一种船舶节能鳍板的安装方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种节能鳍的安装方法，特别是涉及高方形系数的大型VLCC (大型油 轮)、VLOC (大型矿砂船)、散货船的节能鳍安装方法。
【背景技术】
[0002] 为应对能源危机，各造船国家都掀起了开发和应用船舶水动力节能装置的技术浪 潮。节能鳍的工作原理是通过节能鳍上的鳍叶对浆伴流场的干涉作用，使得原先围绕浆毂 随螺旋桨旋转的水流方向发生变化，使螺旋桨毂涡消失，消除毂涡所引起的诱导阻力，对螺 旋桨有整流作用，致尾流旋转速度减小、桨后轴向加速度增大；消涡鳍小叶产生扭力降底螺 旋桨扭矩并产生推力，螺旋桨推进效率可以提高2. 0%~3. 0%。
[0003] 节能鳍的安装精度要求很高，安装难度大，特别是船坞阶段安装节能鳍，安装过程 中不能进行任何的轴系作业，快速的进行节能鳍的定位安装，并且在快速安装过程中保证 节能鳍的安装精度，才能实现船舶建造周期的缩短，并且保证船舶在营运过程中的节能效 果。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术中节能鳍安装周期长，安装精度低，影响船舶的建造周期以及船 舶营运过程中的节能效果不佳的问题，本发明提出一种创新的节能鳍安装方法。本发明的 节能鳍安装方法要能够缩短船舶的建造周期，并能提高鳍板的安装精度。
[0005] 为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下： 一种船舶节能鳍板的安装方法，包括以下步骤： (1) 艉轴毂外板轮廓线型实测：编制测量表格，通过实测艉轴毂外板轮廓肋位线型，得 到外板轮廓肋位真实数据，利用CAD软件重新绘制实测的外板轮廓线型； (2) 鳍板中线面与艉轴毂外板轮廓交线放样：参照鳍板安装位置，将鳍板中线面在艉轴 轮廓肋位线型上进行放样，求出相贯线与肋位线型的交点坐标，最终在实船的艉轴轮廓上 划出安装位置线； (3) 确定鳍板定位标记点坐标：在鳍板上确定好定位标记点，根据鳍板的安装位置，利 用空间向量公式计算标记点三维坐标； (4) 制作划线钢板：将重新绘制的艉轴毂外板轮廓线型，导入到TRIBON软件集成系统 中得到切割划线程序，利用等离子数控切割机制作划线钢板； (5) 平台阶段修割鳍板余量：利用划线钢板，根据节能鳍的设计安装位置要求，固定于 胎架上、将艉轴毂外板轮廓线型反投影至鳍板上，得到鳍板与艉轴轮廓的相贯线，参照该相 贯线修割鳍板余量； (6) 编制鳍板定位偏差控制程序：利用空间向量计算方法，得出鳍板的定位偏差公式， 编制计算偏差程序； (7 )鳍板船坞阶段定位：利用标记点的定位数据及偏差计算程序，将鳍板吊入船坞进行 定位，采用加强方案对鳍板进行焊前加强； (8)鳍板焊接：严格按照焊接工艺，利用偏差控制程序，指导焊接顺序，确保鳍板的安装 精度。
[0006] 在上述的步骤（1)中，为了尽可能精确的得到艉轴外板轮廓线型，鳍板安装区域的 每个肋位均应设置测量点，线型变化较大的区域应增加半肋位测量点。
[0007] 在步骤（1)中，更进一步的测量点确定时，根据艉轴毂外板轮廓的理论线型特点作 出45°线，45°线靠近船体中心线区域作出纵剖线，45°线远离船体中心线区域作出水线， 每一组纵剖线和水线与理论线型交点的位置即为测量点，利用测量工具测量出每一个测量 点的三维坐标，在测量工作结束后将所有测量点的三维坐标导入CAD软件中进行艉轴外板 轮廓线型的拟合，在此过程中多次测量剔除掉突变的测量点坐标以减少观测误差，最后得 到可用的实测艉轴轮廓线型图。
[0008] 在上述的步骤（3)中，在鳍板中线面上取四个标记点（MARK点)，四个标记点中任 意三个标记点不共面。
[0009] 在上述的步骤（5)中，鳍板在胎架上的位置应与理论安装位置进行对比，精度允许 偏差为1mm。
[0010] 在上述步骤（6)中，所述的空间向量计算方法是指：节能鳍顶板距离艉轴中心线 的允许偏差可以转化为空间向量中异面直线BC与船长方向X轴之间的距离偏差，节能鳍艉 端面棱边与船体中心线的夹角允许偏差可以转化为空间向量中直线AB与X轴的夹角偏差， 节能鳍自身中线面与轴系中心线的夹角允许偏差可以转化为X轴与平面ABC的夹角允许偏 差，通过空间向量三维坐标计算公式编制鳍板定位偏差计算软件。
[0011] 在上述的步骤（7 )中，为了控制焊接对鳍板定位精度的影响，加强方案为每两块鳍 板之间，均应设置两道加强角钢。
[0012] 在上述的步骤（8)中，当鳍板定位偏差大于3mm时，需要调整焊接顺序来减小焊接 对定位精度的影响。
[0013] 基于上述技术方案，本发明的节能鳍安装方法与现有技术相比具有如下技术优 占. 1.本发明的节能鳍安装方法利用实测艉轴轮廓线型，实现了鳍板余量的预先修正，使 鳍板无余量下坞，最大程度地缩短了鳍板安装过程中修割余量所耗费的大量时间，最大程 度地缩短了船舶的建造周期。
[0014] 2.本发明的节能鳍安装方法通过利用空间三维向量的计算原理，将全站仪采集 的节能鳍标记点坐标与节能鳍定位偏差进行关联，实现了鳍板定位偏差的实时跟踪，将鳍 板的精度偏差控制在可控范围之内，提高了鳍板的安装精度。
[0015] 3.本发明方法中所采用的焊接加强以及装焊工艺，可以保证鳍板的安装精度，并 且在装焊过程中可实时调整顺序，将焊接工艺对鳍板定位安装的影响降至最低。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的节能鳍装置安装位置示意图。
[0017] 图2为本发明的艉轴毂轮廓线型测量点示意图。
[0018] 图3为本发明的鳍板中线面在轴毂轮廓线型图上的交线。
[0019] 图4为本发明的鳍板安装定位参考线。
【具体实施方式】
[0020] 下面我们结合附图及具体实施例来对本发明节能鳍的安装方法作进一步的详细 阐述，以求更为清楚明了地理解其操作流程和实施工艺，但不能以此来限制本发明专利的 保护范围。
[0021] 如附图1所示，节能鳍是由5块鳍板组成的预漩涡装置，分别记载为P1、P2、S3、S2、 S1，5块鳍板不仅在圆周方向上各有角度，每块鳍板与自身中轴线角度也各不相同。
[0022] 在实施例中，本发明方法主要包括以下详细步骤： 第一步，艉轴毂外板轮廓线型实测：如附图2所示，根据艉轴毂外板轮廓的理论线型特 点作出45°线，在45°线靠近船体中心线区域作出纵剖线，在45°线远离船体中心线区域 作出水线，每一组纵剖线和水线与理论线型交点的位置即为测量点。利用全站仪或其他测 量工具测量出每一个测量点的三维坐标，在测量工作结束后将所有测量点的三维坐标导入 CAD软件中进行艉轴毂外板轮廓线型的拟合，在此过程中，多次测量剔除掉突变的测量点坐 标，从而减少观测误差，得到可用的实测艉轴轮廓线型图。
[0023] 第二步，鳍板中线面与艉轴毂外板轮廓线型交线放样：参照附图1中节能鳍的位 置，对鳍板中线面在艉轴毂外板上的投影轮廓进行放样，连成光顺的曲线，如附图3所示， 图3中的标号1处为鳍板P1中线面投影，标号2处为鳍板P2中线面投影，标号3处为鳍板 S3中线面投影，标号4处为鳍板S2中线面投影，标号5处为鳍板S1中线面投影，十字线中的 横线为轴系中心线7,竖线为船体中心线6。找到每个肋位线型与鳍板中线面在艉轴毂外板 上投影线交点的坐标，利用全站仪或者其他测量工具，返回到实船艉轴毂外板上进行打点， 做好显著标记并连成光顺的曲线，如附图4所示，图中是鳍板S2为例做出的划线，以S2中 线面投影线5作为鳍板安装的定位参考线，其他四块鳍板的定位参考线也是此方式划出。
[0024] 第三步