淺談多用途工作船船體振動原因和預(yù)防措施

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1、淺談多用途工作船船體振動原因和預(yù)防措施　　摘要：本文概述了造成船體振動的主要原因和危害，從管理和操作上采取減少振動、降低振幅、迅速離開共振區(qū)等措施，達(dá)到預(yù)防和減少船體振動，確保航行安全，延長使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益之目的。關(guān)鍵詞：振動危害措施海洋工程船中的多用途工作船，因其具有物資供應(yīng)，海洋工程的起、拋錨，海上平臺和大型工程船拖駁作業(yè)、油田守護(hù)（如油田消防、救生、人員和物資轉(zhuǎn)送、破冰、清理海面油污等）等多種功能而得名。隨著多用途工作船不斷地邁向海洋石油深水化作業(yè)，船舶噸位增加，主機(jī)功率不斷增加，其產(chǎn)生周期性激振力隨之增大；高強(qiáng)度鋼材的使

2、用，降低船體結(jié)構(gòu)剛度，船體振動可能更強(qiáng)烈。船舶振動是船舶在機(jī)械、軸系、螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)及波浪等諸多因素的作用下所引起船舶總體或局部結(jié)構(gòu)的振動。1概述1.1船舶振動的分類船體總振動分為：垂向振動、水平振動、扭轉(zhuǎn)振動和縱向振動。6局部振動是船體局部結(jié)構(gòu)如板架、梁、板等對整個(gè)船體所作的附加振動。1.2船舶振動的原因產(chǎn)生船舶振動的原因是外因、內(nèi)因和內(nèi)外因的疊加。（1）外因是船體作為一個(gè)自由漂浮在水上的空心彈性梁，在營運(yùn)過程中受到螺旋槳、柴油機(jī)和波浪等的激勵作用。（2）內(nèi)因是船體結(jié)構(gòu)的影響，船舶設(shè)計(jì)考慮不周，如主尺度與主機(jī)的選擇，螺旋槳與船體及附屬體

3、間隙以及尾部線型的配合，船體結(jié)構(gòu)尺寸，布局結(jié)構(gòu)的連續(xù)性等；建造質(zhì)量中的問題如螺旋槳質(zhì)量差，軸線對中不良，結(jié)構(gòu)連續(xù)性被破壞，焊接殘余應(yīng)力與初撓度差等；營運(yùn)管理中的問題，如壓載不當(dāng)，軸系變形，螺旋槳受損，主機(jī)各缸負(fù)荷不均，更換機(jī)、槳不匹配，機(jī)件磨損、松動等。1.3船舶振動的危害（1）振動使船體結(jié)構(gòu)和機(jī)械設(shè)備，零件在應(yīng)力過大時(shí)產(chǎn)生疲勞損壞；（2）振動影響船上設(shè)備、儀器儀表的正常工作，易發(fā)生故障，縮短使用壽命，增加維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用；（3）降低航行的舒適性，影響船員的工作效率，危害身體健康等。2影響多用途工作船振動的具體表現(xiàn)6影響船舶振動的主要原因

4、有：激振力、阻尼、質(zhì)量、剛度、波浪、冰塊等，對既定的多用途工作船而言，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、作業(yè)特點(diǎn)、作業(yè)區(qū)域和設(shè)備維護(hù)管理方面的具體表現(xiàn)如下：2.1舵系振動，由舵系安裝不正，舵承間隙過大，舵系安裝部位的船體剛度、強(qiáng)度不足，上舵承座強(qiáng)度差等造成。2.2螺旋槳失去平衡，當(dāng)螺旋槳回轉(zhuǎn)時(shí)，由于槳葉的不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力和不平衡力矩，造成軸系和船體的劇烈振動和損壞。2.3螺旋槳嗚音，螺旋槳回轉(zhuǎn)時(shí)，在槳葉隨邊0.4R（R為螺旋槳半徑）以外的部位產(chǎn)生渦流。在某幾個(gè)轉(zhuǎn)速下，渦流所引起的振動頻率與槳葉的固有頻率接近而產(chǎn)生共振，使螺旋槳發(fā)出嗡嗡的嗚音。2.4

5、對于設(shè)有舵托的導(dǎo)流管，由于導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、水密性和導(dǎo)流管失落會影響船體振動。2.5軸系校中質(zhì)量差和校中狀態(tài)變壞，曲軸臂距差超過規(guī)定值，船體或機(jī)座變形，軸承的磨損或燒壞。2.6由于運(yùn)動部件產(chǎn)生的不平衡力和力矩，缸內(nèi)氣體爆炸壓力產(chǎn)生的傾向力和傾覆力矩，導(dǎo)致主機(jī)產(chǎn)生不平衡力和力矩。2.7艙、柜中自由液面的存在。2.8由于受力不均，艙載不當(dāng)及海損事故導(dǎo)致船體變形。2.9減搖裝置中的舭龍骨、減搖水艙和防止縱振之水艙等失效。62.10多種因素疊加，如風(fēng)浪、拖帶、軸系、排氣脈沖、錨機(jī)及其他各種機(jī)械設(shè)備，管道和泵共同作用。2.11船舶機(jī)動操作，靠離平

6、臺作業(yè)，使用側(cè)推推進(jìn)器，大負(fù)荷操作。2.12作業(yè)區(qū)海床、地形的影響，在惠州油田作業(yè)時(shí)，經(jīng)過21°31.486N，115°09.142E附近海域時(shí)，出現(xiàn)船舶振動加劇的現(xiàn)象。2.13主機(jī)封缸運(yùn)行，海損事故，淺水區(qū)航行等。3減少船舶振動在管理和操作上的措施根據(jù)上述引起多用途工作船船體振動的原因和危害，以及滿載出海、空載返航、作業(yè)區(qū)域相對穩(wěn)定的特點(diǎn)，振動是不可避免的，但在管理和操作上采取減少振源、降低振幅、迅速離開共振區(qū)等相應(yīng)的措施，以減少和預(yù)防船體振動，保證船舶安全航行，延長船舶的使用壽命，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。了解、熟悉船舶結(jié)構(gòu)和布置特

7、點(diǎn)（1）熟悉船舶外形和總布置情況，船體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)，船機(jī)槳的匹配。盡量保證螺旋槳來流和去流順暢；對于設(shè)有舵托的導(dǎo)流管船舶，要保證其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、水密性，避免導(dǎo)流管失落。（2）確保減搖裝置的有效性。6（3）采用調(diào)整航向、航速，減少自由液面對船體振動的影響。3.2修理后的螺旋槳應(yīng)進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，把槳葉上的不平衡質(zhì)量限制在一定的范圍內(nèi)。如航行中由于螺旋槳失去平衡，導(dǎo)致船體突然產(chǎn)生劇烈振動，可采取降速航行和進(jìn)行水下檢驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)塢修理。3.3在螺旋槳槳葉隨邊0.4R以外的AB部分加厚或減薄，或制成鋸齒狀、鉆孔等抗嗚邊緣，以消除螺旋槳的嗚音。3.4確

8、保軸系處于良好的技術(shù)狀態(tài)。按規(guī)范要求進(jìn)行軸系校中狀態(tài)的檢查，為了提高測量精度，減少溫度，振動與船體變形的影響，要求在夜間或陰雨天氣和平潮時(shí)進(jìn)行檢測，并且應(yīng)停止一切沖擊、敲打等振動性作業(yè)。塢內(nèi)檢查時(shí)，舵系檢修可隨同軸系檢修