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1、船舶建造工艺船舶下水本讲稿第一页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺一、重力式下水一、重力式下水 船舶通船舶通过过下水架坐落在滑道上，下水架坐落在滑道上，依靠依靠船舶船舶自身重力自身重力在倾斜滑道上产生的分力，并借在倾斜滑道上产生的分力，并借助于一定的水下设备将船舶滑移到水中去助于一定的水下设备将船舶滑移到水中去重力式下水有纵向下水和横向下水之分重力式下水有纵向下水和横向下水之分船舶下水的滑行方向与船体纵剖面平行时船舶下水的滑行方向与船体纵剖面平行时称为称为纵向下水纵向下水滑行方向与船体纵剖面垂直时称为滑行方向与船体纵剖面垂直时称为横向下横向下水水 本讲稿第二页，共二十三页2022/1
2、0/20船舶建造工艺1.1.纵向下水纵向下水重力式纵向下水滑道是船台和滑道合一的下水重力式纵向下水滑道是船台和滑道合一的下水设施设施为获得较大的浮力，纵向下水通常是使较肥大为获得较大的浮力，纵向下水通常是使较肥大的尾部先入水的尾部先入水这种下水方式适用于不同下水重量和船型的船这种下水方式适用于不同下水重量和船型的船舶下水；具有设备简单、建造费用少和维护管舶下水；具有设备简单、建造费用少和维护管理方便等优点理方便等优点下水工艺比较复杂，尾浮时会产生很大的首端下水工艺比较复杂，尾浮时会产生很大的首端压力，并且存在船舶在水中的滑程较长，要求压力，并且存在船舶在水中的滑程较长，要求水域宽度不小于三倍船
3、长等缺点水域宽度不小于三倍船长等缺点根据滑道的滑动介质，纵向倾斜船台滑道有可根据滑道的滑动介质，纵向倾斜船台滑道有可分为分为涂油滑道和钢珠滑道涂油滑道和钢珠滑道两种两种本讲稿第三页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺纵向涂油滑道下水纵向涂油滑道下水 船舶下水时，拆除龙骨墩、边墩和支撑，使船舶船舶下水时，拆除龙骨墩、边墩和支撑，使船舶重量移到滑板和滑道上，松开止滑装置，船舶便重量移到滑板和滑道上，松开止滑装置，船舶便和支架、滑板等一起沿着滑道滑入水中和支架、滑板等一起沿着滑道滑入水中为减小滑行摩擦阻力，在滑板和滑道之间涂上一定厚为减小滑行摩擦阻力，在滑板和滑道之间涂上一定厚度的油脂作为润
4、滑度的油脂作为润滑油脂承压能力较差，在下水前夕才能拆除建造墩油脂承压能力较差，在下水前夕才能拆除建造墩木，增加下水前的工作量木，增加下水前的工作量存在准备周期较长、油脂消耗多，并对作业环境存在准备周期较长、油脂消耗多，并对作业环境和水域有污染的缺点和水域有污染的缺点涂油滑道的建造成本较低，工艺装备简单，对产涂油滑道的建造成本较低，工艺装备简单，对产品的适应能力较强品的适应能力较强本讲稿第四页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺纵向钢珠滑道下水纵向钢珠滑道下水采用采用钢钢珠替代下水油脂，珠替代下水油脂，变变滑滑动动摩擦摩擦为滚动为滚动摩擦摩擦，进进一步减小滑板与滑道一步减小滑板与滑道间间
5、的摩擦阻力的摩擦阻力钢珠下水装置由钢珠下水装置由钢珠、保距器和轨板钢珠、保距器和轨板构成构成钢珠钢珠由高铬钢构成，具有较高的防锈防腐能力及一由高铬钢构成，具有较高的防锈防腐能力及一定韧性，且在低温下性能稳定定韧性，且在低温下性能稳定钢珠的直径选择主要取决于它的负载能力，常用直径钢珠的直径选择主要取决于它的负载能力，常用直径为为90mm90mm，平均许用载荷为，平均许用载荷为3103104 4N N保距器保距器的作用是控制钢珠的滚动范围，保持钢球之的作用是控制钢珠的滚动范围，保持钢球之间的相对位置，合理分配船舶下水重力间的相对位置，合理分配船舶下水重力本讲稿第五页，共二十三页2022/10/20
6、船舶建造工艺纵向钢珠滑道下水纵向钢珠滑道下水(2)(2)钢钢珠与木珠与木质质滑道和滑板的接触面滑道和滑板的接触面较较小，木小，木质质的承的承压压强强度低度低在滑道与滑板上分在滑道与滑板上分别铺别铺上一上一层钢层钢板，板，称称为为轨轨板板，其厚度与其厚度与单单位位钢钢柱上平均柱上平均挤压挤压力的力的大小有关大小有关滑道轨板焊有导向方钢，以免钢珠出列滑道轨板焊有导向方钢，以免钢珠出列 下水时保距器和钢珠随船滑移，下水后部下水时保距器和钢珠随船滑移，下水后部分钢珠和保距器从滑道末端落下分钢珠和保距器从滑道末端落下滑道末端设置有回收坑和网箱，回收下水滑道末端设置有回收坑和网箱，回收下水时滑落的钢珠和保
7、距器时滑落的钢珠和保距器本讲稿第六页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺纵向钢珠滑道下水纵向钢珠滑道下水(3)(3)钢钢珠下水可以珠下水可以节约节约大量油脂，同大量油脂，同时时下水操下水操作不受气候条件的影响作不受气候条件的影响钢钢珠是珠是滚动滚动摩擦，活摩擦，活动动摩擦系数摩擦系数较较小小,下下水易于流水易于流动动，滑道拱度可相，滑道拱度可相应应减小减小钢珠滑道能较长时间承受压力，在船舶下钢珠滑道能较长时间承受压力，在船舶下水前一阶段时间就可拆除中墩和大部分边水前一阶段时间就可拆除中墩和大部分边墩，分散下水作业量墩，分散下水作业量钢珠可回收重复使用，生产费用较低，也钢珠可回收重复使用
8、，生产费用较低，也不污染环境不污染环境 对对干干坞坞式船台有更多的式船台有更多的优优点点(挤挤油脂油脂问题问题)本讲稿第七页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺纵向钢珠滑道下水纵向钢珠滑道下水(4)(4)初次投资大，耗用金属多初次投资大，耗用金属多滑道与滑板的铺设要求较高，而且滑道、滑道与滑板的铺设要求较高，而且滑道、滑板较重，搬动不便，滑板较重，搬动不便，下水过程中有振动，不及涂油滑道平稳下水过程中有振动，不及涂油滑道平稳锈蚀问题锈蚀问题本讲稿第八页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺横向涂油滑道下水横向涂油滑道下水 船舷先入水船舷先入水两种两种类类型型 滑道伸入水中滑道伸入
9、水中 滑道不伸入水中滑道不伸入水中水平船台，水平船台，倾倾斜滑道、楔形滑板斜滑道、楔形滑板这这种方法种方法历历史很久，由于史很久，由于无无水下滑道，船舶滑行水下滑道，船舶滑行到岸边到岸边坠坠入水中，也称入水中，也称横向横向坠坠落式下水落式下水横向涂油滑道，数量多，滑板下滑速度横向涂油滑道，数量多，滑板下滑速度船身偏移，船身偏移，滑板脱出，横向受力的问题滑板脱出，横向受力的问题本讲稿第九页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺二、飘浮式下水二、飘浮式下水 将水注入建造船舶的场所，依靠浮力将将水注入建造船舶的场所，依靠浮力将船浮起的下水方法船浮起的下水方法适用于船坞造船采用适用于船坞造船采用
10、在静水中进行操作，所以最为安全在静水中进行操作，所以最为安全 本讲稿第十页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺三、机械化下水三、机械化下水最常见的下水方式最常见的下水方式纵向船排滑道机械化下水纵向船排滑道机械化下水 在纵向涂油滑道基础上演变而来在纵向涂油滑道基础上演变而来两支点纵向滑道机械化下水两支点纵向滑道机械化下水 艏艉两辆下水小车支撑整个船体艏艉两辆下水小车支撑整个船体 设备简单，施工方便，操作容易设备简单，施工方便，操作容易 纵向强度问题，艏端压力纵向强度问题，艏端压力 小船下水小船下水本讲稿第十一页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺最常见的机械化下水方式最常见的机械
11、化下水方式(2)(2)楔形下水车纵向滑道机械化下水楔形下水车纵向滑道机械化下水 楔形下水楔形下水车纵车纵向滑道中，向滑道中，这这种方式种方式应应用用较较广，广，也称也称为为纵纵向斜架滑道下水向斜架滑道下水变坡度横移区纵向滑道机械化下水变坡度横移区纵向滑道机械化下水 水平造船纵向倾斜下水，下水方式采用船排，水平造船纵向倾斜下水，下水方式采用船排，所以也称所以也称变坡度横移区船排滑道下水或自摇变坡度横移区船排滑道下水或自摇式横移车纵向滑道区下水式横移车纵向滑道区下水 实际上是带有横移设施的船排滑道实际上是带有横移设施的船排滑道本讲稿第十二页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺最常见的机械化
12、下水方式最常见的机械化下水方式(3)(3)高低轨横向滑道机械化下水高低轨横向滑道机械化下水 特点是下水车在滑道斜坡部分时，前后走轮行特点是下水车在滑道斜坡部分时，前后走轮行走在各自的高低不同的轨道上，以使架面处于走在各自的高低不同的轨道上，以使架面处于水平状态水平状态 梳式滑道机械化下水梳式滑道机械化下水 特点是斜坡轨道与水平轨道排列，互相延伸一特点是斜坡轨道与水平轨道排列，互相延伸一段长度，形成高低交错的梳齿，故称为梳式滑段长度，形成高低交错的梳齿，故称为梳式滑道道 横移区使用船台小车，下水用下水车，两个横移区使用船台小车，下水用下水车，两个设备单独使用设备单独使用本讲稿第十三页，共二十三页
13、2022/10/20船舶建造工艺最常见的机械化下水方式最常见的机械化下水方式(4)(4)升船机下水升船机下水 利用液压或卷扬式绞缆机作垂直升降的利用液压或卷扬式绞缆机作垂直升降的下水设施下水设施 有分析说，经济性能比船坞好有分析说，经济性能比船坞好浮船坞下水浮船坞下水 支墩的问题支墩的问题 操作复杂操作复杂 注水式船坞下水注水式船坞下水本讲稿第十四页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺第二节第二节 纵向涂油滑道下水过程的分纵向涂油滑道下水过程的分析析纵纵向下水，根据下水的运向下水，根据下水的运动动状状态态和受力和受力情况分四个情况分四个阶阶段段 船舶开始滑船舶开始滑动动道道刚刚与水面接
14、触与水面接触 从水面接触到尾浮从水面接触到尾浮 从开始尾浮到完全从开始尾浮到完全飘飘浮浮 从全浮道滑行停止从全浮道滑行停止本讲稿第十五页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺纵向涂油滑道下水过程的分析纵向涂油滑道下水过程的分析纵纵向滑道下水的四个向滑道下水的四个阶阶段出段出现现的力学的力学现现象，理象，理应应从船舶从船舶动动力学的角度研究力学的角度研究因条件不同，因条件不同，单单从静力学的角度考从静力学的角度考虑虑比比较简单较简单，而且，而且结结果与果与实际实际基本相符基本相符船舶下水一般是尾部先行入水，原因是船舶下水一般是尾部先行入水，原因是尾部线型较肥，容易获得较大浮力使尾尾部线型较
15、肥，容易获得较大浮力使尾部在冲到水底前浮起，另外阻力大，可部在冲到水底前浮起，另外阻力大，可以缩短冲程以缩短冲程本讲稿第十六页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺一、船舶开始滑动道刚与水面接触一、船舶开始滑动道刚与水面接触重量支承在水下支架上，并重量支承在水下支架上，并传给传给滑板和滑道滑板和滑道滑滑道道坡坡度度，下下水水重重量量D Dc c，重重心心G G。滑滑板板与与滑滑道道间间油油脂脂摩摩擦擦系系数数0 0，下下水水支支架架反反力力R R，若若自自行行下下滑滑，应应有有已已知知，下下水水油油脂脂的的静静摩摩擦擦系系数数0 0是是决决定定船船舶舶能能否否自行下滑的重要条件自行下滑的
16、重要条件0 0值值与与滑滑道道材材料料、表表面面光光滑滑度度、油油脂脂成成分分、气气温温、温度以及滑道温度以及滑道单单位面位面积积的的压压力等因素有关力等因素有关滑动后摩擦系数急剧下降，滑动后摩擦系数急剧下降，为为动摩擦系数动摩擦系数本讲稿第十七页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺二、从水面接触到开始尾浮产生两种现象产生两种现象 船尾上浮船尾上浮 上浮瞬间，支架反力集中在首部支承上浮瞬间，支架反力集中在首部支承A A点，理论上压点，理论上压强无穷大强无穷大 船体和首部支架的变形首端压力分布在一定面积上，船体和首部支架的变形首端压力分布在一定面积上，此时压强很大，对船体局部强度不利此时
17、压强很大，对船体局部强度不利 船舶仰倾船舶仰倾(尾弯尾弯)船重心船重心G G滑出滑道末端，船尾未上浮，船以滑道末端滑出滑道末端，船尾未上浮，船以滑道末端为支点发生仰倾现象为支点发生仰倾现象本讲稿第十八页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺三、从尾浮开始到完全飘浮船完全浮起，可能出现两种情况船完全浮起，可能出现两种情况 正常滑行正常滑行产生首跌落，这是一个动力作用产生首跌落，这是一个动力作用 下沉深度一般为首吃水的下沉深度一般为首吃水的1.5-21.5-2倍；碰撞倍；碰撞四、从完全飘浮到船舶停止滑行四、从完全飘浮到船舶停止滑行解决冲程的问题解决冲程的问题本讲稿第十九页，共二十三页2022
18、/10/20船舶建造工艺第三节第三节 纵向涂油滑道下水设施纵向涂油滑道下水设施一、纵向涂油滑道下水设施一、纵向涂油滑道下水设施下水墩木下水墩木：砂箱下水墩木，活络铁墩：砂箱下水墩木，活络铁墩 滑滑道道：支支撑撑滑滑板板，下下水水架架和和船船舶舶，起起轨轨道道作用作用 主主要要参参数数有有：、中中心心距距，末末端端水水深深，滑滑道道长长度度、宽度和荷重分布宽度和荷重分布 滑板滑板：承载船舶和下水支架的下水装置：承载船舶和下水支架的下水装置 滑板的总长度应略大于全部下水支架的长度滑板的总长度应略大于全部下水支架的长度本讲稿第二十页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺纵向涂油滑道下水设施纵向
19、涂油滑道下水设施下水油脂：下水油脂：油脂应满足油脂应满足6 6点点 足足够够的承静的承静压压能力能力 较较少的摩擦系数少的摩擦系数 较较强强的附着力的附着力 良好的温度适良好的温度适应应力力，T T3030不不软软化化 T T0 不不龟龟裂裂 不与海水反不与海水反应应 对杂质对杂质的敏感性不大的敏感性不大本讲稿第二十一页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺下水油脂下水油脂下水油脂分承下水油脂分承压层压层、润润滑滑层层承承压层压层内不同比例的石蜡、硬脂酸、松香内不同比例的石蜡、硬脂酸、松香调调制而成，主要承受下水制而成，主要承受下水时压时压力力润润滑滑层层的作用加少摩擦的作用加少摩擦石蜡
20、石蜡是承是承压层压层的基本成分，多种熔点的的基本成分，多种熔点的规规格，格，一般低温低熔点，高温高熔点一般低温低熔点，高温高熔点松香松香起胶结作用，可提高油脂应度，过多起胶结作用，可提高油脂应度，过多龟裂，润滑行下降龟裂，润滑行下降 本讲稿第二十二页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺纵向涂油滑道下水设施纵向涂油滑道下水设施下水支架：下水支架：分艏、艉、中间支架三部分分艏、艉、中间支架三部分 中间与艉支架中间与艉支架，主要是承重按静荷重计算，结，主要是承重按静荷重计算，结构形式以其所在位置的型线为依据，布置在内构形式以其所在位置的型线为依据，布置在内部骨架交叉处，分散压力部骨架交叉处，分散压力 艏支架，普通墩木，刚体艏支架，普通墩木，刚体弹性体弹性体 止滑器：止滑器：手动、机械、液化止滑器等手动、机械、液化止滑器等 止滑器一般左右对称布置在船舶重心附近止滑器一般左右对称布置在船舶重心附近 机械止滑器，通常偏向首部，在离首机械止滑器，通常偏向首部，在离首2/52/5船总长船总长处处 本讲稿第二十三页，共二十三页2022/10/20船舶建造工艺