一種船舶軸系負荷測量新技術

蔡益 董啟鵬 陳俞慨 張英僑

摘? ? 要：傳統的船舶軸系負荷測量方法步驟繁瑣。我們通過工裝的改進和系統的配套升級，開發了一種船舶軸系負荷測量新技術，有效解決了作業勞動強度大、測量效率和精度低、周期長的問題，做到準確和快速地進行船舶軸系負荷測量，達得降本增效的作用。

關鍵詞：軸系負荷測量;新技術;降本增效

中圖分類號：U664.21 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

New Technology on Measurement of Shafting Load

CAI Yi， DONG Qipeng， CHEN Yukai， ZHANG Yingqiao

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuiding Company Limited， Guangzhou 510715 ）

Abstract： The traditional method of measuring the load of the shafting in ship construction is tedious in steps and requires more manpower. In order to solve these problems， we have developed and applied a new technology for measuring the load of ship shafting through the improvement of tooling and the matching and upgrading of the system， which have effectively solved the problems of high labor intensity， low measurement efficiency， low precision and long period in the previous operation， so as to accurately and quickly measure the load of ship shafting and achieve the function of reducing cost and increasing efficiency.

Key words： Measurement of shafting load; New technology; TQCM

1? ? 前言

當前國內經濟增長面臨巨大的壓力，進出口貿易增幅持續下滑，船舶運力和建造能力過剩，造船市場有效需求不足。與此同時，原材料和設備價格上漲，勞動力成本不斷上升，整個造船行業面臨的壓力日益劇增，各造船企業都在大力尋求降本增效途徑。

在船舶建造過程中，對于較長軸系的稱重都是在軸系對中安裝好及船舶下水后進行，主要是為了復核軸系的安裝是否與設計相符合，是否達到設計計算的數據要求。軸系稱重的常規方法是：分別在軸系各個支承軸承的附近位置設置好手拉葫蘆，手拉葫蘆下面吊掛一個拉力計并通過繩索繞過軸系的底部環抱住軸系，在對應的垂直拉軸位上端布置一個百分表，通過手拉葫蘆的上拉和下降對拉力計讀數和百分表讀數;對于其它軸承受力數據也用此方法逐個進行測量，直至全部軸承受力情況測量完成，然后依據記錄數據進行繪圖計算并得出各軸承的受力情況，依據記錄數據進行軸承高低調整和調整后的再測量校核。

此種軸承稱重測量方法步驟繁瑣，測量時手拉葫蘆、百分表、拉力計及牽拉軸的繩索共需4個人配合作業，對這種軸系的稱重、工裝安裝的誤差很難控制，常常導致反復的測量和調整，耗費周期很長。如果是長軸系、多軸承的稱重測量，則需要時間更長，嚴重占用了碼頭周期，導致船舶建造周期延長，也直接導致了船廠造船艘數減少和建造成本的提升。

因此，為了有效地解決傳統作業方法存在的不足，我們通過工裝的改進和系統的配套升級，開發了一種船舶軸系負荷測量新技術，有效地解決了以往作業中勞動強度大、測量效率和精度低、周期長的問題，達到準確和快速進行船舶軸系負荷測量的目的。

2? ?傳統的軸系負荷測量技術

船廠傳統的軸系負荷測量作業流程如下：

（1）進行工具工裝的布置

分別在軸系各個支承軸承附近指定位置設置好手拉葫蘆，手拉葫蘆下面吊掛一個拉力計，并通過繩索繞過軸系的底部環抱住軸系，在對應的垂直拉軸位上端布置一個百分表;

（2）測量單個位置受力情況

通過手拉葫蘆的上拉和下降，記錄對應的拉力計讀數和百分表讀數，并根據記錄數據進行繪圖計算，得出該位置軸承的受力及位移情況;

（3）測量整個軸系各位置軸承受力及位移情況

將整個軸系的各個需測量的軸承受力及位移情況進行測量，直至該條軸系的各個軸承受力情況測量完成;

（4）繪制各軸系軸承受力及位移關系圖

根據數據進行繪圖分析及軸承高低的調整和再測量，直至各軸承位數據均滿足設計要求，測量工作才最終完成。

3? ? 一種軸系負荷測量新技術

3.1? 測量裝置組成

船舶軸系負荷測量新裝置，由軸系頂升壓力測量裝置、軸系頂升位移測量裝置、數據采集與處理裝置三大部分組成：軸系頂升壓力測量裝置，包括液壓泵、千斤頂、壓力傳感器、剛性支撐座、電磁閥等組成，用于軸系負荷測量過程中頂升壓力數據的測量;軸系頂升位移測量裝置，包括磁吸座、固定桿、位移傳感器等組成，用于軸系負荷測量過程中頂升位移情況數據的測量;數據采集與處理裝置，包括數據處理器、數據轉換器、計算機終端等，負責將頂升壓力和位移兩個數據每 0.5 秒自動采集、記錄并最終生成位移、壓力曲線圖表。

由千斤頂與液壓泵配合工作，液壓泵中的壓力油通過油管進入到千斤頂內，千斤頂對船舶軸系進行頂升作用;通過油管內壓力油對壓力傳感器的壓力反饋，由壓力傳感器將檢測到的數據傳送到數據采集處理系統中，完成對船舶軸系進行數據測量、數據傳輸、數據處理及結果顯示;根據數據采集處理系統接收到的位移、壓力數據及千斤頂的油缸面積等數據，通過軟件的分析計算，即可實現繪圖、輸出結果。

具體測量步驟如下：

（1）液壓泵開始工作帶動千斤頂緩慢地頂升：當軸系完全離空脫離基座的支承時，繼續頂升則千斤頂的壓力會變化較慢而軸系的上升位移會變化較快;繼續將軸系頂升至上部頂住了基座軸承的上蓋時，若繼續頂升則壓力會較快上升而軸系上升位移則基本不變化，這時就完成了頂升階段的測量;

（2）頂升力開始緩慢地下降直到軸系完全離開軸承的上蓋，若繼續下降則壓力會變化較小而軸系下降的位移會變化較快;繼續緩慢地下降直至軸系開始接觸到軸承內的下底面，若繼續下降則壓力會變化較快而下降位移會變化較慢;繼續下降，則位移、壓力會回到上升前的初始零位，這樣就完成了一次測量;

（3）為比較三次的測量數據是否基本一致，一般需重復測量三次，然后取平均值進行繪圖和計算;以同樣的方法對整條軸系的其余軸承進行受力測量，再分析各個軸承的受力并比較理論值，若超出公差范圍則需調整軸承的高低，并在調整后再進行整條軸系各個軸承的測量。

在測量過程中：

（1）需根據軸系的間隙理論數據選用合適量程的位移傳感器，以確保位移傳感器的量程在軸系段頂升時的最大行程范圍內;

（2）千斤頂的下端設剛性支撐座，其原因一是為了保證千斤頂與軸系的中線面相垂直;二是保證千斤頂處于一個穩定的水平位置;

（3）電磁閥和遙控按鈕盒均安裝在油管上，通過遙控按鈕盒來控制電磁閥，再利用電磁閥控制液壓泵中壓力油的出油量，以便更有效的頂升軸系;

（4）軸系固定在基座軸承上，通過千斤頂和壓力傳感器將測量的軸系上升與下降的頂升壓力數據傳送到數據采集處理系統中;通過固定桿和磁吸座固定在軸系正上方接觸面的位移傳感器，將測量的軸系上升或下降的位移變化量數據傳輸至數據采集處理系統中;

（5）在數據采集處理系統中，數據轉換器分別與數據處理器和計算機終端連接，使每次測量時計算機終端的相關運作軟件都會將測量的數據完整保存，并依據設計數據進行分析，判斷出現狀安裝的軸系的受力偏差，結合整條軸系的各個軸承高低、受力情況，給出相應的軸承調整高低數據及調整后的整條軸系的軸承受力變化等模擬數據，以利于現場的快速調整和驗證，完成船舶整條軸系的稱重。

4? ?總結

通過采用船舶軸系負荷測量新技術，直接由計算機終端分析采集的數據在現場得出相關曲線圖及結果，繼而進行軸系軸承位調整。這樣不僅減少了數據測量和處理時間，而且避免了人工操作在軸系負荷測量中可能出現的讀數、計數、操作等偶然誤差。此項新技術有效地解決了傳統測量作業中勞動強度大、測量效率和精度低、周期長的問題，達到準確和快速進行船舶軸系負荷測量的目的，取得降本增效的效果。