挖泥船设计轴对中计算-欧普兰(图)

海洋工程船推进轴系校中方法

1.1 低速轴校中计算

低速轴作为齿轮箱输出轴到尾轴部位，在对该段轴进行计

算期间，应提前做好建模工作，将其划分为41 个截面。由于

在冷态状态下，齿轮箱的前后轴承之间会产生较大的反力差，

对低速轴系做好动态校中计算具有必要性。另外，在对齿轮箱

进行计算期间，还需要充分了解到对齿轮力所产生的影响，将

两个轴承之间的反力差控制在总重的20%。

1.2 高速轴校中计算

在对高速轴进行校中计算时，需使用膜片联轴器SX419-6

与各轴段进行连接，在与中间轴进行连接时，主要是使用

RATO-S3310 与主机进行连接，将其作为弹性元件中的一种，

对高弹联轴器及膜片联轴器进行建模，并做好简化处理工作。

在处理期间，应保证轴系处于*限状态下，将膜片联轴器的弹

性部分忽略掉，将其作为一种刚性元件，需做好相关的处理工

作。在对安装的状态进行计算时，需要将2 个半联轴器分别放

置在各自相连的中间轴中，将金属膜片与过渡法兰之间的密度

控制在0。对高弹联轴器分解为3 个单元，分别与主机、中间

轴相连接，将中间弹性部分的密度控制为0。另外，在对高

速轴进行校对时，应充分的考虑到齿轮箱的输入轴，所产生的

热膨胀量。当环境温度为25℃时，会产生0.1512mm 的热膨胀量。

在冷态状态时，轴承会保持均匀的受力状态。在热态状态期间，

轴承所产生的负荷不均，齿轮箱的后轴承处会产生较大的支反

力，导致齿轮箱出现严重的损坏，与校中计算中的要求不相符。

因此，为了提升高速轴校中的准确性，理论中心线需要以输入

轴前后轴承的延长线及连线为主，以完成对高速轴的有效校中，

确保在热态状态时，各轴承的负荷均能够保持均匀的状态。

船舶推进轴系是用于将柴油机的功率传递到螺

旋桨，并将螺旋桨的推力传递到船体，从而使船舶

运动，它是船舶动力装置的重要组成部份，其设计

的质量好坏，直接影响船舶的机动性、可靠性、经

济性。轴系校中计算是将轴作为弹性连续梁进行计

算分析各支承受力情况，并用调整支承位置的方法，

使全部轴承上的负荷及各轴段内的应力都处在允许

的范围内，或具有的数值，从而保证轴持续正

常运转。校中计算的目的是在任何状态下，所有支

承都需要承受静态负荷，另外在船舶的各种服务状

态下，柴油机的所有曲臂档差都应在允许的范围内。

此种合理校中方法于70 年始应用于轴系设计

中，从而更新了轴系设计概念和方法，使轴系运行

状态大为改善。现时采用低速柴油机的大型船舶，

船级社一般都需要提供其轴系校中计算书。文章将

以使用校中计算软件介绍船舶轴系校中计

算的影响因素及校中计算与优化的方法。

船体变形与船舶动力推进系统耦合问题

为了建立推进动力系统与船体耦合的大动力系统理论，对其耦合形成机理与规律进行系统的研究，需要*解决如下问题：

（1） 大型船舶的大尺度效应影响下船舶推进装置工作不确定性。 大型船舶由于尺寸巨大造成船体

变形大、推进系统振动强烈，引发诸多参数相互耦合，影响船舶航行性能，即大尺度效应。由于大尺度效

应作用，导致大型船舶推进装置的实际工作状态与原始设计状态和建造状态不一致，其实际工作状态

受环境影响而在一定方位内变动，使得实际工况与设计工况不一致，出现了工作不确定性问题。

（2） 不同海洋服役环境下船体变形和船舶运动诱发的船舶推进装置-船体之间动力学耦合。 船舶 航行在海洋环境中，海洋环境的风、浪、流等外激载荷是随机多变的，螺旋桨设计动力推进轴系校中计算，尤其是*端海洋环境外部激励载

荷作用在船体上时，引起大型船舶的船体不均匀变形和随机运动，并通过船体的传递作用引起船舶推

进动力装置过载响应，导致推进装置关键部件过载而*，机械系统状态超出了服役允许的范围而不

能工作，这就提出了大型船舶推进装置—船体动力学耦合性问题。

（3） 基于实验室试验模型的船舶设计与实际海洋服役环境条件下船舶航行性能两者之间的船舶 推进装置—船体之间航行性与能效性的一致性研究。由于实验室的测试条件不可能复原实际的海洋航 行环境，导致实验室测试得到的数据与船舶在海洋环境中的实际数据不一致，存在着一定的误差，这二 者的不一致是导致船舶设计数据与实船航行的航行性和能效性不一致的根本原因，如何消除其差异对 船舶工业的快速发展意义重大。