅要保證足夠的強度和剛度，還要使其承受的應力和負荷保持在合理的范疇內。從船舶軸系合理校中過程來看，掌握必要的計算方法對于提高船舶軸系校中質量具有重要作用。同時，在影響因素方面，也應當重視軸系支撐剛度和船體變形的影響。只有對這些影響因素進行全面的分析，并掌握正確的分析原則，才能夠提高船舶軸系合理校中的整體質量，保證船舶軸系合理校中能夠達到預期目標。為了研究影響船舶軸系校中質量的主要因素，本文通過對某實船的軸系進行分析，同時分析船體變形對軸系校中的影響，從而采取必要的校中方法，使船舶軸系校中能夠達到預期目標。

1 軸系校中模型的建立和校中計算

在船舶軸系合理校中過程中，掌握正確的軸系校中計算方式，對于提高船舶軸系校中效果具有重要作用。從目前船舶軸系合理校中過程來看，在對軸系校中進行計算過程中，應當建立軸系計算模型，并且在計算模型的指導下，開展相應的軸系校中計算，使軸系校中計算能夠以計算模型為基礎進行相應的演算，提高計算的整體質量。

某船軸系校中模型圖如圖1所示[1]，圖中，1～8為軸承。

對于船舶軸系校中而言，掌握正確的計算方法是十分重要的。結合船舶軸系校中實際情況，在計算過程中，根據計算模型開展相應的計算是正確的選擇。計算模型的建立應當與船舶軸系校中過程結合，使計算模型能夠具有一定的指導性，從而提高計算模型的準確性，保證計算模型能夠更好地為船舶軸系校中的計算服務。具體的計算過程應當以計算模型為基礎，進行校中數據的計算，使校中數據能夠在計算結果的準確性方面得到有效的提高，其中計算方法和計算方式應當根據計算模型進行相應的調整，保證計算模型能夠具有良好的指導作用，同時也使船舶軸系校中計算能夠達到相應的計算目標。根據船舶推進軸系的設計、安裝檢驗的需要，提出了軸系彈性校中的概念。根據流體潤滑動力學的理論，結合軸系彈性校中計算有限元模型，提出了一種軸系在實際運轉過程艉管軸承位置以及軸心中心線的位置和軸承的支反力，并且分析彈性校中計算最優化的方法，建立彈性校中優化計算模型。所以，計算方式對船舶軸系的合理校中具有重要的影響。計算方式的選擇以及計算模型的建立，關系到船舶軸系合理校中的整體效果，因此應對船舶軸系校中合理調整計算方法，對計算方法的選擇引起足夠的重視，做到根據軸系校中的實際需要進行合理計算。

2 軸系支撐剛度對校中效果的影響

在船舶運行過程中，軸與軸承之間存在油膜。軸系被支撐在軸承上，而軸承又被支撐在船體上，由于軸承本身與油膜均具有彈性，船體本身是一個彈性體，所以應該考慮軸系的支撐彈性。軸系的支撐剛度應該為油膜、軸承與船體剛度的復合剛度[2]。圖1中的軸承支撐剛度數據見表1。

表1 軸承支撐剛度

在船舶軸系合理校中過程中，軸系的支撐剛度對校中的效果產生具體的影響。之所以要考慮軸系的支撐剛度因素，主要是因為軸系的支撐剛度存在一定的變化，并且這一變化對軸系的校中產生了一定的影響，使得軸系的剛度數據存在一定的變化范圍，只有在這一范圍內進行校中，才能夠提高校中的整體質量，同時保證校中能夠達到預期目標。從這一點來看，在船舶軸系校中過程中，應當對軸系的支撐剛度所產生的影響引起足夠的重視。軸系校中時應根據軸系支撐剛度的變化情況，合理預估校中計算數據，并對校中計算的誤差進行一定的標記，保證軸系合理校中能夠達到預期目標，從而提高軸系合理校中整體水平。從表1可以看出，軸系支撐剛度在每一個測量點都存在不同的數值，其中特殊部位的軸系支撐剛度與其他部位的軸系支撐剛度有著較大的差別，因此，只有對軸系支撐剛度的數據進行全面掌握，并認真分析軸系剛度的變化情況，在軸系校中過程中才能提高軸系校中的整體質量，滿足軸系校中的實際需要。一般情況下，當支撐剛度值大于1×108N/m時，可近似認為支撐軸承為剛性支撐。在實際生產中，也可通過增加軸承基座的強度和增加主船體結構的反面結構來增大支撐剛度，減少因軸承基座和船體變形對剛度的影響。

3 船體變形對軸系校中的影響

在船舶運行過程中會產生船體變形，所以考慮船體變形對軸系的影響的同時也應考慮齒輪箱的運轉狀態。最大中拱變形時的軸系負荷見表2。

對于船舶軸系校中而言，船體變形是影響校中的主要因素，其中船體變形的部位和船體變形的形變量對軸系校中的影響較大。為了保證軸系校中能夠提高整體效果和準確性，應當在軸系校中過程中，對船體的變形量進行認真的分析，其中不但要對船體的變形部位和船體的變形量進行標記和分析，還要掌握船體變形的整體情況，這對提高船舶軸系校中質量以及選擇正確的校中方式具有重要作用。所以應當對現有的軸系校中方式和軸系校中方法進行有效的梳理，做到根據船體變形情況合理調整軸系校中方法，使得軸系校中方法能夠具有較強的針對性，滿足校中的實際需要并提高校中的整體水平。

表2 船體變形引起的軸承支點處的相對軸承變形

4 結語

通過本文的分析可知，在船舶軸系合理校中過程中，掌握影響船舶校中的各種因素對于提高軸系校中質量具有重要意義。從目前影響船舶軸系校中的因素來看，主要分為計算方法影響因素、軸承剛度影響因素和船體變形影響因素，掌握這些影響因素的特點，并能根據影響因素制定各種有針對性的校中方式，對于提高船舶輪機軸系校中的質量可發揮極其重要作用。同時，也是提高船舶軸系校中質量的重要手段，對于各種船舶軸系校中質量和合理校中的開展具有重要影響。

參考書籍：

[1] 耿厚才，王萬華，朱麗萍，等.巨型油輪軸系校中模型分析[J].船舶工程，2007(1)：17-19.

[2] 鐘濤，耿厚才，饒柱石，等.船舶軸系合理校中及其影響因素分析[J].噪聲與振動控制，2010(2)：77-79，144.

U671.91+1

A

2017-05-18

林清(1972—),男，工程師，從事船舶生產管理工作。