船舶上必须知道的常识Word文档下载推荐.docx

1、原子能的发现和利用又为船舶动力开辟了一个新的途径.1954年,美国建造的核潜艇鹦鹉螺（Nautitlus）号下水,功率为11025千瓦,航速为33公里/小时.1959年苏联建成了核动力破冰船列宁（）号,功率为32340千瓦.同年,美国核动力商船萨瓦纳（Savannah）号下水,功率为14700千瓦.现有的核动力装置都是采用压水型反应堆汽轮机动力装置,主要用在潜水艇和航空母舰上,而在民用船舶中由于经济上的原因没有得到发展.7080年代,为了节约能源,有些国家吸收机帆船的优点,研制一种以机为主,以帆助航的船舶,用电子计算机进行联合控制,日本建造的新爱德丸号便是这种节能船的代表. 古代中国是当时造船

2、和航海的先驱.春秋战国时期就有了造船工场,能够制造战船.汉代已能制造带舵的楼船.唐,宋时期,河船和海船都有突出的发展,发明了水密隔壁.明朝的郑和于14051433年间七次下西洋的宝船,在尺度,性能和远航范围方面,都居世界领先地位.到了近代,中国造船业发展迟缓.18651866年,清政府相继创办江南制造总局和福州船政局,建造了保民,建威平海等军舰和江新江华等长江客货船.中华人民共和国成立后,船舶工业有了很大发展,50 年代建成一批沿海客货船,货船和油船. 60年代以后,中国的造船能力提高得很快,陆续建成多型海洋运输船舶,长江运输船舶,海洋石油开发船舶（平台）,海洋调查船舶和军用舰艇,大型海洋船舶

3、的吨位可达120000载重吨.除少数特殊船舶外,中国已能设计,制造各种军用舰艇和民用船舶. 构成 船舶是由许多部分构成的.按各部分的作用和用途,可综合归纳为船体,船舶动力装置,船舶舾装等3大部分. 船体： 船体是船舶的基本部分,可分为主体部分和上层建筑部分.主体部分一般指上甲板以下的部分,它是由船壳（船底及船侧）和上甲板围成的具有特定形状的空心体,是保证船舶具有所需浮力,航海性能和船体强度的关键部分,一般用于布置动力装置,装载货物,储存燃油和淡水,以及布置其他各种舱室.为保障船体强度,提高船舶的抗沉性和布置各种舱室,通常设置若干强固的水密横舱壁（或同时包括纵舱壁）和内底,在主体内形成一定数量的

4、水密舱,并根据需要加设中间甲板（一层或数层）或平台,将主体水平分隔成若干层. 上层建筑位于上甲板以上,由左,右侧壁,前,后端壁和各层甲板围成,其内部主要用于布置各种用途的舱室,如工作舱室,生活舱室,贮藏舱室,仪器设备舱室等.上层建筑的大小,层楼和型式因船舶用途和尺度而异,一般都设首楼,而上层建筑的主要部分则位于机（炉）舱区域之上.运输货物船舶的上层建筑长度较短,而客船和科学考察船的上层建筑则是很讲究的.船体结构大都用钢材,由板材和型材组合成板架结构. 船舶动力装置船舶动力装置包括:推进装置-主机经减速装置,传动轴系以驱动推进器（螺旋桨是主要的型式）;为推进装置的运行服务的辅助机械设备和系统,如

5、燃油泵,滑油泵,冷却水水泵,加热器,过滤器,冷却器等;船舶电站（发电机,配电板等）,它为船舶的甲板机械,机舱内的辅助机械和船上照明等提供电力;其他辅助机械和设备,如锅炉,压气机（和空气瓶）,船舶各系统的泵,起重机械设备,维修机床等（它们并不全是为主机服务的）.通常把主机（及锅炉）以外的机械统称为辅机. 船舶舾装和其他装备：船舶舾装包括舱室内装结构（内壁,天花板,地板等）,家具和生活设施（炊事,卫生等）,涂装和油漆,门窗,梯和栏杆,桅杆,舱口盖等.船舶的其他装置和设备中,除推进装置外,还有:锚设备和系泊设备;舵设备和操舵装置;救生设备（救生衣,救生筏,救生艇及其收放装置）;消防设备（探火和灭火设

6、备和系统）;船内外通信设备（船内电话,无线电台）;照明设备;信号设备（号灯,号旗等）;导航设备（雷达,各种定位仪,测探仪,计程仪等）;起货设备;通风,空调和冷藏设备（食品库和冷藏货舱用）; 海水和生活用淡水系统; 压载水系统; 液体舱的测深系统和透气系统; 舱底水疏干系统; 船舶电气设备,包括电缆,电气控制板（箱）,蓄电池,变压器和变流机等.船舶设备中的照明,通信,信号,导航等设备也可归入电气设备; 其他特殊设备（依船舶的特殊需要而定）. 分类 船舶分类方法很多,可按用途,航行状态,船体数目,推进动力,推进器等分类. 按用途分类 这种分类方法最常用,可分为军用和民用船舶两大类.军用船舶通常称为

7、舰艇或军舰.其中,有直接作战能力或海域防护能力者称为战斗舰艇,如航空母舰,驱逐舰,护卫舰,导弹艇和潜艇,以及布雷,扫雷舰艇等,担负后勤保障者称为军用辅助舰艇.民用船舶指各种非军用船舶.某些小船习惯上也称为艇.民用船舶一般又分为运输船,工程船,渔船,港务船等.运输船:用于港口之间的运输,如客船（包括渡船）,货船,客货船.货船又按货物种类,运输方式和装卸方法分为:散件杂货船（统货或杂货船）,集装箱船,滚装船（包括车辆渡船）,散货船（多指谷物,煤,矿砂运输船）,运木船,油船,液化天然气（和石油气）船,驳船,拖驳船队,顶推驳船队（分节驳）等.有的船舶能运载集装箱,矿砂,木材,谷物等多种货物,称为多用途

8、船;有的专业船舶兼能运载石油,矿砂和其他粒状散货,称为兼用船.工程船:如挖泥船,打桩船,起重船,打捞船,布缆船,疏浚船和炸礁船.渔业船:如各类捕捞船（拖网渔船,围网渔船,刺网渔船,流网渔船,钓鱼船,蟹工船,捕鲸船和狩猎渔船）,水产品加工船,水鲜冷藏运输船,渔政船等.港务船:如港作拖船,引水船,航标船,港监船,供油船,供水船,消防船和交通船.海难救助船.海洋开发船:如海洋调查船,钻井船,多用途拖船和潜水器.按航行状态分类 通常分为排水型船舶,滑行艇,水翼艇和气垫船.排水型船舶:水面船舶航行时,重力全靠水的浮力来支承,绝大多数船舶属于此类.滑行艇:高速航行时,仅部分艇底接触水面,重力大部分靠作用于

9、艇底的动压力支承.水翼艇:船体下装有水翼,高速航行时靠水翼的升力使船体部分或全部离开水面.气垫船:靠向艇底不断输送高于大气压力的空气把艇体全部或部分升起,以降低水阻力而高速航行.气垫船又分全垫式和侧壁式两种. 按船体数目分类分为单体船（绝大多数船舶属此类）和多体船.在多体船型中双体船较为多见.双体船具有二个相同的片体（成一定距离并列）,在距水面一定高度处用连接桥连接成一体,多用作客船和车辆渡船,具有甲板面积大,装载地位多和稳性好的优点.为改善双体船的耐波性和快速性,又有一种小水线面船,片体自水面下一定高度起缩小为流线型,狭窄柱体伸出水面和连接桥相接. 按推进动力分类 可分为机动船和非机动船.机

10、动船按推进主机的类型又分为蒸汽机船（活塞式,现已淘汰）,（蒸）汽轮机船,柴油机船,燃气轮机船,联合动力装置船,电力推进船,核动力船等. 按推进器分类有螺旋桨船（主要型式）,喷水推进船,喷气推进船,明轮船,平旋轮船等.空气螺旋桨只用于少数气垫船.按推进器数目还可分为单桨船,双桨船,三桨船等. 按机舱部位分类 有尾机型船（机舱在船的尾部）,中机型船和中尾机型船.按主体连续甲板的层数分类 有单甲板船,双甲板船,三甲板船等. 按船体结构材料分类 有钢船,铝合金船,木船,钢丝网水泥船,玻璃钢艇,橡皮艇,混合结构船等. 主要技术特征船舶的主要技术特征有船舶排水量,船舶主尺度,船体系数,舱容和登记吨位,船体

11、型线图,船舶总布置图,船体结构图,主要技术装备的规格等. 船舶排水量 根据阿基米德原理,船体水线以下体积所排开水的重量,即为船舶的浮力,并应等于船舶总重量.船的自重（固定于船上的不变重量）等于空船排水量.船的自重加上装到船上的各种载荷的重量的总和（载重量）是变化的,即等于船的总重量.民船的空船排水量包括船体结构,木作舾装和船舶设备和装置,船舶机电设备等部分的重量.船舶载重量包括货物,燃油和润滑油,淡水,食物,人员和行李,备品及供应品等的重量.通常预定的设计载货量和按预定最大航程计算的油,水,食物等的重量之和,称为设计载重量（即通常所标称的载重量）.设计载重量时的排水量称为设计排水量或满载排水量

12、.还有对应其他装截情况的排水量. 船舶主尺度 船舶主尺度包括总长,设计水线长度,垂线间长,最大船宽,型宽（一般指船体型线设计排水量水线处最大宽度）,型深（船体型线从船底到最上层连续甲板处,分舱甲板或干舷甲板的舷边最低处的垂直距离）,满载（设计）吃水,干舷（一般指干舷甲板处型深减设计吃水）等.钢船主尺度的度量指量到船壳板内表面的尺寸,称为型宽和型深,水泥船,木船等则指量到船体外表面的尺寸. 船体系数 一般指船体型线设计吃水处的各种系数.方形系数为排水体积和长垂线间长、宽型宽、高设计吃水的长方体的体积之比,即它表征船体下水部分的肥瘦程度;中剖面（垂线间长中点处或最大剖面处）系数 ;棱形系数 表征排

13、水体积沿船长方向的分布程度;舱容和登记吨位 舱容指货舱,燃油舱,水舱等的体积,从容纳能力方面表征船舶的装载能力,续航能力,它影响船舶的营运能力.登记吨位是历史上遗留下的用以衡量船舶装载能力的度量指标,作为买卖船舶,纳税,服务收费的依据之一.登记吨位是按船舶吨位丈量规范所核定的合法吨位,是总吨位和净吨位的统称.总吨位指民用船舶按船舶吨位丈量规范所测定的内部总容积,净吨位是从总吨位中减除按船舶吨位丈量规范规定为非营运处所的容积而得出的吨位.吨位的单位为登记吨,1登记吨等于2.832米3 .国际上有1969年船舶吨位丈量公约,其计算方法较为简便.吨位和舱容关系密切,两者都和船的长宽深密切相关.登记吨

14、位和载重量分别反映船舱的容纳能力和船的承重能力.它们虽互有联系,但属不同的概念. 船体型线图表征船舶主体（包括舷墙和首楼,尾楼）的型表面的形状和尺寸,是设计和建造船舶的主要图纸之一.它由三组线图构成:横剖线图,半宽水线图和纵剖线图.三者分别由横剖面,水线面和纵剖面和船体型表面切割而成. 船舶总布置图 设计和建造船舶的主要图纸之一,它反映船的建筑特征,外形和尺寸,各种舱室的位置和内部布置,内部梯道的布置,甲板设备的布局.总布置图由侧视图,各层甲板平面图和双层底舱划分图组成船体结构图 反映船体各部分的结构情况.船体各相关部分的结构既独立又相互联系.船舶主体结构是保证船舶纵向和横向强度的关键,通常把

15、它看成为一个空心梁进行设计,并用船中横剖面结构图来反映它的部件尺寸和规格.船体结构是板架型式,其主向梁沿船长方向布置的称为纵骨架式结构,主向梁沿横向布置的称为横骨架式结构.前一种型式的船底和甲板结构有利于纵总强度,可节省材料,适用于大型船舶. 主要技术装备的规格 包括推进主机的型号（功率和转速）和台数,起货设备的型式（含起吊能力）和数量,锚设备,舵设备以及空调设备等.主要性能 船舶的主要性能有浮性,稳性,抗沉性,快速性,耐波性,操纵性和经济性等. 浮性和浮态 浮性指船在各种装载情况下能浮于水中并保持一定的首,尾吃水和干舷的能力.浮态指船舶的吃水,纵倾和横倾的情况.根据船舶的重力和浮力的平衡条件

16、,船舶的浮性关系到装载能力和航行的安全.因此,在选择船舶的主尺度和方形系数,设计型线图和总布置图时,就须对浮性加以注意. 为保证船舶的航行安全,船舶主体在设计水线以上部分必须具有一定数量的水密体积,以提供一定大小的储备浮力.储备浮力直接和干舷值相关,海船载重线规范对海船的最小干舷值有所规定,并要求在船中两舷处勘画载重线标志,以利监督.这一要求,有时会影响船舶型深值的选取. 稳性 船受外力作用离开平衡位置而倾斜,当外力消失后船能回复到原平衡位置的能力.一般水面船舶的稳性主要是指横倾时的稳性.船舶在10以内横倾时的稳性称为船舶初稳性,此时船横倾的浮心B点（排水体积的中心） 位置的变化接近于在横剖面

17、内绕点,以为半径的轨圆上移动.点称为稳心,称为稳心半径,从船舶重心G到的距离称为初稳心高或初稳距.船横倾后可能出现 3种稳性情况:点在G点之上,回复力矩使船的倾斜减小,即船有回复能力,属稳定状态;点和G点重合,船无回复能力;点在G点之下,船自身会增大倾斜,属不稳定状态.从船舶使用角度和安全角度考虑,后两种情况和值太小都是不允许的.横倾超过10以后的稳性称为大倾角稳性,船舶的回复力矩需要用更精确的方法计算.船舶的大倾角稳性对保证船舶在恶劣的风,浪作用下的安全性至关重要. 鉴于船舶稳性对保障船舶安全的重要性,船舶稳性规范（分海船和内河船）对船的初稳性和大倾角稳性都作出核算的具体规定.用船部门也常从

18、使用角度对值提出设计要求.船宽,水线面系数,干舷,重心高度,水面以上的侧面积大小和高度,以及船体开口密封性的好坏等,是影响船舶稳性的主要因素. 抗沉性 船体水下部分发生破损,船舱淹水后仍能浮而不沉和不倾覆的能力.中国宋代造船时就首先发明了用水密隔舱来保证船舶的抗沉性.军舰的抗沉性尤为重要.国际海上人命安全公约对船舶抗沉性作了规定,适用于载客超过12人的船舶（客船）.公约对客船抗沉性的要求有两种体系,可任选一种进行核算.一种体系为:全船任一舱,相邻两舱或三舱淹水后,船仍能保持不超过所限制的浮态并具有不小于0.05米的初稳心高,称为一舱制,二舱制或三舱制.舱制依船的大小和载客人数通过计算来确定.另

19、一体系为:在限定的允许破舱后的浮态和稳性的条件下,计入各部位的船舱的受损概率,计算出的船舶破舱后的生存力指数（概率）应达到规定值,这一指数依船的大小和载客人数而定. 船舶主体部分的水密分舱的合理性,分舱甲板（水密舱壁所达到的那层甲板）的干舷值和完整船舶稳性的好坏等,是影响抗沉性的主要因素. 快速性 表征船在静水中直线航行速度和其所需主机功率之间关系的性能.它是船舶的一项重要技术指标,对船舶使用效果和营运开支影响较大.船舶快速性涉及船舶阻力和船舶推进两个方面.船舶阻力由船舶航行时的水阻力和空气阻力构成.水阻力包括3种成分.摩擦阻力:由于水有粘性,船航行时水在船体湿表面处形成一个边界层,由边界层内

20、水分子间的剪切力所形成.旋涡阻力:由于边界层分离形成的旋涡和边界层对水动压力的影响所产生的压阻力,旋涡阻力和摩擦阻力之和又总称为粘性总阻力.兴波阻力:由于船兴起了波浪（船波）而不断消耗能量所造成的阻力,属于压阻力性质,常把它和旋涡阻力合起来称为剩余阻力. 摩擦阻力和旋涡阻力的变化和船体湿表面积和船速的平方（弱）成正比.旋涡阻力和船体线型（尤其尾部）的好坏关系更大.兴波阻力和船的排水量成正比,和船速的关系十分密切.船体线型和傅汝德数（或相对速度）的配合是否恰当对兴波阻力影响较大.船舶制造人类造船已有悠久的历史.从史前刳木为舟起,在漫长的时期内人类制造的都是利用人力或风力推进的木船.1807年,美

21、国的R.富尔顿建成世界上第一艘蒸汽机船,当时采用明轮推进.1879年,世界上第一艘钢船问世.从此船舶进入了以钢船为主,以机器为动力的时代.从20世纪50年代起,船舶推进装置由汽轮机和柴油机逐步取代蒸汽机,并开始使用核能作为推进动力.由于航运的发展和军事上的需要,船舶趋于大型化和专业化,造船技术随之迅速发展,造船业已成为世界上最主要的重工业部门之一. 船舶由成千上万种零件构成,几乎和各个工业部门都有关系.除特有的船体建造技术外,造船还涉及到机械,电气,冶金,建筑,化学以至工艺美术等各个领域.因此,造船是以全部工业技术为基础的一门综合技术,反映一个国家的工业技术水平. 由于船舶的航区,任务和要求不

22、同,船舶产品具有品种多,生产批量小的特点.为了有节奏地生产,缩短制造周期,造船厂从接受订货至完工交船为止,都必须有周密的生产管理和技术管理.造船用的材料品种多,数量大,其中以钢材的使用量为最大.例如,制造一艘装载量为 1万吨的货船需要钢材30004000吨.船体结构用的材料主要是碳素钢和低合金高强度钢（见钢）.采用高强度钢可减轻船体自重,降低推进功率,达到多装客货,增加装备或提高航速的目的.小型舰艇还采用铝合金,玻璃钢或钛合金作为船体材料.船舶需要在严酷的环境下营运,对于船用材料,除保证冶炼方法,化学成分和机械性能外,在可焊性能和耐蚀性能等方面都有较高的要求. 造船厂 造船厂均位于沿海或江河之

23、滨,应有一定的岸线长度和水深.厂区内设有船台,造船坞,滑道,舾装码头和大型起重机等专用造船设备.造船厂内设有各种生产车间.船体加工车间:担负船体放样,号料以及船体零件的加工.船体装备焊接车间:完成船体零件,部件,分段,总段的装焊和船体总装工作.安装车间:负责船上机械设备及其附件的安装和调试.管子加工车间:进行管子及其附件的加工和安装.电工车间:负责电器和无线电设备的安装和调试.木工车间:负责木质家具,舱室的制作和安装,以及绝缘工作.油漆帆缆车间:负责除锈,涂漆和帆缆索具的制作和安装.起重运输车间:负责船舶的上墩,下水,进出坞以及船台,滑道,码头区的起重运输作业.此外还有各种辅助车间,主要有机修

24、车间,工具车间,动力车间和中央试验室等. 车间的划分常根据船厂的生产规模,性质,习惯而有所不同. 过去很多造船厂除进行钢材加工,船体装配,焊接和设备系统安装外,还具有一定的铸,锻和机械加工能力,在制造船体的同时还制造主机,辅机,锅炉等设备.20世纪50年代以来,随着造船及其配套工业的发展,造船厂已向总装方向发展,即以建造船体为主,大量的机电设备和舾装件则由专业或非专业的协作厂配套提供,船厂只进行安装,以提高造船质量和效率. 造船工序 造船的主要工艺流程如下. 钢材预处理在号料前对钢材进行的矫正,除锈和涂底漆工作.船用钢材常因轧制时压延不均,轧制后冷却收缩不匀或运输,储存过程中其他因素的影响而存

25、在各种变形.为此,板材和型材从钢料堆场取出后,先分别用多辊钢板矫平机和型钢矫直机矫正,以保证号料,边缘和成型加工的正常进行.矫正后的钢材一般先经抛光除锈,最后喷涂底漆和烘干.这样处理完毕后的钢材即可送去号料.这些工序常组成预处理自动流水线,利用传送滚道和钢料堆场的钢料吊运,号料,边缘加工等后续工序的运输线相衔接,以实现船体零件备料和加工的综合机械化和自动化. 放样和号料船体外形通常是光顺的空间曲面.由设计部门提供的用三向投影线表示的船体外形图,称为型线图,一般按1:50或1:100的比例绘制.由于缩尺比大,型线的三向光顺性存在一定的误差,故不能按型线图直接进行船体施工,而需要在造船厂的放样台进

26、行1:1的实尺放样或者是1:5,1:10的比例放样,以光顺型线,取得正确的型值和施工中所需的每个零件的实际形状尺寸和位置,为后续工序提供必要的施工信息.船体放样是船体建造的基础性工序. 号料是将放样后所得的船体零件的实际形状和尺寸,利用样板,样料或草图划在板材或型材上,并注以加工和装配用标记.最早的放样和号料方法是实尺放样,手工号料.20世纪40年代初出现比例放样和投影号料,即按1:5或1:10的比例进行放样制成投影底图,用相应的低倍投影装置放大至实际尺寸;或将投影底图缩小到1/51/10摄制成投影底片,再用高倍投影装置放大50100倍成零件实形,然后在钢材上划线.比例放样还可提供仿形图,供光

27、电跟踪切割机直接切割钢板用,从而省略号料工序.投影号料虽在手工号料的基础上有了很大改进,但仍然未能摆脱手工操作.60年代初开始使用电印号料,即利用静电照相原理,先在钢板表面喷涂光敏导电粉末,进行正片投影曝光,经显影和定影后在钢板上显出零件图形.适用于大尺寸钢板的大型电印号料装置采用同步连续曝光投影方式,即底图和钢板同步移动,在运动过程中连续投影曝光.适用于小尺寸钢板的小型电印号料装置,则在钢板上一次投影出全部图形.这种号料方法已得到较广泛的使用.随着电子计算机在造船中的使用,又出现数学放样方法.即用数学方程式表示船体型线或船体表面,以设计型值表和必需的边界条件数值作为原始数据,利用计算机进行反

28、复校验和计算,实现型线修改和光顺,以获得精确光顺和对应投影点完全一致的船体型线.船体的每条型线都由一个特点的数学样条曲线方程表示,并可通过数控绘图机绘出图形.数学放样可取消传统的实尺放样工作,还可为切割和成形加工等后续工序提供控制信息,对船体建造过程的自动化具有关键的作用,是造船工艺的一项重要发展. 船体零件加工包括边缘加工和成形加工.边缘加工就是按照号料后在钢材上划出的船体零件实际形状,利用剪床或氧乙炔气割,等离子切割进行剪割.部分零件的边缘还需要用气割机或刨边机进行焊缝坡口的加工.气割设备中的光电跟踪气割机能自动跟踪比例图上的线条,通过同步伺服系统在钢板上进行切割,它可和手工号料,投影号料

29、配合使用.采用数控气割机不但切割精度高,而且根据数学放样资料直接进行切割,可省略号料工序,实现放样,切割过程自动化. 对于具有曲度,折角或折边等空间形状的船体板材,在钢板剪割后还需要成形加工,主要是使用辊式弯板机和滚压机进行冷弯;或采用水火成形的加工方法,即在板材上按预定的加热线用氧-乙炔烘炬进行局部加热,并用水跟踪冷却,使板材产生局部变形,弯成所要求的曲面形状.对于用作肋骨等的型材,则多使用肋骨冷弯机弯制成形.随着数字控制技术的发展,已使用数字控制肋骨冷弯机,并进而研制数字控制弯板机.船体零件加工已从机械化向自动化进展. 船体装配和焊接 将船体结构的零部件组装成整个船体的过程.普遍采用分段建造方式,分为部件装配焊接,分段装配焊接和船台装配焊接3个阶段进行. 部件装配焊接:又称小合扰.将加工后的钢板或型钢组合成板列,T 型材