3800马力全回转拖轮结构设计【文献综述】
4800马力全回转拖轮结构设计【文献综述】

文献综述船舶与海洋工程4800马力全回转拖轮结构设计引言拖轮概述拖轮是用来进行拖带运输,拖带没有动力不能自航的船舶,或者,协助大型船舶进出港口,靠离码头,或者救助海上遇难船舶的中小型船舶。
一艘拖轮可以拖带了十几艘比它大得多的船舶在航行。
拖轮具有以下特点:一是拖轮船身小,船上没有装载货物的船舱,构造坚固。
二是拖轮上的动力装置功率大,所以,具有较大的拖带能力。
三是船上还备有拖带设备,利用拖带运输方式,拖带没有动力的船舶。
拖轮是船舶家族中的小个子大力士,就像举重队里的轻量级运动员。
它们经常在江河中、港湾里忙碌着,拖带别的船舶拖轮种类按照使用水域不同,拖轮又可分为远洋拖轮、沿海拖轮、港湾拖轮和内河拖轮。
不同的拖轮特点不同,远洋拖轮、沿海拖轮在海上航行,船首翘得高高的,构造坚固,以防止海上波浪冲击;大型海洋拖轮的发动机功率可达2万马力以上,排水量超过5000吨,可用于海上救助,拖带巨型船舶及其他大型水上构筑物,如海上平台和浮船坞等。
大型海洋拖轮尾部装有大功率拖缆机,在风浪中能随着拖缆张力的变化而自动收放拖缆。
港湾拖轮在港湾内使用,船身短,操纵灵活;内河拖轮在江河中航行,吃水浅。
内河拖轮多为双机,发动机功率为数十马力至数千马力不等。
拖轮吃水尽可能接近航道水深,安装螺旋桨的船底凹部常是隧道形,使螺旋桨直径大于船舶吃水。
螺旋桨工作时水充满凹部,使螺旋桨全浸在水中,以充分发挥主机功率,提高推进效率。
航道水深如果不足0.6米,宜于采用串列螺旋桨或改用喷水推进。
拖曳设备一般是拖钩。
内河船舶中有拖轮和驳船,驳船用来装货物,但本身没有动力,而拖轮有动力,但本身的运载能力很小,一般是将驳船编组,由拖轮提供动力来航行的。
拖轮拖带船舶,可以像火车头拖带列车车厢一样,呈一列式拖带驳船;也可以从两旁舷侧拖带驳船。
拖轮还可以拖大船,几艘小拖轮可以同时拖带一艘万吨级大船,使大船顺利地进出港,调动船位,或进出船坞。
九十年代至今,营运船舶主船型达到了3.5 万吨级至30 万吨级。
文献综述

毕业论文(设计)文献综述课题名称:1900PS拖轮性能计算学院:船舶与建筑工程学院专业:船舶与海洋工程年级:指导教师:学生姓名:学号:060103206起迄日期:2009.10.15-2009.11.082009年11 月8日1900PS拖轮文献综述前言近年来,随着我国经济的不断成长、海运业务的快速发展以及船舶大型化的发展,对港口和航道的要求不断提高。
然而,在现有港口中,几乎所有的港口均为疏浚而成,虽能满足大型船舶进出港的要求,但在航速限制较低的情况下,必然影响大型船舶的操纵性。
因此,大型船舶在进出港时必须依靠拖轮进行操作。
这使得国家越来越重视拖轮项目相关行业的发展,拖轮在大型船舶进出港操纵中的作用也越显突出。
拖轮按其用途分有运输拖轮、港作拖轮和救助拖轮;按航区分有海洋拖轮和内河拖轮。
其中,全回转拖轮是港作船舶中最为核心、最为重要的组成部分,是保障港口生产正常进行的重要装备。
全回转拖轮是指在原地可以360度自由旋转的拖轮,一般都采用双Z型导流管式螺旋桨和中高速柴油机,与单车船相比,其操作更方便、更灵活,适宜在有限水域操纵。
在靠离码头,协助大船靠离泊和接送引水员作业中,能通过调整两桨的角度和转速使拖轮作任意方向的运动。
根据其操纵控制方式不同,可分为单柄船和双柄船两种形式。
[4]近年来港口事业的发展日新月异,随着港口海岸线不断拓展,到港船舶的日益增多,码头深水泊位的增加以及船舶大型化合超大型化的发展趋势,港口业务对全回转拖轮的依赖程度正逐步加强。
从20世纪末开始,拖轮开始向大型化、多功能化、智能化方向发展,人们对全回转拖轮的船型和性能提出了更高的要求,特别是耐波性、阻力性、操纵性、会转性等。
为了更好的满足客户的要求和市场前景随着船舶的大型化发展,研制新型、回转性强、操纵灵活、经济适用的全回转拖轮成为了从事船舶设计人员刻不容缓的任务。
现状与发展全回转拖轮是无舵双桨船舶,螺旋桨可在360度范围内自由转动,转向灵活,旋回圈小,并可以在原地打转。
全回转港作拖轮推进装置特点及推拖模式分析

图 6 移位 当在狭 小水域中拖轮不能靠在船侧 作业时,可采用下图 “艏靠艏 ”作业方式。从拖轮艏部施 放可调节长度的安全短 缆可方便作业。
图 7 艏靠艏作业方式 4.艉部作业方式
图 8 艉部带缆作业 5.艏部作业方式
图 4 定位模式 2.横靠和横离 此 模式易 于 用少 数的拖 轮 来横 向牵引 大 型船 舶靠离 码 头。
图 17 间接制动 (4 )联合制动:此模式能有效阻止船舶转向。
图 13 三艘拖轮推船入坞 9.无接触移船 利用螺旋桨激水产生的水动力来移船。
图 14 无接触移船
图 18 联合制动 五、结束语 通过以 上分析可知,由于全回转推 进装置具有简单、紧 凑,灵活、高效的特点,它代表着船舶推进装置的发展方向, 除了用于 港作拖轮上能够充分改进其 作业的灵活性和提高其 作业的效 率外,这种先进的推进装置 正在越来越广泛地应用 于其它各种船舶上,发挥出越来越大的作用。 参考文献 [1] 吴中强 . 全 方位推 进装置的 优化和发 展研究 [J]. 武 汉交通 职业学院学报,2005,7(1):57- 61. [2] KAM EWA FINLAND LTD. Stern drive tuges[R ]. Finland, 1998.
作为在港口码 头进行拖带船舶、消防、 打桩、油回收等 作业的港作拖轮必须具有一些特殊的性能。
一、港作拖轮的基本要求 1.最佳操纵性 在狭窄水域能自如操纵靠近待援船、码头和坞。 2.多样化的推拖模式 这可使拖轮在 作业时随时可用最有效的 推拖模式来提高 工作效率。 3.能够完成多种任务 为提高经济性 ,在保证拖轮完成主要任 务的前提下,还 能从事消防、打桩和油回收等作业。 4.合理的速度和系柱拉力 为了减少在待 援船之间及港口和待援船 之间作业所花的 时间,必须有合理的速度。系柱拉力必须根据待援船选择。 5.每个推进装置能独立操控 独立操控能选择最有效的作业方式。 6.良好的可靠性 结构牢固、易 于维护可确保拖轮及推进 装置长期的工作 寿命。 二、全回转港作拖轮的特点 配 置了两 台 全回 转推进 装 置的 全回转 港 作拖 轮相对 小 巧,因此在任 何情况下都具有良好的适应 性和灵活性,标准 配置包括装在 基线上且由船体保护的双回 转推进装置和中心 导流尾鳍,使吃水最小。 1.推进装置 从主机到回转 推进器的动力传动部分通 常由传动轴及轴 承和必要的隔 舱填料函组成。减速齿轮和 大扭矩的动力传动 部件都集成在 回转推进装置中,这样只需 考虑主机的输出力 矩,从而可使 中间轴和轴承的尺寸最小。 传统的推力轴承也 去掉了,因为所有的推力轴承都位于推进装置内。 2.船体线型 尾部线型易于 设计成最佳水动力实用线 型,而且建造经 济。回转推进 装置前倾布置来减少轴线倾 角并使螺旋桨伴流 特性最佳,也使拖轮有良好的适航性能。 3.拖带装置
基于Tribon的拖轮船体生产设计【文献综述】

文献综述船舶与海洋工程基于Tribon的拖轮船体生产设计一、引言生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究,对制造方法和有关技术措施作出决策,并用图、表和技术文件等方式表达出来,作为编制生产计划和指导现场施工的依据。
Tribon系统是由瑞典KCS 公司( Kockums Computer System) 研制开发的造船CAD/CAM/ MIS 集成软件,是国际上著名的计算机辅助船舶设计、制造软件之一,在世界造船业有着广泛的用户。
造船生产活动的实践表明、在船舶设计中以造船施工为对象的生产设计,虽然增加了一些设计工作量,由于它可以科学地指导施工,使生产工艺和管理合理化,最终提高效率和降低成本而获得更高的效益,生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。
二、本课题研究的背景及意义进入90 年代以来,我国先后有江南、沪东、广船、708 所、大连、渤海等近十家大型船厂和船舶设计单位购买了Tribon软件的使用权,显然应用好Tribon 软件,充分发挥该集成制造系统的功能,有利于提高详细设计和生产设计的工作效率,减少工作量,缩短造船周期,使我国的造船水平上一个新的台阶,与国际接轨,参与国际竞争。
然而,由于各厂家开展生产设计的深度与广度的不同,对该软件的开发应用使之适应工厂的制造环境,这中间有相当多的工作需要工程技术人员去攻关,包括基本数据库的积累,工艺标准的制定与修改,工作标准的制定及工作界面的划分与接口等问题。
因此从这个意义上讲,吸收与应用Tribon 软件深化、造船生产设计是一件摆在我国大型造船企业面前的大事。
TRIBON 软件能很好地体现生产设计的思想,通过调用工作准备模块,按照成组技术原理将船舶产品进行工程分解,实现按区域/ 阶段/ 类型造船,制定区域的建造方针,施工工艺。
船体设计模块建立三维拓扑结构模型,形成一个可供各子系统共享的结构背景,每个结构件都带有工艺和管理信息,经处理可生成各区域的材料清单、套料图册、数控切割指令、胎架和样板数据、重量、重心及涂装面积等数据。
某型全回转港作拖船主动力遥控系统设计

某型全回转港作拖船主动力遥控系统设计董光【摘要】从相关规范要求切入,介绍了工厂建造的某型全回转港作拖船主动力遥控系统的设计及控制方式.通过系泊和航行试验,验证了主动力遥控系统遥控装置的应用效果.最后给出了关于船舶主动力遥控系统设计的总结性建议.【期刊名称】《机电设备》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】5页(P23-26,30)【关键词】全回转;主动力;遥控系统【作者】董光【作者单位】大连辽南船厂,辽宁大连 116041【正文语种】中文【中图分类】U6640 引言主动力装置是船舶最主要的装置。
随着社会的发展、经济水平的提高、科学技术的不断进步,船舶机舱自动化程度也变得越来越高,船舶主动力遥控系统已经成为一个必不可少的部分。
主动力遥控系统是指从船舶的驾驶室或集控室对主动力进行远距离操作,以控制船舶航速和航向的一种控制方式。
工厂建造的某型船(以下简称本船)虽不入级,但为取证,拟按★CSM入级符号进行设计。
★CSM符号表示船舶的推进机械和重要辅助机械由CCS进行产品检验,而且船舶轮机和电气设备由CCS审图并在建造中检验,需符合CCS规范的规定[1]。
本船自动控制附加标志为 BRC,即主推进装置由驾驶室遥控,机器处所连续有人值班[1]。
1 主动力系统组成本船是一艘具有良好拖带能力与操作性能的全回转拖船,其主动力系统由双主机双舵桨装置组成,如图1所示。
主机为柴油机;舵桨为Z型全回转舵桨,由一台柴油机通过万向节和中间轴驱动。
2 遥控系统控制方式主机遥控系统根据采用设备及实现手段的不同,可分为气动式、电动式、电气式、电液式和微机控制式等几种控制方式[2]。
图1 主动力系统组成图1)气动式主机遥控系统主要由气动遥控装置和气动驱动机构组成,并配有少量电动元件(如电磁阀和测速电路等)。
其主要优点是驱动功率大、工作可靠、结构简单、便于掌握和管理。
但是这种控制方式存在压力传递滞后的现象,因此控制距离受到限制,而且对气源要求高,气动元部件容易出现漏气、脏堵及磨损现象。
适应大型船舶靠离码头的全回转拖轮的研制

关键词 新型 拖轮 研究 开发 实船
Research of az im uth thruster tugboa t for
1 前 言
近年来港口事业的发展日新月异, 集装箱吞吐 量逐年增长, 到港的货轮也以大型船舶为主, 尤其是 第 5 代、第 6 代集装箱船舶日趋增多, 并有逐步加大 趋势。
从现有的船舶资料了解到, 这些大型船舶尤其 是第 5 代、第 6 代集装箱船舶的艏部和艉部线型的 曲率变化很大, 而目前现有的港作拖轮在船型及拖 力方面均难以适应现代化大型船舶安全靠离码头的 作业要求。
图2表1名称消防总用泵舱底压载泵主机海水泵主机备用滑油泵主机淡水备用泵生活海淡水泵及备用泵燃油输送泵及备用泵空调冷却泵污油泵燃油输送泵喷射泵型式电动离心式自吸电动离心式自吸电动离心式电动齿轮泵电动离心式电动漩涡泵电动齿轮泵电动离心式自吸手动活塞泵喷射式参数排?扬程功率36m3?h42m11kw100m3?h21m11kw80m3?h18m7
第 1 期 (总第 111 期) 2005 年 6 月
船舶研究设计
船舶设计通讯 JOU RNAL O F SH IP D ES IGN
NO. 1 (Serial NO. 111) J une 2005
适应大型船舶靠离码头的全回转拖轮的研制Ξ
姜 伟 陈学琳
摘 要 为使大型集装箱船舶安全快速地靠离码头, 本课题开发研制了 3 676 kW (5000 马力) 新型全回转
主机主要参数:
4800HP拖轮施工初步设计【文献综述】

文献综述船舶与海洋工程4800HP拖轮施工初步设计前言港作拖轮是一种为大型船舶进出港口提供助泊、拖带、协助掉头、沿海抢险救助等服务的小型船舶,其充足的拖力、灵活的操纵性是能否提供优质服务、保障大船安全进出港口的基本要求。
近年来,随着我国经济的持续快速发展,沿海港口的货物吞吐量也逐年大幅提升,进出港口的营运船舶也越来越集装化、大吨位化(如:巴拿马船型、好望角船型、大型LNP船越来越多)。
普通港作拖轮受拖力、操纵性能和船型结构的限制,协助一艘超大型船舶进出港时,其作业效率与经济性的滞后性开始日益凸显。
虽然目前全国港口的港作拖轮都以全回转拖轮为主,且已能实现小范围的灵活回转,但传统的船型结构和设备的性能所决定的操纵性能已逐渐不能满足辅助大型船舶在狭窄和繁忙港口航行的要求,也不能胜任大风浪中拖带、护航等任务。
因此,港作拖轮如何改进船型、提高性能,适应港口发展需要,已成为拖轮建造厂和经营单位亟待解决的问题。
此次设计的主要内容是根据现今拖轮的发展情况与建造工艺,在原有母型船的基础上依据各类规范、要求,对其分段划分、分段建造、合拢等生产工艺做部分设计。
造船工艺发展的讨论现代造船工艺是在综合采用先进制造技术和现代科学管理的条件下研究船舶建造过程及方法的一门应用科学。
造船工艺的主要任务是:一方面应根据现有的技术条件,为船厂生产造船生产制定优良的工艺方案和工艺方法,以缩短周期、降低生产成本、提高质量和改善生产条件;另一方面应大力研究开发新工艺、新技术,不断提高造船工艺水平,以适应社会经济不断发展的需要。
其作业内容一般包括船体号料、船体构件加工、中间产品制造和船台总装等。
造船工艺的发展水平和趋向, 是属于决定整个造船业以及各造船企业未来科技进步的主要因素。
在过去,造船工艺一般分为船体建造和舾装工艺两大类;自进入20世纪70年代由于船舶大型化导致涂装工程大量增加,质量要求不断提高,涂装技术得到迅速发展,从而促使涂装作业从舾装作业中分离出来,形成独特的涂装生产作业系统;同时也把造船工艺分为船体建造、舾装和涂装三种不同类型的制造技术。
新型2×2210kW全回转拖船总体设计

新型2×2210kW全回转拖船总体设计巫建华;肖启龙【摘要】为满足船东对大功率拖船的节能减排以及船型优化的要求,对照原船型主尺度偏大,总吨位一般均在500以上,经济性相对较差的现象,从技术任务书出发,从主尺度、空船重量重心、满载排水量、稳性、总吨位以及航速拖力等方面入手,对2×2 210 kW全回转拖船进行优化设计.此型船目前已投入使用,各项性能指标均达到或超过设计要求,得到用户的一致好评.【期刊名称】《江苏船舶》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】4页(P1-4)【关键词】全回转拖船;排水量;主尺度;总体设计【作者】巫建华;肖启龙【作者单位】江苏省镇江船厂(集团)有限公司,江苏镇江212005;扬州科进船业有限公司,江苏扬州225211【正文语种】中文【中图分类】U662.2拖船的主尺度对船舶的运载能力、航行性能、作业能力和经济性等有着重要影响。
原2×2 210 kW(双机带消防)大功率全回转拖船的主尺度偏大,总吨位均在500以上。
船舶本身尺度大,不利于节能减排,使运营成本有所增加,因此,在保证船舶各项性能的基础上,对此型大功率全回转拖船的主尺度进行了优化设计。
2×2 210 kW全回转拖船必须满足沿海航区自由航行和拖带、消防,以及港内协助最新型集装箱船的顶推和拖带要求。
本船主机选用2台8EY26型柴油机,每台功率为2 210 kW,转速为750 r/min;舵桨选用SRP 1515CP 四叶定螺距螺旋桨,带导流管,可调螺距。
设计满载吃水状态下,船舶试航速度不小于13.5 kn。
主机100%持续功率时,静系柱拖力向前不小于764 kN,向后不小于686 kN。
续航力按服务航速计算,不小于1 000 n mile。
本船满足中国船级社CCS稳性法规对沿海航区拖船的要求,航行要求满足近海航区稳性的要求。
在蒲氏九级风时能安全航行,蒲氏六级风时能安全进行拖航、顶推、横移等作业;船舶在满载状态时无任何艏倾现象。
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文献综述船舶与海洋工程3800马力全回转拖轮结构设计摘要:建国初期,营运船舶大多是几千吨级杂货船,万吨级船舶非常少见,拖轮大多是功率几百匹马力的蒸汽机、单桨、单舵型。
船舶进出港几乎是靠大船自身的能力(车、舵、锚、缆)靠离泊。
拖轮在船舶进出港操作中作用甚微。
上世纪6、70 年代至80年代初,营运船舶的主船型达到了1.5 万吨级至3.5 万吨级。
拖轮以国产1 670(HP)单车、单桨、单舵为主型,船舶进出港操作中除靠大船自身能力外,拖轮可以起到一定的顶拖作用。
九十年代至今,营运船舶主船型达到了3.5 万吨级至30 万吨级。
拖轮以2000~5200HP 全回转型为主体,在船舶进出港操作中起着不可替代的作用。
随着我国海运业务的快速发展,拖轮在大型船舶进出港操纵中的作用愈显突出。
[ 1]自上世纪80年代以来,全回转拖轮被广泛地应用于港口作业,特别是港口内部的大型船舶调头,大船靠离泊等。
其操纵灵活,安全可靠的优越性已显露无疑,并得到了广泛的认同,已经全取代了原来的普通型拖轮。
[ 2]全回转拖轮的操纵特点及其性能全回转拖轮即ZP 型拖轮,配备2 个Z 型推进器, 英文称‘duckpeller’, 通常称为D/ P。
D/ P 系统主要由旋转机、离合器和液压操纵装置3 部分组成。
其功能是实现由船舶主机至螺旋桨的动力传输以及螺旋桨和导流管的360°回转。
所以全回转拖轮具有较为明显的特能:(1) 操纵系统简单。
在主机运转状态下,改变螺旋浆角度即能达到控制船速和改变运动的方向,特别是对倒车的过渡省去了主机的换向,大大缩短了时间。
(2) 马力大、船舶长度小,再加上平滑的船底,确定了全回转拖轮操作灵活的特性。
(3) 旋回性能好。
快速的原地掉头,旋回圈进距、横距为零,转向180°只需10 - 15s ,比传统的单车船节省一半以上。
(4) 船舶能够横向移动。
当左右螺旋桨分别向前转动一个角度后,再加上车的配合,拖轮在转船力矩和尾部的横向分力的作用下开始做横移运动。
(5) 稳性好。
全回转拖轮的稳心比一般拖轮高,并且由于其以首拖为主,消除了拖轮使用拖钩所引起的横倾力矩,使全回转拖轮倾侧和倾覆的可能性大大减小,使拖轮的安全有了保障。
(6) 舵效好。
全回转拖轮的螺旋浆可任意转动,这就不需要通过舵来取得舵力,大大地提高了舵效,同时又不受最大有效舵角35°的限制,左右螺旋浆同时转动和首尾线成90°,使转船力矩达到最大。
(7) 使用方便。
顶推时不用带缆即可作业,且顶推位置可随意变换。
进车和倒车的拖力相差不大,因其拖缆是在船头的绞缆机上且收放自如,在顶拖大船时可随时调整拖缆长度,并可向各个方向施力。
(8) 视野开阔。
在驾驶台的操作部位,不用移动太多的距离,即可看见本船船头和船尾,方便拖轮驾驶员了解本船周围情况。
全回转拖轮在港口的作业种类1 协助大船靠离泊大船在靠离时,由于其操纵性能的限制,通常使用两艘全回转拖轮协助平行靠泊或离泊,为了避免由于大船前冲后缩造成碰撞前后船舶或码头,要求两艘全回转拖轮的推力或拖力方向尽量与大船的首尾线方向垂直并且根据两拖轮的就位点调整其推力或推力的大小。
2 协助大船转向或掉头协助船舶转向或掉头是拖轮的主要用途之一,大型船舶靠离泊前的转向或掉头非常困难,因港内水域狭窄、水流复杂、大船船速慢、舵效差。
根据力学原理,船舶只要发生转动就一定需要转船力矩,不使用拖轮根本不能达到转向和掉头的目的。
3 超大型船舶的护航根据各港的实际情况,吃水超过一定高度的船舶进出港都要有拖轮护航。
为了充分发挥拖轮护航的作用,一般将拖轮的拖缆带在大船的船尾正中的出缆孔,其主要目的是协助大型船舶克服风、流的影响,通过全回转拖轮的灵活操作,克服大船的左右偏转和降速。
4 接送引航员上下船接送引航员上下船也是全回转拖轮作业的一部分,护航过程中更是普遍。
虽然其在港内操作灵活,但是在接送引航员中却表现出其不足之处:引航员上船后,全回转拖轮不能向其他引航船那样满舵前进离开大船。
因其船尾是方形的,只能把尾摆开一定的角度,倒车摆脱大船,在大船超过6kn 速度时,由于受纵向流的影响,很难和大船离开,这就要求大船在当时环境允许的情况下尽量降低船速,保证拖轮安全离开。
相反,如果选择在大船正船尾接送引航员,就会表现出其他引航船无法相比的优势。
5 用拖轮减速制动用拖轮减速制动是全回转拖轮的又一重要用途。
由于有些港口航道狭窄及富裕水深较小,再加上顺流、岸推、岸吸对大型船舶的影响,一般都根据情况慢速行驶,但大船自行减速,必须停车,导致失去舵效,给船舶操纵带来困难。
为了快速安全地降速,大船船长和引航员常采用尾正中一全回转拖轮吊拖的方法,以达到既降速又可维持舵效,从而实现顺利的靠泊。
6 护闸就我国天津港来说,天津新港船闸是连接海河与新港的唯一通道,海河中下游有可供使用的商用泊位近50个。
大船进闸时,闸口两侧的水被挤出,再加上受风、流的影响,船速、航向很难控制,为了保障过闸船和船闸设施的安全,大船船长和引航员大都使用全回转拖轮护闸,提高大船过闸的安全系数,改善过闸船的操纵性能,防止意外事故的发生。
[ 3]基于 CCS 规范船体结构设计中几个要点的处理中国船级社(CHINA CLASSIFICATION SOCIETY)是中国唯一从事船舶技术检验的专业机构。
遵照国家有关法律、法规、规定及有关国际公约、规则,CCS 专门为船舶及海上设施而制定和颁布的技术规范和标准,是船舶按照《中华人民共和国海上交通安全法》规定,为了必须具有船舶检验部门签发的有效技术证书,所必须遵循的技术要件。
船体结构设计的成功与否,取决于对以下几个关键要点问题的处理是否妥当。
[4] 1 相应规范的选取设计船舶的种类不同,则被其管辖的规范就可能不同。
选取适用的规范是进行船体结构设计的第一步,适用的规范既是设计的准则,也是审图的依据。
一般根据船舶的种类、主尺度、尺度比、航区和骨架形式等具体情况进行分析判断,选择适用而必需遵守的完整规范及具体章节条款。
[4] 2 船型的标准化和尺度的系列化对于航行于川江及三峡库区、京杭运河的客船、油船、化学品船、载货汽车滚装船、集装箱船、货船(机动驳船)等6 种船型系列,设计人员一定要执行交通部关于船型标准化的规定,须按照标准船型“技术方案”下述的指标要求(包括以下主要内容:船舶规格书、船舶总布置图、船舶线型图、基本结构图、船中横剖面图、机舱布置图、轴系布置图;主要设备选型清单);或按照“船舶主尺度”为形式的标准船型(只对船长、船宽、型深和吃水等)要求,仍然依据CCS 的规范,进行船舶结构等方面设计并申请设计检验。
符合上述要求的船舶,即为标准船型。
[4]3 船体构件尺寸的正确性确定船体构件尺寸的一般顺序是:先选择合适的结构型式、确定肋骨间距,然后可按:外板、甲板、船底骨架、舷侧骨架、甲板骨架及支柱、舱壁、首尾柱、首尾结构、上层建筑及甲板室、机炉座、其它、总纵强度校核等顺序,查CCS 规范对应公式进行计算,综合考虑各种因素的影响,最后选定结构尺寸。
船体板材、构件的尺寸是否合理,取决于公式的应用、参数的选取和计算的正确性。
用[4]4 船体结构的连续性船舶无论采用横骨架式还是纵骨架式还是混合骨架式,其纵向构件均应有良好的结构连续性;甲板、舷侧及船底骨架应能有效连接,构成完整的刚性整体。
各种构件,除另有规定外,不应任意开孔;一种结构形式或某一构件在其布置方向上不能突然中断或尺寸突变,以免破坏内力的传递和引起严重的应力集中。
为了减少应力集中,所有船体构件的剖面形状应有平顺的过渡。
[4]5 船体结构的整体性和节点的选择船体结构设计时首先应遵循的基本原则是:有关构件应布置在同一平面内,以组成封闭的整体框架结构共同承受载荷的作用。
例如,肋板-肋骨-横梁形成的横框架;甲板纵桁-横舱壁竖桁-内龙骨或底纵桁形成的纵向强框架;甲板纵骨-横舱壁垂直防挠材-内底纵骨或船底纵骨形成的纵向次强框架;舷侧纵桁-横舱壁水平桁-纵舱壁水平桁形成的水平框架。
每一个框架的角隅处就是不同走向构件组成的节点,它是船体结构中较复杂的部位。
节点处构件彼此之间一般采用肘板连接,设计类型合理、尺寸足够的肘板,可以保证框架的刚性连接,可靠传递内力,减少应力集中。
规范中对于肘板的尺寸、节点的型式按节点所在部位,均有相应的规定和图示要求。
[4]6 受力的均匀性和载荷的有效传递船体结构构件的布置要尽可能均匀,以避免船体过重、构件规格太多,造成材料的浪费。
合理的结构应保证某一构件承受外力后,能有效地将力传递到相邻的构件上去,以避免某一单独的构件承受外力。
在常规民用船舶的结构设计中,以下几处应特别留意:其一,支柱的上下端应固定在纵、横强构件交叉的节点上,各层甲板间的支柱尽可能布置在同一垂线上,使支柱所承受的力能有效地传递给甲板和船底结构;其二,当甲板或船底为纵骨架时,舷侧普通肋骨的端部应以肘板与相邻的甲板及船底纵骨相连;其三,当舷侧采用普通肋骨与强肋骨的交替肋骨制时,一般应设舷侧纵桁,使普通肋骨承受的载荷,能通过舷侧纵桁传递给强肋骨;第四,如果支柱仅由实肋板支持时,则相邻两档实肋板之间应设置短纵桁。
[4]7 构件的加强船体结构还普遍存在须进行局部加强的问题。
这是由于某些构件或有些部位的甲板、外板局部性的特殊原因(如局部荷重、腐蚀、磨损、承受振动载荷作用、应力集中等)所致。
通常局部加强的方法有:局部用加厚板,局部加覆板,局部增加骨架的尺寸或支撑。
结构设计时,要按照CCS 规范的具体要求,对以下部位应给予局部加强:位于主机座下面的船底板;尾轴出口处的外板;螺旋桨顶端的外板;锚链筒出口处的外板;甲板开口的角隅处;上层建筑根部的甲板;桅杆、救生艇架、系缆桩等与船体相连的结构等等。
[4]8 CCS 规范中的一些基本规定在结构的布置上规范有某些规定。
例如,为了保证船舶的安全性,船长76m以上的海船和40m以上、常年航行于J 级航段的内河船,应设双层底,并尽可能由首尖舱壁延伸至尾尖舱壁。
结构设计时,应充分满足此规定. 象有些内河船因其型深小或别的原因,设置双层底确有困难,则可在舭部设置防撞边舱。
另外,规范要求,如没有特殊规定,所有船体骨架上不得任意开孔。
即使允许开口时,其排列和开口位置、尺寸也有专门的要求。
[4]对于拖轮结构的优化设计随着船舶事业的发展、计算理论及计算手段的更新,船舶结构设计的理论和方法也在不断地更新发展。
不论是规范法设计还是计算法设计,半概率的直接计算法还是概率设计计算法, 都是在安全适用的前提下寻求最。