一种船舶轴系负荷测量新技术

蔡益 董启鹏 陈俞慨 张英侨

摘    要：传统的船舶轴系负荷测量方法步骤繁琐。我们通过工装的改进和系统的配套升级，开发了一种船舶轴系负荷测量新技术，有效解决了作业劳动强度大、测量效率和精度低、周期长的问题，做到准确和快速地进行船舶轴系负荷测量，达得降本增效的作用。

关键词：轴系负荷测量;新技术;降本增效

中图分类号：U664.21                               文献标识码：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

当前国内经济增长面临巨大的压力，进出口贸易增幅持续下滑，船舶运力和建造能力过剩，造船市场有效需求不足。与此同时，原材料和设备价格上涨，劳动力成本不断上升，整个造船行业面临的压力日益剧增，各造船企业都在大力寻求降本增效途径。

在船舶建造过程中，对于较长轴系的称重都是在轴系对中安装好及船舶下水后进行，主要是为了复核轴系的安装是否与设计相符合，是否达到设计计算的数据要求。轴系称重的常规方法是：分别在轴系各个支承轴承的附近位置设置好手拉葫芦，手拉葫芦下面吊挂一个拉力计并通过绳索绕过轴系的底部环抱住轴系，在对应的垂直拉轴位上端布置一个百分表，通过手拉葫芦的上拉和下降对拉力计读数和百分表读数;对于其它轴承受力数据也用此方法逐个进行测量，直至全部轴承受力情况测量完成，然后依据记录数据进行绘图计算并得出各轴承的受力情况，依据记录数据进行轴承高低调整和调整后的再测量校核。

此种轴承称重测量方法步骤繁琐，测量时手拉葫芦、百分表、拉力计及牵拉轴的绳索共需4个人配合作业，对这种轴系的称重、工装安装的误差很难控制，常常导致反复的测量和调整，耗费周期很长。如果是长轴系、多轴承的称重测量，则需要时间更长，严重占用了码头周期，导致船舶建造周期延长，也直接导致了船厂造船艘数减少和建造成本的提升。

因此，为了有效地解决传统作业方法存在的不足，我们通过工装的改进和系统的配套升级，开发了一种船舶轴系负荷测量新技术，有效地解决了以往作业中劳动强度大、测量效率和精度低、周期长的问题，达到准确和快速进行船舶轴系负荷测量的目的。

2   传统的轴系负荷测量技术

船厂传统的轴系负荷测量作业流程如下：

（1）进行工具工装的布置

分别在轴系各个支承轴承附近指定位置设置好手拉葫芦，手拉葫芦下面吊挂一个拉力计，并通过绳索绕过轴系的底部环抱住轴系，在对应的垂直拉轴位上端布置一个百分表;

（2）测量单个位置受力情况

通过手拉葫芦的上拉和下降，记录对应的拉力计读数和百分表读数，并根据记录数据进行绘图计算，得出该位置轴承的受力及位移情况;

（3）测量整个轴系各位置轴承受力及位移情况

将整个轴系的各个需测量的轴承受力及位移情况进行测量，直至该条轴系的各个轴承受力情况测量完成;

（4）绘制各轴系轴承受力及位移关系图

根据数据进行绘图分析及轴承高低的调整和再测量，直至各轴承位数据均满足设计要求，测量工作才最终完成。

3    一种轴系负荷测量新技术

3.1  测量装置组成

船舶轴系负荷测量新装置，由轴系顶升压力测量装置、轴系顶升位移测量装置、数据采集与处理装置三大部分组成：轴系顶升压力测量装置，包括液压泵、千斤顶、压力传感器、刚性支撑座、电磁阀等组成，用于轴系负荷测量过程中顶升压力数据的测量;轴系顶升位移测量装置，包括磁吸座、固定杆、位移传感器等组成，用于軸系负荷测量过程中顶升位移情况数据的测量;数据采集与处理装置，包括数据处理器、数据转换器、计算机终端等，负责将顶升压力和位移两个数据每 0.5 秒自动采集、记录并最终生成位移、压力曲线图表。

由千斤顶与液压泵配合工作，液压泵中的压力油通过油管进入到千斤顶内，千斤顶对船舶轴系进行顶升作用;通过油管内压力油对压力传感器的压力反馈，由压力传感器将检测到的数据传送到数据采集处理系统中，完成对船舶轴系进行数据测量、数据传输、数据处理及结果显示;根据数据采集处理系统接收到的位移、压力数据及千斤顶的油缸面积等数据，通过软件的分析计算，即可实现绘图、输出结果。

具体测量步骤如下：

（1）液压泵开始工作带动千斤顶缓慢地顶升：当轴系完全离空脱离基座的支承时，继续顶升则千斤顶的压力会变化较慢而轴系的上升位移会变化较快;继续将轴系顶升至上部顶住了基座轴承的上盖时，若继续顶升则压力会较快上升而轴系上升位移则基本不变化，这时就完成了顶升阶段的测量;

（2）顶升力开始缓慢地下降直到轴系完全离开轴承的上盖，若继续下降则压力会变化较小而轴系下降的位移会变化较快;继续缓慢地下降直至轴系开始接触到轴承内的下底面，若继续下降则压力会变化较快而下降位移会变化较慢;继续下降，则位移、压力会回到上升前的初始零位，这样就完成了一次测量;

（3）为比较三次的测量数据是否基本一致，一般需重复测量三次，然后取平均值进行绘图和计算;以同样的方法对整条轴系的其余轴承进行受力测量，再分析各个轴承的受力并比较理论值，若超出公差范围则需调整轴承的高低，并在调整后再进行整条轴系各个轴承的测量。

在测量过程中：

（1）需根据轴系的间隙理论数据选用合适量程的位移传感器，以确保位移传感器的量程在轴系段顶升时的最大行程范围内;

（2）千斤顶的下端设刚性支撑座，其原因一是为了保证千斤顶与轴系的中线面相垂直;二是保证千斤顶处于一个稳定的水平位置;

（3）电磁阀和遥控按钮盒均安装在油管上，通过遥控按钮盒来控制电磁阀，再利用电磁阀控制液压泵中压力油的出油量，以便更有效的顶升轴系;

（4）轴系固定在基座轴承上，通过千斤顶和压力传感器将测量的轴系上升与下降的顶升压力数据传送到数据采集处理系统中;通过固定杆和磁吸座固定在轴系正上方接触面的位移传感器，将测量的轴系上升或下降的位移变化量数据传输至数据采集处理系统中;

（5）在数据采集处理系统中，数据转换器分别与数据处理器和计算机终端连接，使每次测量时计算机终端的相关运作软件都会将测量的数据完整保存，并依据设计数据进行分析，判断出现状安装的轴系的受力偏差，结合整条轴系的各个轴承高低、受力情况，给出相应的轴承调整高低数据及调整后的整条轴系的轴承受力变化等模拟数据，以利于现场的快速调整和验证，完成船舶整条轴系的称重。

4   总结

通过采用船舶轴系负荷测量新技术，直接由计算机终端分析采集的数据在现场得出相关曲线图及结果，继而进行轴系轴承位调整。这样不仅减少了数据测量和处理时间，而且避免了人工操作在轴系负荷测量中可能出现的读数、计数、操作等偶然误差。此项新技术有效地解决了传统测量作业中劳动强度大、測量效率和精度低、周期长的问题，达到准确和快速进行船舶轴系负荷测量的目的，取得降本增效的效果。