| 单词 | 船舶推进轴系最佳校中 |
| 释义 | 【船舶推进轴系最佳校中】 拼译：the ohtimum alignment of marine propulsion shafting 又称轴系合理校中。船舶推进轴系是将船舶主机的功率传递给螺旋桨推动船舶航行的重要装置。传统的轴系校中方法，是将轴系尽可能地按直线敷设，即“直线校中”但由于船舶日趋大型化，悬伸在轴系末端的螺旋桨重达10多以致数十t。直线校中状态下的轴系各轴承上的负荷分配极不均匀，使紧靠螺旋桨的轴承严重地超负荷，而有的轴承则负荷过轻，甚至不承受负荷(脱空)。由于负荷分配不均会使尾轴尾颈截面上的变曲能力、截面转角超出允许范围，造成后尾轴承磨损加剧以致过早损伤；破坏尾轴管密封漏油而污染海域；当有的轴承脱空时，会加剧轴系的振动，等等。船舶推进轴系最佳校中，是将轴系敷设成最佳的弯曲状态，处于这种状态的轴系，各轴系上的负荷呈最佳或合理分配，轴系各截面上的动力及转角亦不超过允许范围，轴系也不因校中不良使振动加剧，以确保船舶推进持续正常地运转。 20世纪50年代，原苏联使用在轴系各个中间轴承上安装弹簧测力计测量和调节轴承实际负荷的方法校中推进轴系，称为“负荷校中法”。负荷校中法可使中间轴承上的负荷分配较均匀，但负荷最重的后尾轴承的实际负荷因无法用测力计测量和调节，故不能解决全轴系负荷均匀分配的问题。美国及西欧有些国家从50年代开始探讨能改善小型及中型船舶推进轴系校中的方法。美国人H．C．Anclenson于1960年发表论文，提出了“轴系调整校中法”。嗣后，美国波士顿船厂于1965年应用并介绍了“按光滑曲线进行轴系校中”。这种校中方法是应用计算方法确定各个轴承的垂直方向及水平方向的位置，以使轴系全部轴承上的负荷及各个轴颈截面上的应力都处在允许范围之内，称为推进轴系“曲线校中法”。大型和巨型油轮问世后，由于这类船舶推进轴系短而粗，因校中不良会引起轴承负荷不合理分配，并造成后尾轴承严重的“边缘磨损”而不得不提前进坞修理；以及因尾轴管密封磨损漏油而造成停航。为此，在60年代后期和70年代初，轴系校中技术进一步受到重视，工业发达国家的专家学者们将最优化理论和计算机技术应用于轴系校中技术。20世纪60年代末，日本在引进轴系曲线校中法的基础上，将优化理论用于轴系校中计算。70年代初，日本小野丰明等在日本的《三菱技报》上发表了“螺旋桨轴系最佳校中计算”的论文；同时，在美国出版的《Marine Technology》上也发表了“船舶轴系最佳校中”的论文，分别介绍了船舶推进轴系最佳校中技术和实船计算实例。轴系最佳校中的目的，是根据轴系维持正常运转的各种条件决定最佳校中的约束条件，以轴系中负荷最重的后尾轴承的实承负荷最低为目标函数，用优化方法求出轴系各轴承上负荷的最佳分布，以及各轴承相应的合理位移(相对轴系理论中线)。由于轴系最佳校中技术先进，并在生产实践中取得了明显的效益，所以70年代中期以后，欧美和日本等造船工业发达国家较广泛地采用这种校中技术。中国于70年代末期由上海船厂在建造大型出口船舶时，从西欧引进了轴系最佳校中技术，即委托挪威船级社进行这艘出口船舶推进轴系的合理校中计算。80年代初，中国专家学者着手研究船舶推进轴系最佳校中的原理、计算方法和施工技术，周继良和邹鸿钧合作撰写发表了“船舶轴系最佳校中问题”论文，于1983年完成了用三弯矩法及有限元法编制的计算程序SCPSA1及SCPS－A2，并投入生产使用。1984年由国家船舶标准化委员会发布实施的《船舶推进轴系校中GB*／2338－84》标准，将轴系最佳校中定为中国建造大型海上运转船舶推进轴系的校中标准。当前，无论是国外还是国内，所应用的轴系校中方法属于“静态校中”，即校中计算时视轴系为非运转状态，其计算模型是将轴系简化为放置在刚性铰连支座上的连梁，只计入轴系上静外力的作用，并考虑主机机座或减速齿轮箱箱座运转时热膨胀的影响。显然，这种计算模型与轴系运转时的状态是有区别的，故目前所应用的轴系最佳校中计算是不完善的。20世纪80年代初，国外专家提出了“船舶推进轴系动态校中”的概念。国际轮机工程组织(ACMES)于1982年10月编撰的《船舶推进轴系校中名词术语》中，将轴系校中分为3类：(1)静态校中；(2)稳态校中；(3)动态校中。所谓“稳态校中”，即在进行校中计算时，视轴系为运转状态，除计入静态校中计算时的各种影响因素外，还要什入轴系运转时所产生的动外力(如螺旋桨水动力、减速齿轮啮合力等)均等作用的影响，和一些不随时间变化的动态因素(如船体装载变形及温度变形等)的影响；但不计入轴系振动的影响。计算动外力时视轴系处于回旋振动的平衡位置上。所谓轴系“动态校中”，即在进行轴系校中计算时，视轴系处于回旋振动状态，在稳态校中计算的基础上，再计入作用在轴系上交变力——振动的影响。可以说，稳态校中计算是动态校中计算的基础和简化。自80年代以来，国外及国内专家学者对船舶推进轴系动态校中技术进行了各方面的研究：日本阿久津幸雄等研究了轴承油膜弹性对轴系校中的影响，法国BV(船级社)研究所撰文介绍了螺旋浆水动力、减速齿轮啮合力及其振动分量与轴系校中的关系，Zissimos Moure-latos等研究了动态校中的数学模型，马广元与美国尼右拉迪斯合作研究船体变形对轴系校中的影响。周继良等自1984年开始进行轴系稳定运转校中的研究，提出了计算方法和编制了计算程序SDAP－1，并建立了轴系动力学试验台，进行了轴系校中状态与轴系负荷状况(轴承反力、轴内应力、后尾管轴系油膜压力等)的关系、和轴系校中与轴系回转振动的关系等等的研究。目前，船舶推进轴系稳态中的研究工作已有初步成果，计算程序可供生产部门试用，但有待于完善；动态校中还在研讨中，尚末达到应用阶段。此学科今后研究的热点为：(1)影响船舶推进轴系校中的某些动态因素，如轴承结构刚度、海浪等定量计入校中计算的方法；(2)计入轴系回旋振动等动态因素的轴系校中计算模型、计算方法及计算程序；(3)轴系动态校中状态的仿真及工况监测技术。(武汉交通科技大学周继良教授撰) |
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