船舶基礎(chǔ)知識(shí)及術(shù)語解釋(集成版)

機(jī)械注冊(cè) · 發(fā)表于 2008-2-18 15:31:08

定義

航行或停泊于水域的運(yùn)輸或作業(yè)工具,按不同的使用要求而具有不同的技術(shù)性能,裝備和結(jié)構(gòu)型式。

簡史

船舶從史前刳木為舟起,經(jīng)歷了獨(dú)木舟和木板船時(shí)代,1879年世界上第一艘鋼船問世后,又開始了以鋼船為主的時(shí)代.船舶的推進(jìn)也由19世紀(jì)的依靠人力,畜力和風(fēng)力(即撐篙,劃槳,搖櫓,拉纖和風(fēng)帆)發(fā)展到使用機(jī)器驅(qū)動(dòng)(見船舶動(dòng)力裝置).

1807年,美國的R.富爾頓建成第一艘采用明輪推進(jìn)的蒸汽機(jī)船"克萊蒙脫(Clerment)"號(hào),時(shí)速約8公里/小時(shí),。

1839年,第一艘裝有螺旋槳推進(jìn)器的蒸汽機(jī)船"阿基米德(Archimedes)"號(hào)問世,主機(jī)功率為58.8千瓦.這種推進(jìn)器充分顯示出它的優(yōu)越性,因而被迅速推廣,。

1868年,中國第一艘載重600噸,功率為288千瓦的蒸汽機(jī)兵船"惠吉"號(hào)建造成功。

1894 年,英國的C.A.帕森斯用他發(fā)明的反動(dòng)式汽輪機(jī)作為主機(jī)安裝在快艇"透平尼亞(Turbinia)"號(hào)上,，在泰晤士河上試航成功,航速達(dá)60公里/小時(shí)以上,，早期汽輪機(jī)船的汽輪機(jī)與螺旋槳是同轉(zhuǎn)速的，約在1910年出現(xiàn)了齒輪減速,電力傳動(dòng)減速和液力傳動(dòng)減速裝置,，在這以后,船舶汽輪機(jī)都采用減速傳動(dòng)方式,。

1902～1903年在法國建造了一艘柴油機(jī)海峽小船。1903年,在俄國建造的柴油機(jī)船 "萬達(dá)爾(Βандал)"號(hào)下水.20世紀(jì)中葉,柴油機(jī)動(dòng)力裝置遂成為運(yùn)輸船舶的主要?jiǎng)恿ρb置.

英國在1947年首先將航空用的燃?xì)廨啓C(jī)改型安裝在海岸快艇"加特利克(Cartaric)"號(hào)上,以代替原來的汽油機(jī),其主機(jī)功率為1837千瓦,轉(zhuǎn)速為 3600轉(zhuǎn)/分,經(jīng)齒輪減速箱和軸系驅(qū)動(dòng)螺旋槳.這種裝置的單位重量僅為2.08千克/千瓦,遠(yuǎn)比其他裝置輕巧.60年代先后出現(xiàn)了用燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽輪機(jī)聯(lián)合動(dòng)力裝置(見燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置)的大,中型水面軍艦.當(dāng)代海軍力量較強(qiáng)的國家,在大,中型船艦中,除功率很大的采用汽輪機(jī)動(dòng)力裝置外,幾乎都采用燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置.在民用船舶中,燃?xì)廨啓C(jī)因效率比柴油機(jī)低,用得很少,。

原子能的發(fā)現(xiàn)和利用又為船舶動(dòng)力開辟了一個(gè)新的途徑.1954 年,美國建造的核潛艇"鸚鵡螺(Nautitlus)"號(hào)下水,功率為11025千瓦,航速為33公里/小時(shí).1959年蘇聯(lián)建成了核動(dòng)力破冰船"列寧 (Ленин)"號(hào),功率為32340千瓦.同年,美國核動(dòng)力商船"薩瓦納(Savannah)"號(hào)下水,功率為14700千瓦.現(xiàn)有的核動(dòng)力裝置都是采用壓水型反應(yīng)堆汽輪機(jī)動(dòng)力裝置,主要用在潛水艇和航空母艦上,而在民用船舶中由于經(jīng)濟(jì)上的原因沒有得到發(fā)展.

70～80年代,為了節(jié)約能源,有些國家吸收機(jī)帆船的優(yōu)點(diǎn),研制一種以機(jī)為主,以帆助航的船舶,用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)合控制,日本建造的"新愛德丸"號(hào)便是這種節(jié)能船的代表.

古代中國是當(dāng)時(shí)造船和航海的先驅(qū).春秋戰(zhàn)國時(shí)期就有了造船工場(chǎng),能夠制造戰(zhàn)船.漢代已能制造
帶舵的樓船.唐,宋時(shí)期,河船和海船都有突出的發(fā)展,發(fā)明了水密隔壁.明朝的鄭和于1405～1433年間七次下西洋的寶船,在尺度,性能和遠(yuǎn)航范圍方面,都居世界領(lǐng)先地位.

到了近代,中國造船業(yè)發(fā)展遲緩.1865～1866年,清政府相繼創(chuàng)辦江南制造總局和福州船政局,建造了"保民","建威","平海"等軍艦和"江新","江華"等長江客貨船.

中華人民共和國成立后,船舶工業(yè)有了很大發(fā)展,50 年代建成一批沿�,？拓洿�,貨船和油船. 60年代以后,中國的造船能力提高得很快,陸續(xù)建成多型海洋運(yùn)輸船舶,長江運(yùn)輸船舶,海洋石油開發(fā)船舶(平臺(tái)),海洋調(diào)查船舶和軍用艦艇,大型海洋船舶的噸位可達(dá)120000載重噸.除少數(shù)特殊船舶外,中國已能設(shè)計(jì),制造各種軍用艦艇和民用船舶.

構(gòu)成

船舶是由許多部分構(gòu)成的.按各部分的作用和用途,可綜合歸納為船體,船舶動(dòng)力裝置,船舶舾裝等3大部分.

船體：

船體是船舶的基本部分,可分為主體部分和上層建筑部分.

主體部分一般指上甲板以下的部分,它是由船殼(船底及船側(cè))和上甲板圍成的具有特定形狀的空心體,是保證船舶具有所需浮力,航海性能和船體強(qiáng)度的關(guān)鍵部分, 一般用于布置動(dòng)力裝置,裝載貨物,儲(chǔ)存燃油和淡水,以及布置其他各種艙室.為保障船體強(qiáng)度,提高船舶的抗沉性和布置各種艙室,通常設(shè)置若干強(qiáng)固的水密橫艙壁(或同時(shí)包括縱艙壁)和內(nèi)底,在主體內(nèi)形成一定數(shù)量的水密艙,并根據(jù)需要加設(shè)中間甲板(一層或數(shù)層)或平臺(tái),將主體水平分隔成若干層.

上層建筑位于上甲板以上,由左,右側(cè)壁,前,后端壁和各層甲板圍成,其內(nèi)部主要用于布置各種用途的艙室,如工作艙室,生活艙室,貯藏艙室,儀器設(shè)備艙室等. 上層建筑的大小,層樓和型式因船舶用途和尺度而異,一般都設(shè)首樓,而上層建筑的主要部分則位于機(jī)(爐)艙區(qū)域之上.運(yùn)輸貨物船舶的上層建筑長度較短,而客船和科學(xué)考察船的上層建筑則是很講究的.

船體結(jié)構(gòu)大都用鋼材,由板材和型材組合成板架結(jié)構(gòu).

船舶動(dòng)力裝置

船舶動(dòng)力裝置包括:推進(jìn)裝置——主機(jī)經(jīng)減速裝置,傳動(dòng)軸系以驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器（螺旋槳是主要的型式);為推進(jìn)裝置的運(yùn)行服務(wù)的輔助機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng),如燃油泵,滑油泵,冷卻水水泵,加熱器,過濾器,冷卻器等;船舶電站(發(fā)電機(jī),配電板等),它為船舶的甲板機(jī)械,機(jī)艙內(nèi)的輔助機(jī)械和船上照明等提供電力;其他輔助機(jī)械和設(shè)備,如鍋爐,壓氣機(jī)(和空氣瓶),船舶各系統(tǒng)的泵,起重機(jī)械設(shè)備,維修機(jī)床等(它們并不全是為主機(jī)服務(wù)的).通常把主機(jī)(及鍋爐)以外的機(jī)械統(tǒng)稱為輔機(jī).

船舶舾裝和其他裝備：

船舶舾裝包括艙室內(nèi)裝結(jié)構(gòu)(內(nèi)壁,天花板,地板等),家具和生活設(shè)施(炊事,衛(wèi)生等),涂裝和油漆,門窗,梯和欄桿,桅桿,艙口蓋等.

船舶的其他裝置和設(shè)備中,除推進(jìn)裝置外,還有:①錨設(shè)備與系泊設(shè)備;②舵設(shè)備與操舵裝置;③救生設(shè)備(救生衣,救生筏,救生艇及其收放裝置);④消防設(shè)備(探火和滅火設(shè)備與系統(tǒng));⑤船內(nèi)外通信設(shè)備(船內(nèi)電話,無線電臺(tái));⑥照
明設(shè)備;⑦信號(hào)設(shè)備(號(hào)燈,號(hào)旗等);⑧導(dǎo)航設(shè)備(雷達(dá),各種定位儀,測(cè)探儀,計(jì)程儀等);⑨起貨設(shè)備;⑩通風(fēng),空調(diào)和冷藏設(shè)備(食品庫和冷藏貨艙用); 海水和生活用淡水系統(tǒng); 壓載水系統(tǒng); 液體艙的測(cè)深系統(tǒng)和透氣系統(tǒng); 艙底水疏干系統(tǒng); 船舶電氣設(shè)備,包括電纜,電氣控制板(箱),蓄電池,變壓器和變流機(jī)等.船舶設(shè)備中的照明,通信,信號(hào),導(dǎo)航等設(shè)備也可歸入電氣設(shè)備; 其他特殊設(shè)備(依船舶的特殊需要而定).

分類

船舶分類方法很多,可按用途,航行狀態(tài),船體數(shù)目,推進(jìn)動(dòng)力,推進(jìn)器等分類.

按用途分類這種分類方法最常用,可分為軍用和民用船舶兩大類.

軍用船舶通常稱為艦艇或軍艦.其中,有直接作戰(zhàn)能力或海域防護(hù)能力者稱為戰(zhàn)斗艦艇,如航空母艦,驅(qū)逐艦,護(hù)衛(wèi)艦,導(dǎo)彈艇和潛艇,以及布雷,掃雷艦艇等,擔(dān)負(fù)后勤保障者稱為軍用輔助艦艇.

民用船舶指各種非軍用船舶.某些小船習(xí)慣上也稱為艇.民用船舶一般又分為運(yùn)輸船,工程船,漁船,港務(wù)船等.

① 運(yùn)輸船:用于港口之間的運(yùn)輸,如客船(包括渡船),貨船,客貨船.貨船又按貨物種類,運(yùn)輸方式和裝卸方法分為:散件雜貨船(統(tǒng)貨或雜貨船),集裝箱船,滾裝船(包括車輛渡船),散貨船(多指谷物,煤,礦砂運(yùn)輸船),運(yùn)木船,油船,液化天然氣(和石油氣)船,駁船,拖駁船隊(duì),頂推駁船隊(duì)(分節(jié)駁)等.有的船舶能運(yùn)載集裝箱,礦砂,木材,谷物等多種貨物,稱為多用途船;有的專業(yè)船舶兼能運(yùn)載石油,礦砂和其他粒狀散貨,稱為兼用船.

②工程船:如挖泥船,打樁船,起重船,打撈船,布纜船,疏浚船和炸礁船.

③漁業(yè)船:如各類捕撈船(拖網(wǎng)漁船,圍網(wǎng)漁船,刺網(wǎng)漁船,流網(wǎng)漁船,釣魚船,蟹工船,捕鯨船和狩獵漁船),水產(chǎn)品加工船,水鮮冷藏運(yùn)輸船,漁政船等.

④港務(wù)船:如港作拖船,引水船,航標(biāo)船,港監(jiān)船,供油船,供水船,消防船和交通船.

⑤海難救助船.⑥海洋開發(fā)船:如海洋調(diào)查船,鉆井船,多用途拖船和潛水器.

按航行狀態(tài)分類

通常分為排水型船舶,滑行艇,水翼艇和氣墊船.

①排水型船舶:水面船舶航行時(shí),重力全靠水的浮力來支承,絕大多數(shù)船舶屬于此類.

②滑行艇:高速航行時(shí),僅部分艇底接觸水面,重力大部分靠作用于艇底的動(dòng)壓力支承.

③水翼艇:船體下裝有水翼,高速航行時(shí)靠水翼的升力使船體部分或全部離開水面.

④氣墊船:靠向艇底不斷輸送高于大氣壓力的空氣把艇體全部或部分升起,以降低水阻力而高速航行.氣墊船又分全墊式和側(cè)壁式兩種.

按船體數(shù)目分類

分為單體船(絕大多數(shù)船舶屬此類)和多體船.

在多體船型中雙體船較為多見.雙體船具有二個(gè)相同的片體(成一定距離并列),在距水面一定高度處用連接橋連接成一體,多用作客船和車輛渡船,具有甲板面積大,裝載地位多和穩(wěn)性好的優(yōu)點(diǎn).為改善雙體船的耐波性和快速性,又有一種小水線面船,片體自水面下一定高度起縮小為流線型,狹窄柱體伸出水面與連接橋相接.

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按推進(jìn)動(dòng)力分類

可分為機(jī)動(dòng)船和非機(jī)動(dòng)船.

機(jī)動(dòng)船按推進(jìn)主機(jī)的類型又分為蒸汽機(jī)船(活塞式,現(xiàn)已淘汰),(蒸)汽輪機(jī)船,柴油機(jī)船,燃?xì)廨啓C(jī)船,聯(lián)合動(dòng)力裝置船,電力推進(jìn)船,核動(dòng)力船等.

按推進(jìn)器分類

有螺旋槳船(主要型式),噴水推進(jìn)船,噴氣推進(jìn)船,明輪船,平旋輪船等.

空氣螺旋槳只用于少數(shù)氣墊船.

按推進(jìn)器數(shù)目還可分為單槳船,雙槳船,三槳船等.

按機(jī)艙部位分類有尾機(jī)型船(機(jī)艙在船的尾部),中機(jī)型船和中尾機(jī)型船.

按主體連續(xù)甲板的層數(shù)分類有單甲板船,雙甲板船,三甲板船等.

按船體結(jié)構(gòu)材料分類有鋼船,鋁合金船,木船,鋼絲網(wǎng)水泥船,玻璃鋼艇,橡皮艇,混合結(jié)構(gòu)船等.

主要技術(shù)特征

船舶的主要技術(shù)特征有船舶排水量,船舶主尺度,船體系數(shù),艙容和登記噸位,船體型線圖,船舶總布置圖,船體結(jié)構(gòu)圖,主要技術(shù)裝備的規(guī)格等.

船舶排水量

根據(jù)阿基米德原理,船體水線以下體積所排開水的重量,即為船舶的浮力,并應(yīng)
等于船舶總重量.船的自重(固定于船上的不變重量)等于空船排水量.船的自重加上裝到船上的各種載荷的重量的總和(載重量)是變化的,即等于船的總重量.

民船的空船排水量包括船體結(jié)構(gòu),木作舾裝和船舶設(shè)備與裝置,船舶機(jī)電設(shè)備等部分的重量.船舶載重量包括貨物,燃油和潤滑油,淡水,食物,人員和行李,備品及供應(yīng)品等的重量.

通常預(yù)定的設(shè)計(jì)載貨量與按預(yù)定最大航程計(jì)算的油,水,食物等的重量之和,稱為設(shè)計(jì)載重量(即通常所標(biāo)稱的載重量).設(shè)計(jì)載重量時(shí)的排水量稱為設(shè)計(jì)排水量或滿載排水量.還有對(duì)應(yīng)其他裝截情況的排水量.

船舶主尺度

船舶主尺度包括總長,設(shè)計(jì)水線長度,垂線間長,最大船寬,型寬(一般指船體型線設(shè)計(jì)排水量水線處最大寬度),型深(船體型線從船底到最上層連續(xù)甲板處,分艙甲板或干舷甲板的舷邊最低處的垂直距離),滿載(設(shè)計(jì))吃水,干舷(一般指干舷甲板處型深減設(shè)計(jì)吃水)等.

鋼船主尺度的度量指量到船殼板內(nèi)表面的尺寸,稱為型寬和型深,水泥船,木船等則指量到船體外表面的尺寸.

船體系數(shù)

一般指船體型線設(shè)計(jì)吃水處的各種系數(shù).

方形系數(shù)為排水體積與長＝垂線間長,、寬＝型寬、高＝設(shè)計(jì)吃水的長方體的體積之比,即它表征船體下水部分的肥瘦程度;

中剖面(垂線間長中點(diǎn)處或最大剖面處)系數(shù) ;

棱形系數(shù) 表征排水體積沿船長方向的分布程度;

艙容和登記噸位

艙容指貨艙,燃油艙,水艙等的體積,從容納能力方面表征船舶的裝載能力,續(xù)航能力,它影響船舶的營運(yùn)能力.

登記噸位是歷史上遺留下的用以衡量船舶裝載能力的度量指標(biāo),作為買賣船舶,納稅,服務(wù)收費(fèi)的依據(jù)之一.登記噸位是按《船舶噸位丈量規(guī)范》所核定的合法噸位,是總噸位和凈噸位的統(tǒng)稱.

總噸位指民用船舶按《船舶噸位丈量規(guī)范》所測(cè)定的內(nèi)部總?cè)莘e,凈噸位是從總噸位中減除按《船舶噸位丈量規(guī)范》規(guī)定為非營運(yùn)處所的容積而得出的噸位.噸位的單位為登記噸,1登記噸等于2.832米3 .國際上有《1969年船舶噸位丈量公約》,其計(jì)算方法較為簡便.

噸位與艙容關(guān)系密切,兩者都與船的長×寬×深密切相關(guān).登記噸位和載重量分別反映船艙的容納能力和船的承重能力.它們雖互有聯(lián)系,但屬不同的概念.

船體型線圖

表征船舶主體(包括舷墻和首樓,尾樓)的型表面的形狀和尺寸,是設(shè)計(jì)和建造
船舶的主要圖紙之一.它由三組線圖構(gòu)成:橫剖線圖,半寬水線圖和縱剖線圖.三者分別由橫剖面,水線面和縱剖面與船體型表面切割而成.

船舶總布置圖

設(shè)計(jì)和建造船舶的主要圖紙之一,它反映船的建筑特征,外形和尺寸,各種艙室的位置和內(nèi)部布置,內(nèi)部梯道的布置,甲板設(shè)備的布局.總布置圖由側(cè)視圖,各層甲板平面圖和雙層底艙劃分圖組成

船體結(jié)構(gòu)圖

反映船體各部分的結(jié)構(gòu)情況.船體各相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)既獨(dú)立又相互聯(lián)系.船舶主
體結(jié)構(gòu)是保證船舶縱向和橫向強(qiáng)度的關(guān)鍵,通常把它看成為一個(gè)空心梁進(jìn)行設(shè)計(jì),并用船中橫剖面結(jié)構(gòu)圖來反映它的部件尺寸和規(guī)格.

船體結(jié)構(gòu)是板架型式,其主向梁沿船長方向布置的稱為縱骨架式結(jié)構(gòu),主向梁沿橫向布置的稱為橫骨架式結(jié)構(gòu).前一種型式的船底和甲板結(jié)構(gòu)有利于縱總強(qiáng)度,可節(jié)省材料,適用于大型船舶.

主要技術(shù)裝備的規(guī)格

包括推進(jìn)主機(jī)的型號(hào)(功率和轉(zhuǎn)速)和臺(tái)數(shù),起貨設(shè)備的型式(含起吊能力)和數(shù)量,錨設(shè)備,舵設(shè)備以及空調(diào)設(shè)備等.

主要性能

船舶的主要性能有浮性,穩(wěn)性,抗沉性,快速性,耐波性,操縱性和經(jīng)濟(jì)性等.

浮性和浮態(tài)

浮性指船在各種裝載情況下能浮于水中并保持一定的首,尾吃水和干舷的能力.
浮態(tài)指船舶的吃水,縱傾和橫傾的情況.根據(jù)船舶的重力和浮力的平衡條件,船舶的浮性關(guān)系到裝載能力和航行的安全.因此,在選擇船舶的主尺度和方形系數(shù),設(shè)計(jì)型線圖和總布置圖時(shí),就須對(duì)浮性加以注意.

為保證船舶的航行安全,船舶主體在設(shè)計(jì)水線以上部分必須具有一定數(shù)量的水密體積,以提供一定大小的儲(chǔ)備浮力.儲(chǔ)備浮力直接與干舷值相關(guān),《海船載重線規(guī)范》對(duì)海船的最小干舷值有所規(guī)定,并要求在船中兩舷處勘畫載重線標(biāo)志,以利監(jiān)督.這一要求,有時(shí)會(huì)影響船舶型深值的選取.

穩(wěn)性

船受外力作用離開平衡位置而傾斜,當(dāng)外力消失后船能回復(fù)到原平衡位置的能力.一般水面船舶的穩(wěn)性主要是指橫傾時(shí)的穩(wěn)性.船舶在10°以內(nèi)橫傾時(shí)的穩(wěn)性稱為船舶初穩(wěn)性,此時(shí)船橫傾的浮心B點(diǎn)(排水體積的中心) 位置的變化接近于在橫剖面內(nèi)繞Μ點(diǎn),以為半徑的軌圓上移動(dòng).Μ點(diǎn)稱為穩(wěn)心,稱為穩(wěn)心半徑,從船舶重心G到Μ的距離稱為初穩(wěn)心高或初穩(wěn)距.

船橫傾后可能出現(xiàn) 3種穩(wěn)性情況:

①Μ點(diǎn)在G點(diǎn)之上,回復(fù)力矩使船的傾斜減小,即船有回復(fù)能力,屬穩(wěn)定狀態(tài);

②Μ點(diǎn)與G點(diǎn)重合,,船無回復(fù)能力;

③Μ點(diǎn)在G點(diǎn)之下,,船自身會(huì)增大傾斜,屬不穩(wěn)定狀態(tài).

從船舶使用角度和安全角度考慮,后兩種情況和值太小都是不允許的.

橫傾超過10°以后的穩(wěn)性稱為大傾角穩(wěn)性,船舶的回復(fù)力矩需要用更精確的方法計(jì)算.船舶的大傾角穩(wěn)性對(duì)保證船舶在惡劣的風(fēng),浪作用下的安全性至關(guān)重要.

鑒于船舶穩(wěn)性對(duì)保障船舶安全的重要性,船舶穩(wěn)性規(guī)范(分海船和內(nèi)河船)對(duì)船的初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性都作出核算的具體規(guī)定.用船部門也常從使用角度對(duì)值提出設(shè)計(jì)要求.船寬,水線面系數(shù),干舷,重心高度,水面以上的側(cè)面積大小和高度,以及船體開口密封性的好壞等,是影響船舶穩(wěn)性的主要因素.

抗沉性船體水下部分發(fā)生破損,船艙淹水后仍能浮而不沉和不傾覆的能力.中國宋代造船時(shí)就首先發(fā)明了用水密隔艙來保證船舶的抗沉性.軍艦的抗沉性尤為重要.

《國際海上人命安全公約》對(duì)船舶抗沉性作了規(guī)定,適用于載客超過12人的船舶(客船).公約對(duì)客船抗沉性的要求有兩種體系,可任選一種進(jìn)行核算.

一種體系為:全船任一艙,相鄰兩艙或三艙淹水后,船仍能保持不超過所限制的浮態(tài)并具有不小于0.05米的初穩(wěn)心高,稱為一艙制,二艙制或三艙制.艙制依船的大小和載客人數(shù)通過計(jì)算來確定.

另一體系為:在限定的允許破艙后的浮態(tài)和穩(wěn)性的條件下,計(jì)入各部位的船艙的受損概率,計(jì)算出的船舶破艙后的生存力指數(shù)(概率)應(yīng)達(dá)到規(guī)定值,這一指數(shù)依船的大小和載客人數(shù)而定.

船舶主體部分的水密分艙的合理性,分艙甲板(水密艙壁所達(dá)到的那層甲板)的干舷值和完整船舶穩(wěn)性的好壞等,是影響抗沉性的主要因素.

快速性

表征船在靜水中直線航行速度與其所需主機(jī)功率之間關(guān)系的性能.它是船舶的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo),對(duì)船舶使用效果和營運(yùn)開支影響較大.船舶快速性涉及船舶阻力和船舶推進(jìn)兩個(gè)方面.

船舶阻力由船舶航行時(shí)的水阻力和空氣阻力構(gòu)成.水阻力包括3種成分.

①摩擦阻力:由于水有粘性,船航行時(shí)水在船體濕表面處形成一個(gè)邊界層,由邊界層內(nèi)水分子間的剪切力所形成.

②旋渦阻力:由于邊界層分離形成的旋渦和邊界層對(duì)水動(dòng)壓力的影響所產(chǎn)生的壓阻力,旋渦阻力與摩擦阻力之和又總稱為粘性總阻力.

③興波阻力:由于船興起了波浪(船波)而不斷消耗能量所造成的阻力,屬于壓阻力性質(zhì),常把它與旋渦阻力合起來稱為剩余阻力.

摩擦阻力和旋渦阻力的變化與船體濕表面積和船速的平方(弱)成正比.旋渦阻力與船體線型(尤其尾部)的好壞關(guān)系更大.興波阻力與船的排水量成正比,與船速的關(guān)系十分密切.船體線型與傅汝德數(shù)(或相對(duì)速度)的配合是否恰當(dāng)對(duì)興波阻力影響較大.

船舶制造

人類造船已有悠久的歷史.從史前刳木為舟起,在漫長的時(shí)期內(nèi)人類制造的都是利用人力或風(fēng)力推進(jìn)的木船.1807年,美國的R.富爾頓建成世界上第一艘蒸汽機(jī)船,當(dāng)時(shí)采用明輪推進(jìn).1879年,世界上第一艘鋼船問世.從此船舶進(jìn)入了以鋼船為主,以機(jī)器為動(dòng)力的時(shí)代.

從20世紀(jì)50年代起,船舶推進(jìn)裝置由汽輪機(jī)和柴油機(jī)逐步取代蒸汽機(jī),并開始應(yīng)用核能作為推進(jìn)動(dòng)力.由于航運(yùn)的發(fā)展和軍事上的需要,船舶趨于大型化和專業(yè)化,造船技術(shù)隨之迅速發(fā)展,造船業(yè)已成為世界上最主要的重工業(yè)部門之一.

船舶由成千上萬種零件構(gòu)成,幾乎與各個(gè)工業(yè)部門都有關(guān)系.除特有的船體建造技術(shù)外,造船還涉及到機(jī)械,電氣,冶金,建筑,化學(xué)以至工藝美術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域.因此,造船是以全部工業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)的一門綜合技術(shù),反映一個(gè)國家的工業(yè)技術(shù)水平.

由于船舶的航區(qū),任務(wù)和要求不同,船舶產(chǎn)品具有品種多,生產(chǎn)批量小的特點(diǎn).為了有節(jié)奏地生產(chǎn),縮短制造周期,造船廠從接受訂貨至完工交船為止,都必須有周密的生產(chǎn)管理和技術(shù)管理.

造船用的材料品種多,數(shù)量大,其中以鋼材的使用量為最大.例如,制造一艘裝載量為 1萬噸的貨船需要鋼材3000～4000噸.船體結(jié)構(gòu)用的材料主要是碳素鋼和低合金高強(qiáng)度鋼(見鋼).采用高強(qiáng)度鋼可減輕船體自重,降低推進(jìn)功率,達(dá)到多裝客貨,增加裝備或提高航速的目的.小型艦艇還采用鋁合金,玻璃鋼或鈦合金作為船體材料.船舶需要在嚴(yán)酷的環(huán)境下營運(yùn),對(duì)于船用材料,除保證冶煉方法,化學(xué)成分和機(jī)械性能外,在可焊性能和耐蝕性能等方面都有較高的要求.

機(jī)械注冊(cè) · 發(fā)表于 2008-2-18 15:48:24

造船廠

造船廠均位于沿�,；蚪又疄I,應(yīng)有一定的岸線長度和水深.廠區(qū)內(nèi)設(shè)有船臺(tái),造船塢,滑道,舾裝碼頭和大型起重機(jī)等專用造船設(shè)備.造船廠內(nèi)設(shè)有各種生產(chǎn)車間.

①船體加工車間:擔(dān)負(fù)船體放樣,號(hào)料以及船體零件的加工.

②船體裝備焊接車間:完成船體零件,部件,分段,總段的裝焊和船體總裝工作.

③安裝車間:負(fù)責(zé)船上機(jī)械設(shè)備及其附件的安裝和調(diào)試.

④管子加工車間:進(jìn)行管子及其附件的加工和安裝.

⑤電工車間:負(fù)責(zé)電器和無線電設(shè)備的安裝和調(diào)試.

⑥木工車間:負(fù)責(zé)木質(zhì)家具,艙室的制作和安裝,以及絕緣工作.

⑦油漆帆纜車間:負(fù)責(zé)除銹,涂漆和帆纜索具的制作和安裝.

⑧起重運(yùn)輸車間:負(fù)責(zé)船舶的上墩,下水,進(jìn)出塢以及船臺(tái),滑道,碼頭區(qū)的起重運(yùn)輸作業(yè).

此外還有各種輔助車間,主要有機(jī)修車間,工具車間,動(dòng)力車間和中央試驗(yàn)室等. 車間的劃分常根據(jù)船廠的生產(chǎn)規(guī)模,性質(zhì),習(xí)慣而有所不同.

過去很多造船廠除進(jìn)行鋼材加工,船體裝配,焊接和設(shè)備系統(tǒng)安裝外,還具有一定的鑄,鍛和機(jī)械加工能力,在制造船體的同時(shí)還制造主機(jī),輔機(jī),鍋爐等設(shè)備.20 世紀(jì)50年代以來,隨著造船及其配套工業(yè)的發(fā)展,造船廠已向總裝方向發(fā)展,即以建造船體為主,大量的機(jī)電設(shè)備和舾裝件則由專業(yè)或非專業(yè)的協(xié)作廠配套提供, 船廠只進(jìn)行安裝,以提高造船質(zhì)量和效率.

造船工序

造船的主要工藝流程如下.

鋼材預(yù)處理

在號(hào)料前對(duì)鋼材進(jìn)行的矯正,除銹和涂底漆工作.船用鋼材常因軋制時(shí)壓延不均,軋制后冷卻收縮不勻或運(yùn)輸,儲(chǔ)存過程中其他因素的影響而存在各種變形.為此,板材和型材從鋼料堆場(chǎng)取出后,先分別用多輥鋼板矯平機(jī)和型鋼矯直機(jī)矯正,以保證號(hào)料,邊緣和成型加工的正常進(jìn)行.矯正后的鋼材一般先經(jīng)拋光除銹,最后噴涂底漆和烘干.這樣處理完畢后的鋼材即可送去號(hào)料.這些工序常組成預(yù)處理自動(dòng)流水線,利用傳送滾道與鋼料堆場(chǎng)的鋼料吊運(yùn),號(hào)料,邊緣加工等后續(xù)工序的運(yùn)輸線相銜接,以實(shí)現(xiàn)船體零件備料和加工的綜合機(jī)械化和自動(dòng)化.

放樣和號(hào)料

船體外形通常是光順的空間曲面.由設(shè)計(jì)部門提供的用三向投影線表示的船體外形圖,稱為型線圖,一般按1:50或1:100的比例繪制.由于縮尺比大,型線的三向光順性存在一定的誤差,故不能按型線圖直接進(jìn)行船體施工,而需要在造船廠的放樣臺(tái)進(jìn)行1:1的實(shí)尺放樣或者是1:5,1:10的比例放樣,以光順型線,取得正確的型值和施工中所需的每個(gè)零件的實(shí)際形狀尺寸與位置,為后續(xù)工序提供必要的施工信息.船體放樣是船體建造的基礎(chǔ)性工序.

號(hào)料是將放樣后所得的船體零件的實(shí)際形狀和尺寸,利用樣板,樣料或草圖劃在板材或型材上,并注以加工和裝配用標(biāo)記.最早的放樣和號(hào)料方法是實(shí)尺放樣,手工號(hào)料.20世紀(jì)40年代初出現(xiàn)比例放樣和投影號(hào)料,即按1:5或1:10的比例進(jìn)行放樣制成投影底圖,用相應(yīng)的低倍投影裝置放大至實(shí)際尺寸;或?qū)⑼队暗讏D縮小到1/5～1/10攝制成投影底片,再用高倍投影裝置放大50～100倍成零件實(shí)形,然后在鋼材上劃線.比例放樣還可提供仿形圖,供光電跟蹤切割機(jī)直接切割鋼板用,從而省略號(hào)料工序.投影號(hào)料雖在手工號(hào)料的基礎(chǔ)上有了很大改進(jìn),但仍然未能擺脫手工操作.

60 年代初開始應(yīng)用電印號(hào)料,即利用靜電照相原理,先在鋼板表面噴涂光敏導(dǎo)電粉末,進(jìn)行正片投影曝光,經(jīng)顯影和定影后在鋼板上顯出零件圖形.適用于大尺寸鋼板的大型電印號(hào)料裝置采用同步連續(xù)曝光投影方式,即底圖和鋼板同步移動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中連續(xù)投影曝光.適用于小尺寸鋼板的小型電印號(hào)料裝置,則在鋼板上一次投影出全部圖形.這種號(hào)料方法已得到較廣泛的應(yīng)用.

隨著電子計(jì)算機(jī)在造船中的應(yīng)用,又出現(xiàn)數(shù)學(xué)放樣方法.即用數(shù)學(xué)方程式表示船體型線或船體表面,以設(shè)計(jì)型值表和必需的邊界條件數(shù)值作為原始數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行反復(fù)校驗(yàn)和計(jì)算,實(shí)現(xiàn)型線修改和光順,以獲得精確光順和對(duì)應(yīng)投影點(diǎn)完全一致的船體型線.船體的每條型線都由一個(gè)特點(diǎn)的數(shù)學(xué)樣條曲線方程表示,并可通過數(shù)控繪圖機(jī)繪出圖形.數(shù)學(xué)放樣可取消傳統(tǒng)的實(shí)尺放樣工作,還可為切割和成形加工等后續(xù)工序提供控制信息,對(duì)船體建造過程的自動(dòng)化具有關(guān)鍵的作用,是造船工藝的一項(xiàng)重要發(fā)展.

船體零件加工

包括邊緣加工和成形加工.邊緣加工就是按照號(hào)料后在鋼材上劃出的船體零件
實(shí)際形狀,利用剪床或氧乙炔氣割,等離子切割進(jìn)行剪割.部分零件的邊緣還需要用氣割機(jī)或刨邊機(jī)進(jìn)行焊縫坡口的加工.氣割設(shè)備中的光電跟蹤氣割機(jī)能自動(dòng)跟蹤比例圖上的線條,通過同步伺服系統(tǒng)在鋼板上進(jìn)行切割,它可與手工號(hào)料,投影號(hào)料配合使用.采用數(shù)控氣割機(jī)不但切割精度高,而且根據(jù)數(shù)學(xué)放樣資料直接進(jìn)行切割,可省略號(hào)料工序,實(shí)現(xiàn)放樣,切割過程自動(dòng)化.

對(duì)于具有曲度, 折角或折邊等空間形狀的船體板材,在鋼板剪割后還需要成形加工,主要是應(yīng)用輥式彎板機(jī)和滾壓機(jī)進(jìn)行冷彎;或采用水火成形的加工方法,即在板材上按預(yù)定的加熱線用氧-乙炔烘炬進(jìn)行局部加熱,并用水跟蹤冷卻,使板材產(chǎn)生局部變形,彎成所要求的曲面形狀.對(duì)于用作肋骨等的型材,則多應(yīng)用肋骨冷彎機(jī)彎制成形.隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展,已使用數(shù)字控制肋骨冷彎機(jī),并進(jìn)而研制數(shù)字控制彎板機(jī).船體零件加工已從機(jī)械化向自動(dòng)化進(jìn)展.

船體裝配和焊接

將船體結(jié)構(gòu)的零部件組裝成整個(gè)船體的過程.普遍采用分段建造方式,分為部件裝配焊接,分段裝配焊接和船臺(tái)裝配焊接3個(gè)階段進(jìn)行.

①部件裝配焊接:又稱小合擾.將加工后的鋼板或型鋼組合成板列,T 型材,肋骨框架或船首尾柱等部件的過程,均在車間內(nèi)裝焊平臺(tái)上進(jìn)行.

② 分(總)段裝配焊接:又稱中合攏.將零部件組合成平面分段,曲面分段或立體分段,如艙壁,船底,舷側(cè)和上層建筑等分段;或組合成在船長方向橫截主船體而成的環(huán)形立體分段,稱為總段,如船首總段,船尾總段等.分段的裝配和焊接均在裝焊平臺(tái)或胎架上進(jìn)行.分段的劃分主要取決于船體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和船廠的起重運(yùn)輸條件.隨著船舶的大型化和起重機(jī)能力的增大,分段和總段也日益增大,其重量可達(dá)800噸以上.

③船臺(tái)(塢)裝配焊接:即船體總裝,又稱大合攏.將船體零部件,分段,總段在船臺(tái)(或船塢)上最后裝焊成船體.排水量10萬噸以上的大型船舶,為保證下水安全,多在造船塢內(nèi)總裝.

常用的總裝方法有:

以總段為總裝單元,自船中向船首,船尾吊裝的稱總段建造法,一般適用于建造中小型船舶;

先吊裝船中偏尾處的一個(gè)底部分段,以此作為建造基準(zhǔn)向船首,船尾和上層吊裝相鄰分段,其吊裝范圍呈寶塔狀的稱塔式建造法;設(shè)有2～3個(gè)建造基準(zhǔn),分別以塔式建造法建造,最后連接成船體的稱島式建造法;

在船臺(tái)(或船塢)的末端建造第一艘船舶時(shí),在船臺(tái)的前端同時(shí)建造第二艘船舶的尾部,待第一艘船下水后,將第二艘船的尾部移至船臺(tái)末端,繼續(xù)吊裝其他分段,其至總裝成整個(gè)船體,同時(shí)又在船臺(tái)前端建造第三艘船舶的尾部,依此類推,這種方法稱為串聯(lián)建造法;

將船體劃分為首,尾兩段,分別在船臺(tái)上建成后下水,再在水上進(jìn)行大合攏的稱兩段建造法.

各種總裝方法的選擇根據(jù)船體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和船廠的具體條件而定.

船體裝配和焊接的工作量,占船體建造總工作量的75%以上,其中焊接又占一半以上.故焊接是造船的關(guān)鍵性工作,它不但直接關(guān)系船舶的建造質(zhì)量,而且關(guān)系造船效率.

自20 世紀(jì)50年代起,焊接方法從全手工焊接發(fā)展為埋弧自動(dòng)焊,半自動(dòng)焊,電渣焊,氣體保護(hù)電弧焊.自60年代中期起,又有單面焊雙面成形,重力焊,自動(dòng)角焊以及垂直焊和橫向自動(dòng)焊等新技術(shù).焊接設(shè)備和焊接材料也有相應(yīng)發(fā)展.由于船體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,在難以施行自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊的位置仍需要采用手工焊.

結(jié)合焊接技術(shù)的發(fā)展,自60年代起,在船體部件和分段裝配中開始分別采用 T型材裝焊流水線和平面分段裝焊流水線.

T 型材是構(gòu)成平面分段骨架的基本構(gòu)件.平面分段在船體結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)?shù)谋戎?例如在大型散裝貨船和油船上,平面分段可占船體總重的50%以上.

平面分段裝焊流水線包括各種專用裝配焊接設(shè)備,它利用輸送裝置連續(xù)進(jìn)行進(jìn)料,拼板焊接以及裝焊骨架等作業(yè),能顯著地提高分段裝配的機(jī)械化程度,成為現(xiàn)代造船廠技術(shù)改造的主要內(nèi)容之一.世界上有些船廠對(duì)批量生產(chǎn)的大型油船的立體分段也采用流水線生產(chǎn)方式進(jìn)行裝焊和船塢總裝.

船體總裝完成后必須對(duì)船體進(jìn)行密閉性試驗(yàn),然后在尾部進(jìn)行軸系和舵系對(duì)中,安裝軸系,螺旋槳和舵等.在完成各項(xiàng)水下工程后準(zhǔn)備下水.

船舶下水

將在船臺(tái)(塢)總裝完畢的船舶從陸地移入水域的過程.船舶下水時(shí)的移行方向或與船長平行,或與船長垂直,分別稱為縱向下水和橫向下水.下水滑道主要為木枋滑道和機(jī)械化滑道.前者依靠船舶自重滑行下水,使用較普遍;后者利用小車承載船體在軌道上牽引下水,多用在內(nèi)河中小型船廠.

縱向下水之前先將擱置在墩木上的船體轉(zhuǎn)移到滑板和滑道上,滑道向船舶入水方向有一定傾斜.當(dāng)松開設(shè)置于滑板與滑道間的制動(dòng)裝置后,船舶由于自重連同滑板和支架一起滑入水中,然后靠自身的浮力飄浮于水面.為減少下滑時(shí)的摩擦阻力,在滑板與滑道之間常涂上一定厚度的下水油脂;也可用鋼珠代替下水油脂,將滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦,進(jìn)一步減少摩擦力.

在船塢內(nèi)總裝的船,只要灌水入塢即能浮起,其下水操作比在船臺(tái)下利用滑道下水簡單和安全得多.

下水意味著船舶建造已完成了關(guān)鍵性的,主要的工作.按傳統(tǒng)習(xí)慣,大型船舶下水常舉行隆重的慶祝儀式.

碼頭安裝(設(shè)備和系統(tǒng)的安裝) 船舶下水后常是靠于廠內(nèi)舾裝碼頭,以安裝船體設(shè)備,機(jī)電設(shè)備,管道和電纜,并進(jìn)行艙室的木作,絕緣和油漆等工作.碼頭安裝涉及的工種很多,相互影響也較大.而隨著船舶設(shè)備和系統(tǒng)的日趨復(fù)雜,安裝質(zhì)量的要求也不斷提高,故安裝工作直接關(guān)系下水后能否迅速試航和交船.

為了縮短下水后的安裝周期,應(yīng)盡可能將上述安裝工作提前到分段裝配和船體總裝階段進(jìn)行,稱為預(yù)舾裝.將傳統(tǒng)的單件安裝改為單元組裝,也可大大縮短安裝周期, 即根據(jù)機(jī)艙和其他艙室設(shè)備的布置和組成特點(diǎn)確定安裝單元的組成程度,如主機(jī)冷卻單元可包括換熱器,泵,溫度調(diào)節(jié)器,帶附件的有關(guān)管道和單元所必需的電氣設(shè)備.在車間內(nèi)組成安裝單元,然后吊至分段,總段或船上安裝,這樣可使18～25%的安裝工作量由船上提前到內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行,能使船上的安裝周期縮短 15～20%.

系泊試驗(yàn)和航行試驗(yàn)

在船體建造和安裝工作結(jié)束后,為保證建造的完善性和各種設(shè)備工作的可靠性,必須進(jìn)行全面而嚴(yán)格的試驗(yàn),通常分為兩個(gè)階段,即系泊試驗(yàn)和航行試驗(yàn).

系泊試驗(yàn)俗稱碼頭試車,是在系泊狀態(tài)下對(duì)船舶的主機(jī),輔機(jī)和其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行的一系列實(shí)效試驗(yàn),用以檢驗(yàn)安裝質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)情況.系泊試驗(yàn)以主機(jī)試驗(yàn)為核心,檢查發(fā)電機(jī)組和配電設(shè)備的工作情況,以便為主機(jī)和其他設(shè)備的試驗(yàn)創(chuàng)造條件.對(duì)各有關(guān)系統(tǒng)的協(xié)調(diào),應(yīng)急,遙測(cè)遙控和自動(dòng)控制等還需要進(jìn)行可靠性和安全性試驗(yàn). 系泊試驗(yàn)時(shí)船舶基本上處于靜止?fàn)顟B(tài),主機(jī),軸系和有關(guān)設(shè)備系統(tǒng)不能顯示全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的性能,所以還需要進(jìn)行航行試驗(yàn).

航行試驗(yàn)是全面地檢查船舶在航行狀態(tài)下主機(jī),輔機(jī)以及各種機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)的使用性能.通常有輕載試航和重載試航.在航行試驗(yàn)中測(cè)定船舶的航速,主機(jī)功率以及操縱性,回轉(zhuǎn)性,航向穩(wěn)定性,慣性和指定航區(qū)的適航性等.試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)驗(yàn)船機(jī)構(gòu)和用戶驗(yàn)收合格后,由船廠正式交付訂貨方使用.

發(fā)展

近代造船技術(shù)的發(fā)展過程是由手工操作向機(jī)械化,自動(dòng)化邁進(jìn)的過程.自50年代起,船體建造用焊接取代了鉚接,使船體建造由過去長期使用的零星散裝方式改進(jìn)為分段裝配方式,大大提高了造船效率.由于船體結(jié)構(gòu)和形狀比較復(fù)雜,手工操作在船體建造中一直占較大比重.

電子計(jì)算機(jī)和數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用正進(jìn)一步改變?cè)齑瑯I(yè)的面貌.

電子計(jì)算機(jī)首先應(yīng)用于數(shù)學(xué)放樣,進(jìn)而出現(xiàn)數(shù)字輸入和圖形輸出的數(shù)控繪圖機(jī),數(shù)控切割機(jī),數(shù)控肋骨冷彎機(jī),數(shù)控螺旋槳加工機(jī)床和管子加工機(jī)床等.同時(shí)電子計(jì)算技術(shù)還在造船廠的生產(chǎn)管理,計(jì)劃編制,材料設(shè)備供應(yīng)和成本核算等方面逐漸得到應(yīng)用.為減少信息準(zhǔn)備工作,消除設(shè)計(jì)與生產(chǎn)之間的脫節(jié)現(xiàn)象,又研制成大型造船集成數(shù)控系統(tǒng),它包括船舶設(shè)計(jì),生產(chǎn)和管理等所有功能的通用信息,能協(xié)調(diào)地完成從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的整個(gè)工作過程.

因此,繼續(xù)擴(kuò)大計(jì)算機(jī)在造船中的應(yīng)用,是現(xiàn)代發(fā)展造船技術(shù),進(jìn)一步提高造船自動(dòng)化程度的主要方向.

272484474 · 發(fā)表于 2009-8-30 17:27:09

學(xué)習(xí)了謝了

jydjxsq · 發(fā)表于 2009-8-30 22:51:24

感謝樓主無私奉獻(xiàn).

lh230207 · 發(fā)表于 2009-10-11 14:25:50

感謝樓主,！

zhaoyu860422 · 發(fā)表于 2009-11-20 10:00:42

我本科是學(xué)機(jī)械的，不是什么名牌學(xué)校,，現(xiàn)在在一個(gè)機(jī)械廠畫圖呢。想考研,，我現(xiàn)在在大連,，覺得這邊船廠很多，想問問版主這行發(fā)展怎么樣,。

機(jī)械注冊(cè) · 發(fā)表于 2009-11-24 10:25:20

上海這邊外高橋,、振華好象都在招人

陳楓123 · 發(fā)表于 2010-7-5 10:08:05

很不錯(cuò)的東東啊，辛苦樓主了

yindahai2025 · 發(fā)表于 2010-8-3 13:24:45

樓主這樣發(fā)帖,，反決挺好的,，支持！

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