要解决船体振动异常问题,可从检测和平衡调整两方面入手:
振动测量:使用专业的振动测量仪器,如加速度传感器、位移传感器等,在船体的关键部位布置测点,这些部位通常包括主机基座、螺旋桨轴系附近、船体中部和艉部等。通过测量不同部位的振动加速度、位移和频率等参数,获取船体振动的详细数据。例如,测量主机基座的振动加速度,正常情况下其数值应在一定的允许范围内,若超出范围则表明存在异常。
主机和轴系检查:仔细检查主机的运行状态,查看主机的各个气缸工作是否均匀,有无燃烧异常、零部件松动等情况。检查轴系的对中情况,使用激光对中仪等工具测量轴系的同轴度。轴系不对中会引起额外的振动,正常情况下轴系的同轴度偏差应控制在极小的范围内。同时,检查螺旋桨是否有损坏、变形或附着异物,螺旋桨的不平衡是导致船体振动的常见原因之一。可以通过观察螺旋桨的外观,检查叶片是否有裂纹、缺损,以及是否有海洋生物附着等。
船体结构检查:对船体结构进行全面检查,查看是否有局部结构松动、变形或损坏。比如检查船体的骨架、舱壁、甲板等部位的连接焊缝是否有开裂,构件是否有变形。通过敲击船体结构,听声音来初步判断是否存在内部缺陷。对于一些难以直接观察到的部位,可以借助无损检测技术,如超声波探伤、磁粉探伤等,检查是否存在隐性裂纹等问题。
螺旋桨平衡调整:如果检测发现螺旋桨是导致振动异常的原因,对于轻微的不平衡,可以通过在螺旋桨上安装平衡块的方式来进行调整。先通过动平衡试验确定不平衡的位置和重量,然后在对应位置安装合适重量的平衡块,使螺旋桨在旋转时达到动平衡状态。对于变形或损坏严重的螺旋桨叶片,需要进行修复或更换。修复时,根据叶片的损坏情况,采用焊接、打磨、矫正等工艺恢复其形状和尺寸精度;若叶片损坏无法修复,则需更换与原螺旋桨型号规格相同的新叶片,安装完成后再次进行动平衡测试。
主机平衡调整:当主机存在不平衡问题时,对于往复式发动机,检查各缸的活塞、连杆等运动部件的重量是否一致,若有偏差,进行重量调整使其尽量一致。同时,调整各缸的喷油定时和喷油量,确保各缸工作均匀,减少因工作不均匀导致的振动。对于旋转式主机,如燃气轮机,检查其转子的动平衡情况,若不平衡,可通过在转子上钻孔、去重或添加配重等方式进行调整,使其达到良好的动平衡状态。调整完成后,再次启动主机,监测振动情况,确保振动在正常范围内。
轴系对中调整:如果轴系对中出现偏差,需要进行调整。首先松开轴系的连接螺栓,使用千斤顶、百分表等工具,缓慢调整轴系的位置,使各轴段的同轴度符合要求。在调整过程中,不断用百分表测量轴的径向跳动和轴向窜动,确保调整精度。调整完成后,重新紧固连接螺栓,并再次检查轴系的对中情况,确保无误。同时,对轴系的支撑轴承进行检查和调整,保证轴承的间隙和预紧力合适,以减少轴系振动。
船体结构加固:针对因船体结构问题导致的振动异常,对于松动的连接部位,如焊缝开裂、螺栓松动等,进行重新焊接或紧固处理。对于变形的构件,根据变形程度采取相应的矫正措施,如使用机械矫正或火焰矫正等方法恢复其原有形状。对于损坏严重的结构件,进行更换处理,选用与原结构件材质、规格相同的材料进行替换。加固完成后,再次对船体进行振动检测,验证振动问题是否得到有效解决。