CN114962538A - 一种滚装船轴系减振结构及减振方法 - Google Patents

一种滚装船轴系减振结构及减振方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种滚装船轴系减振结构，包括位于船体艉部轴遂位置处的船体外板、减振器、两组船体加强结构和用于固定减振器的底座U型法兰，所述底座U型法兰的下部位于轴遂内，且与轴遂两侧的船体外板之间隔空设置，两组船体加强结构镜像对称设于底座U型法兰的两侧，两组船体加强结构固定于轴遂两侧区域的船体外板上，底座U型法兰的两侧上部分别与船体加强架构固定连接，减振器固定于底座U型法兰的一侧面上，滚装船轴系穿设减振器的轴孔。本发明的滚装船轴系减振结构和减振器共同作用下，改善船舶的轴系振动问题，提升了船员的舒适性，减少振动对设备产生的危害性，提高了船舶安全行驶，减振结构可以减少了船底外板油漆破损，从而减少船舶进坞。

Description

一种滚装船轴系减振结构及减振方法
技术领域
本发明属于船舶长轴系振动技术领域，特别涉及一种滚装船轴系减振结构及减振方法。
背景技术
近年来，随着船舶的大型化、快速化及长轴系的大量使用，船舶的振动问题越来越突出和 重视。船舶主要是主机作功，通过轴系传递给螺旋桨，从而产生的振动。整个振动是由于长轴 系自身运转和船体结构的共振而产生的。由于船舶在下水后，进行海试阶段，发现轴系振动， 并且振动超出标准4～5倍多，由于轴系振动过大，影响到船体结构，和自身轴系上相关部件， 另外该船在海试阶段，马上要交船了，因此在考虑对轴系减振方式时，也在考虑船体结构(外 板)油漆不能破坏。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种滚装船轴系减振结构，改善船舶下水后的轴系振动问题， 也减少了船底外板油漆破损而进坞修复的时间及提高了船舶安全行驶。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种滚装船轴系减振结构，包括位于船体艉部轴遂位置处的船体外板、减振器、两组船体 加强结构和用于固定减振器的底座U型法兰，所述底座U型法兰的下部位于轴遂内，且与轴 遂两侧的船体外板之间隔空设置，两组船体加强结构镜像对称设于底座U型法兰的两侧，两 组船体加强结构固定于轴遂两侧区域的船体外板上，底座U型法兰的两侧上部分别与船体加 强架构固定连接，减振器固定于底座U型法兰的一侧面上，滚装船轴系穿设减振器的轴孔。
进一步的，在位于所述轴遂两侧的船体外板上均间隔平行设有多个外板纵骨，所述船体加 强结构包括多个第一横向肘板，多个所述第一横向肘板依次置于底座U型法兰的左右两侧壁 和与其相邻的外板纵骨之间以及相连的两个外板纵骨之间，在位于底座U型法兰同侧的多个 第一横向肘板上端面上设有第一横向稳定梁，在所述第一横向稳定梁靠近船艉一侧侧面长度方 向的两端上分别固定有一向船艉方向延伸的纵梁结构和纵向梁，纵梁结构位于第一横向稳定梁 靠近底座U型法兰的一端，纵向梁位于第一横向稳定梁远离底座U型法兰的一端，纵向梁和 纵梁结构的下端面分别与一外板纵骨的上端面连接，在第一横向稳定梁上端面的中部垂直设有 一个第二横向肘板，在第二横向肘板的上端面上设有与第一横向稳定梁平行设置的第二横向稳 定梁，第一横向稳定梁和第二横向稳定梁靠近船艏一侧的侧面与船体横向壁板固定连接。
进一步的，在所述第一横向稳定梁的上端面上设有两个第一加强肘板，两个第一加强肘板 位于第二横向肘板靠近船艉的一侧，第一加强肘板下端面自第一横向稳定梁延伸至纵梁结构的 上端面上。
进一步的，在两个所述第一加强肘板之间设有多个第二加强肘板，多个所述第二加强肘板 分别置于一个外板纵骨的上端面上，在第二加强肘板上设有自靠近船艏一侧侧面向船艉方向延 伸的嵌槽，第一横向稳定梁嵌设在嵌槽内，第一加强肘板、第二加强肘板和第二横向肘板的上 端面位于同一平面内，第二横向稳定梁置于第二横向肘板的上端面。
进一步的，在所述第二横向肘板靠近船艏一侧设有多个第三加强肘板，第三加强肘板的下 端面与第一横向稳定梁的上端面连接，第二横向稳定梁嵌设于第三加强肘板内，多个第三加强 肘板均分别位于远离底座U型法兰的第一加强肘板和第二加强肘板的正上方，第三加强肘板 靠近船艏一侧的侧面与船舶横向壁板上的外板纵骨连接。
进一步的，在靠近所述底座U型法兰的纵梁结构的正下方设有一纵向水平桁，纵向水平 桁位于轴遂两侧船体外板的正上方，纵向水平桁靠近船艏的一端与底座U型法兰固定连接； 所述纵梁结构、纵向梁和纵向水平桁均为T型材。
进一步的，所述第二稳定横梁的下端面与底座U型法兰的上端面位于同一平面内，在两 个第二稳定横梁靠近底座U型法兰的一端上端面上对称设有一个拉杆铰链板，在两个拉杆铰 链板之间连接有一拉杆。
进一步的，所述第一加强肘板、第二加强肘板和第三加强肘板靠近船艉一侧的侧面均为倾 斜面，第三加强肘板的倾斜面自船舶横向壁板向下倾斜至第二稳定横梁上端面靠近船艉的一侧 边。
进一步的，在所述底座U型法兰的下部相对其纵向中心轴线对称设有第一纵桁结构和第 二纵横结构，第一纵桁结构和第二纵横结构的一端自底座U型法兰靠近船艏的一侧穿底座U 型法兰向船艉延伸。
采用上述滚装船轴系减振结构的减振方法。
本发明的滚装船轴系减振结构，在长轴振动最大处的位置增加抱轴结构U型法兰，通过 对船本结构的加强，能有效降低轴系振动，将原来振动值34.98，降低到8.3，通过对轴系上安 装减振器，限制轴系的纵振，另外通过轴系两侧的船体结构加强，提高了艉部船体结构强度减 少了该船体区域共振，防止或减少船体共振，可通过改变结构刚性或质量而改变结构的固有频 率，利用对原来结构的梁之间增加支座，对板或梁四周增设加强筋，从而提高梁、板质量，结 构强度由95提高至130；本发明能为轴系减振提供一种新的减振结构方法，该方法在保证长 轴系减振效果前提下，也能保证船体结构没有作大范围修改，节省船舶进坞、挖换等综合成本， 也提高了船员工作环境，提升船舶安全行驶；通过定位栓将减振器安装到位，并用螺栓将减振 器与底座结构U型法兰连接，从而形成与船体加强结构形成整体，有效的将减振器、长轴与 船体加强结构形成一体化。
在位于船体尾部轴遂位置，通过对船体外板原结构进行补强设计，加强船体尾部轴遂区域 因轴系振动的结构强度；底座U型法兰与轴遂两侧的船体外板之间隔空设置，减少底座U型 法兰与船体结构焊接，形成船体结构一部分；在底座U型法兰的下口区域增加两道纵桁结构 与底座U型法兰角连接，提升对底座U型法兰的纵向加强；在船体轴遂两侧的原肘板构件水 平及垂直位置增加纵梁结构和纵向梁两道纵向“T型材”，从而加强该肘板自身强度及外板局 部强度，也为第一横向稳定梁远离底座U型法兰一端提供支撑作用；第一加强肘板增加外板 纵骨之间的结构连续性和连接强度，也为增加第一横向稳定梁提供底部支撑；第一横向稳定梁 和第二横向稳定梁的设置一方面将船体加强结构中的各个构件形成整体，另一方面，提高了船 体轴遂两侧区域的结构强度，降低了轴系转动时，对船体的振动影响；第一加强肘板、第二加 强肘板和第三加强肘板增加了第一横向稳定梁和第二横向稳定梁的自身强度和减少振动影响； 拉杆铰链板和拉杆将左右两侧位置横向稳定梁形成整体。
附图说明
图1是本发明所述的滚装船轴系减振结构的立体图；
图2是本发明所述的船体加强结构的立体图。
其中，1-船体外板，2-减振器，3-轴系，4-底座U型法兰，5-轴遂，6-外板纵骨，7-第一横 向肘板，8-第一横向稳定梁，9-纵梁结构，10-纵向梁，11-第二横向肘板，12-第二横向稳定梁， 13-船体横向壁板，14-第一加强肘板，15-第二加强肘板，16-第三加强肘板，17-纵向水平桁， 18-拉杆铰链板，19-拉杆，20-第一纵桁结构，21-第二纵桁结构。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1-图2所示，一种滚装船轴系减振结构，包括位于船体艉部轴遂位置处的船体外板1、 减振器2、两组船体加强结构和用于固定减振器2的底座U型法兰4，所述底座U型法兰4的 下部位于轴遂5内，且与轴遂5两侧的船体外板1之间隔空设置，两组船体加强结构镜像对称 设于底座U型法兰4的两侧，两组船体加强结构固定于轴遂5两侧区域的船体外板1上，底 座U型法兰4的两侧上部分别与船体加强架构固定连接，减振器2固定于底座U型法兰4的 一侧面上，滚装船轴系3穿设减振器2的轴孔。
在位于所述轴遂5两侧的船体外板1上均间隔平行设有多个外板纵骨6，所述船体加强结 构包括多个第一横向肘板7，多个所述第一横向肘板7依次置于底座U型法兰4的左右两侧壁 和与其相邻的外板纵骨6之间以及相连的两个外板纵骨6之间，在位于底座U型法兰4同侧 的多个第一横向肘板7上端面上设有第一横向稳定梁8，在所述第一横向稳定梁8靠近船艉一 侧侧面长度方向的两端上分别固定有一向船艉方向延伸的纵梁结构9和纵向梁10，纵梁结构9 位于第一横向稳定梁8靠近底座U型法兰4的一端，纵向梁10位于第一横向稳定梁8远离底 座U型法兰4的一端，纵向梁10和纵梁结构9的下端面分别与一外板纵骨6的上端面连接， 在第一横向稳定梁8上端面的中部垂直设有一个第二横向肘板11，在第二横向肘板11的上端 面上设有与第一横向稳定梁8平行设置的第二横向稳定梁12，第一横向稳定梁8和第二横向 稳定梁12靠近船艏一侧的侧面与船体横向壁板13固定连接。
在所述第一横向稳定梁8的上端面上设有两个第一加强肘板14，两个第一加强肘板14位 于第二横向肘板11靠近船艉的一侧，第一加强肘板14下端面自第一横向稳定梁8延伸至纵梁 结构9的上端面上；在两个所述第一加强肘板14之间设有多个第二加强肘板15，多个所述第 二加强肘板15分别置于一个外板纵骨6的上端面上，在第二加强肘板15上设有自靠近船艏一 侧侧面向船艉方向延伸的嵌槽，第一横向稳定梁8嵌设在嵌槽内，第一加强肘板14、第二加 强肘板15和第二横向肘板11的上端面位于同一平面内，第二横向稳定梁12置于第二横向肘 板11的上端面；在第二横向肘板11靠近船艏一侧设有多个第三加强肘板16，第三加强肘板 16的下端面与第一横向稳定梁8的上端面连接，第二横向稳定梁12嵌设于第三加强肘板16 内，多个第三加强肘板16均分别位于远离底座U型法兰4的第一加强肘板14和第二加强肘 板15的正上方，第三加强肘板16靠近船艏一侧的侧面与船舶横向壁板13上的外板纵骨6连 接，第一加强肘板14、第二加强肘板15和第三加强肘板16靠近船艉一侧的侧面均为倾斜面， 第三加强肘板16的倾斜面自船舶横向壁板13向下倾斜至第二稳定横梁12上端面靠近船艉的 一侧边；在靠近所述底座U型法兰4的纵梁结构9的正下方设有一纵向水平桁17，纵向水平 桁17位于轴遂5两侧船体外板1的正上方，纵向水平桁17靠近船艏的一端与底座U型法兰4 固定连接；所述纵梁结构9、纵向梁10和纵向水平桁17均为T型材；第二横向稳定横梁12 的下端面与底座U型法兰4的上端面位于同一平面内，在两个第二横向稳定横梁12靠近底座 U型法兰4的一端上端面上对称设有一个拉杆铰链板18，在两个拉杆铰链板18之间连接有一 拉杆19；在所述底座U型法兰4的下部相对其纵向中心轴线对称设有第一纵桁结构20和第二 纵桁结构21，第一纵桁结构20和第二纵桁结构21的一端自底座U型法兰4靠近船艏的一侧 穿底座U型法兰4向船艉延伸。
采用上述滚装船轴系减振结构的减振方法。
表1所示的为滚装船轴系减振结构使用前后的减振效果对比图表，其中 OD-BOX代表配油箱，(L-T-V)其中L表示纵向振动值，T表示横向值，V表示 垂直高度值，将本发明的减振结构用于相同型号的不同船舶上，当主机在110转 时，在没有安装减振结构的情况下，在OD-Box测量三个方向振动时，在23.89 /12.45/6.22，安装减振结构后在同点测量值为8.9/6.63/4.65，当主机在117 转时，在OD-Box测量三个方向振动时，在34.98/20.74/9.8，安装减振结构后 在同点测量值为8.31/8.95/6.72，说明安装减振结构后减振效果明显。
表1
Figure BDA0003708257510000051
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限 制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，包括位于船体艉部轴遂位置处的船体外板、减振器、两组船体加强结构和用于固定减振器的底座U型法兰，所述底座U型法兰的下部位于轴遂内，且与轴遂两侧的船体外板之间隔空设置，两组船体加强结构镜像对称设于底座U型法兰的两侧，两组船体加强结构固定于轴遂两侧区域的船体外板上，底座U型法兰的两侧上部分别与船体加强架构固定连接，减振器固定于底座U型法兰的一侧面上，滚装船轴系穿设减振器的轴孔。
2.根据权利要求1所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，在位于所述轴遂两侧的船体外板上均间隔平行设有多个外板纵骨，所述船体加强结构包括多个第一横向肘板，多个所述第一横向肘板依次置于底座U型法兰的左右两侧壁和与其相邻的外板纵骨之间以及相连的两个外板纵骨之间，在位于底座U型法兰同侧的多个第一横向肘板上端面上设有第一横向稳定梁，在所述第一横向稳定梁靠近船艉一侧侧面长度方向的两端上分别固定有一向船艉方向延伸的纵梁结构和纵向梁，纵梁结构位于第一横向稳定梁靠近底座U型法兰的一端，纵向梁位于第一横向稳定梁远离底座U型法兰的一端，纵向梁和纵梁结构的下端面分别与一外板纵骨的上端面连接，在第一横向稳定梁上端面的中部垂直设有一个第二横向肘板，在第二横向肘板的上端面上设有与第一横向稳定梁平行设置的第二横向稳定梁，第一横向稳定梁和第二横向稳定梁靠近船艏一侧的侧面与船体横向壁板固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，在所述第一横向稳定梁的上端面上设有两个第一加强肘板，两个第一加强肘板位于第二横向肘板靠近船艉的一侧，第一加强肘板下端面自第一横向稳定梁延伸至纵梁结构的上端面上。
4.根据权利要求3所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，在两个所述第一加强肘板之间设有多个第二加强肘板，多个所述第二加强肘板分别置于一个外板纵骨的上端面上，在第二加强肘板上设有自靠近船艏一侧侧面向船艉方向延伸的嵌槽，第一横向稳定梁嵌设在嵌槽内，第一加强肘板、第二加强肘板和第二横向肘板的上端面位于同一平面内，第二横向稳定梁置于第二横向肘板的上端面。
5.根据权利要求4所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，在所述第二横向肘板靠近船艏一侧设有多个第三加强肘板，第三加强肘板的下端面与第一横向稳定梁的上端面连接，第二横向稳定梁嵌设于第三加强肘板内，多个第三加强肘板均分别位于远离底座U型法兰的第一加强肘板和第二加强肘板的正上方，第三加强肘板靠近船艏一侧的侧面与船舶横向壁板上的外板纵骨连接。
6.根据权利要求2所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，在靠近所述底座U型法兰的纵梁结构的正下方设有一纵向水平桁，纵向水平桁位于轴遂两侧船体外板的正上方，纵向水平桁靠近船艏的一端与底座U型法兰固定连接；所述纵梁结构、纵向梁和纵向水平桁均为T型材。
7.根据权利要求2所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，所述第二稳定横梁的下端面与底座U型法兰的上端面位于同一平面内，在两个第二稳定横梁靠近底座U型法兰的一端上端面上对称设有一个拉杆铰链板，在两个拉杆铰链板之间连接有一拉杆。
8.根据权利要求5所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，所述第一加强肘板、第二加强肘板和第三加强肘板靠近船艉一侧的侧面均为倾斜面，第三加强肘板的倾斜面自船舶横向壁板向下倾斜至第二稳定横梁上端面靠近船艉的一侧边。
9.根据权利要求2所述的一种滚装船轴系减振结构，其特征在于，在所述底座U型法兰的下部相对其纵向中心轴线对称设有两个纵桁结构，纵桁结构的一端自底座U型法兰靠近船艏的一侧穿底座U型法兰向船艉延伸。
10.采用上述1-9任一项所述的滚装船轴系减振结构的减振方法。
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