船舶建造和軸系修理時,均有軸系安裝和軸系校中工作,軸系的安裝和校中直接關系到主機推進系統運轉的---性和船舶航行的安全性。軸系的安裝與校中都是依軸系理論中心線為依據的。
軸系的理論中心線是船舶設計的確定的軸系中心線。它是有首、尾兩個基準點確定的,首基準點一般在前隔艙壁上或主機某處;尾基準點一般在后隔艙壁或舵系中心線后某處。理論中心線的高低由基準點的高度確定。單軸系的船舶的理論中心線位于船體的中縱剖面上;雙軸系的中心線按船體縱剖面對稱分布。
軸系校中就是要按一定的要求和方法把軸系安裝成一定的狀態,在此種狀態下軸系的各軸段內的應力和所有軸承上的負荷,都在允許的范圍之內或具有合理的數值,從而使軸系能---地運轉。軸系校中的實質就是準確地確定船軸機器軸承的位置。船舶軸系是否能---地運轉,不僅取決于軸系的結構設計、材料和制造,而且更重要的是取決于軸系的安裝。軸系校中、安裝不佳,會造成軸承---,尾軸承過度磨損、密封裝置損壞和軸系振動等。因此,軸系校中是按照一定的原理和方法,將軸系布置成某種軸線狀態,使各軸承上的負荷,各軸段內的應力、彎矩、轉角等盡可能在允許值的范圍內或取得合理的數值,從而---軸系安全、---地運轉。
利用向后噴射水生推力的原理,使艦船按要求運動。一種推進船的方法。裝在船上的水泵或其他設備將水向后噴出,利用其反力推船前進。
噴水推進裝置是一種新型的特種動力裝置 ,與常見的螺旋槳推進方式不同,噴水推進的推力是通過推進水泵噴出的水流的反作用力來獲得的,并通過---舵及倒舵設備分配和改變噴流的方向來實現船舶的---。在滑行艇、穿浪艇、水翼艇、氣墊船等中、高速船舶上得到了應用。
優點
1噴水推進裝置在加速和制動性能方---有和變距螺旋槳相同的性能,噴水推進船舶具有的高速機動性,在回轉時噴水推進裝置產生的側向力可使回轉半徑減小。
2噴水推進船舶艙內噪聲和振動較小,比具有螺旋槳的船舶低7-10db(a)。
3吃水淺、淺水效應小、傳動機構簡單、附件阻力小、保護性能好。
4) 日常保養及維護較為容易。
缺點
1) 艦船航速較低時低于20kn時,噴水推進的效率比螺旋槳要低一些。
2由于增加了管路中水的重量,導致航行器的排水量增大通常占全船排水量的5%左右,效率有所降低。進水口損失的功率約占主機總功率的7%~9%。
3在水草或雜物較多的水域,進口容易出現堵塞現象而影響艦船的航速。
4機械傳動機構仍然比較復雜,體積龐大。由于增加了外殼體的保護,推進泵葉輪的拆換比螺旋槳復雜。
5在航行過程中產生的空氣輻射噪聲仍較大。
6推力矢量化程度低,---在航行器轉彎時其推力會喪失。
7缺乏一套操作靈敏、水動力學---異的倒車裝置。
8噴水推進器的淺吃水航行帶來了在沙礫較多的水域中碎石和沙礫吸入系統的風險
2018年,雪龍號在從北極地區開展航行任務的返航途中,艦船軸系外包,推進系統軸承發生故障,我方受邀配合調查故障原因,主要故障現象是:軸承---磨損,并伴有---的溫度升高。
圖:雪龍號軸承故障圖
問題分析:
---到船上實地查看軸承后同船上機組人員進行了詳細交流。經討論,對于當前軸承故障,我方初步提出三條可能的故障原因:
1未知原因的軸承潤滑油泄露;
2極低風暴條件下的螺旋槳---載荷激勵影響;
3冰沖擊下的回旋振動誘發動態載荷導致軸承壓力過載;
故障定位:
綜合上述三點原因,經機組人員確認無漏油現象,故基本上排除了個原因;此外,在---風暴氣候條件下,船舶已經航行了24年,所以第二個原因也被排除。故,由于冰沖擊以及回旋振動誘發的動力載荷造成的軸承過載是接下來要重點檢查和驗證的原因。
圖:雪龍號軸系檢測
解決方案:
為了驗證上述軸承故障原因,我們技術團隊利用 軟件對當前軸系進行了建模和分析。為此,我們研究了該船的原始設計和校中計算文件,以及主機廠商在校中安裝期間測量的數據。
通過軟件的計算得到一個未預期的事實:雪龍號即使是在正常航運環境下運行,軸承就已存在大約6%的壓力過載。通過研究現有的軸系校中計算報告文件,我們注意到,根據軸承歷史的計算結果,軸承的安全冗余量很小,幾乎很接近限值。
值得注意的是,艉管軸承計算時采用的是逐點模型。我們重新對艉軸管軸承采用用更為---的可擴展支撐模型進行計算后,得出了上述6%的軸承過載量;雪龍號軸系的特點是采用單尾管軸承設計,這使得后面的中間軸承更容易受到來自螺旋槳的外部載荷的影響。