[發明專利]一種中間軸臨時支撐的設置方法

在審

• 申請號: 201410751027.4
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105234209A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 時國榮;邢漢坤;蘭志華
• 申請（專利權）人: 武昌船舶重工集團有限公司
• 主分類號: B21D3/10
• 分類號: B21D3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明應用于造船技術領域，具體是涉及一種中間臨時支撐的設置方法，主要用于將軸系直線校中時產生的撓度縮至最小。

背景技術

在造船技術領域，經常要使用一些直徑較小，長度較長的細長軸，當使用這些細長軸的時候就會出現一個問題，那就是細長軸通常會產生很大的撓度，因此需要消除細長軸的撓度并且對細長軸進行直線校中。

在對無中間軸承或僅有一個中間軸承的中間軸進行直線校中時，通常需要設置兩個臨時支撐來支撐中間軸。常用的設置臨時支撐的方法是利用經驗法，技術領域根據多年的工作和實驗經驗大致估計處設置臨時支撐的位置。但是，經驗法無法完全消除撓度對直線校中的影響，準確地對中間軸進行校中，尤其對于細長軸，撓度的影響將更大。

中間軸的直線校中是將中間軸與已安裝的艉軸進行偏移、曲折校中，即將中間軸與艉軸對成一條直線，其目的是使得中間軸承位于艉軸所在的直線上(如附圖1所示)。

本發明適用于各種載荷工況下的中間軸，該方法可以快速得出中間軸臨時支撐設置的最佳位置。中間軸在該支撐狀態下，其撓度最小，對校中的影響微乎其微。

發明內容

為了解決對細長軸校中時撓度影響極大的技術問題，本發明提供了一種中間臨時支撐的設置方法，可以快速得出中間軸臨時支撐設置的最佳位置，使得細長的中間軸在該支撐狀態下撓度最小，對校中的影響微乎其微。

中間軸直線校中的近似理想直線狀態：中間軸進行直線校中時，臨時支撐設置于中間軸上的不同位置，會使中間軸產生不同的撓度，該撓度對直線校中產生不利的影響。為了使得撓度對校中的影響減少到最小，即需要近似理想直線狀態的概念，中間軸的近似理想直線狀態，即臨時支撐設置于適當的位置時，尾端、首端、中間軸承處的撓度最小，且基本相等。

本發明的技術方案如下：

一種中間臨時支撐的設置方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1、設中間軸尾端、首端、中間軸承處的撓度分別為ω1、ω2、ω3(如圖2所示)；

步驟2、建立數學模型(如圖3所示)：

2.1、架設兩個臨時支撐，將中間軸放置于臨時支撐上，進行直線校中；整個中間軸為一個兩端伸出的簡支梁；臨時支撐為簡支支點位置；整個中間軸由于自身重力形成均勻向下的均布載荷；在中間軸左端一個豎直向下的集中載荷，在中間軸右端距端面一個豎直向下的集中載荷；

2.2、選取計算參數：設中間軸總長為L，中間軸承距中間軸左端面距離為L1，臨時支撐TS1距中間軸左端面的距離為X，臨時支撐TS1距中間軸承的距離為A，臨時支撐TS2距中間軸右端面的距離為Y，臨時支撐TS2距中間軸承的距離為B；設中間軸左端集中載荷為F1，載荷作用點距中間軸左端面距離為a；中間軸右端集中載荷為F2，載荷作用點距中間軸左端面距離為b；整個中間軸由于自身重力形成的均布載荷為q；

2.3、計算方法描述如下：采用疊加法，將中間軸從臨時支撐TS1、TS2處斷開，將該梁分為3段，并將全部載荷分解為：在兩端梁上的集中載荷和均布載荷，在中間梁上的均布載荷和附加彎矩；再將分載荷的撓度進行疊加，得出在指定點撓度的計算公式(如圖4和5所示)；

2.4、兩端梁的載荷及撓度計算如下：將載荷加載到兩端梁上，并以左端梁為例，分別計算各載荷作用下的撓度；

設均布載荷產生的撓度為ω11，則：

ω11＝ql⁴/8EI

上式中q為均布載荷，l為左端梁的桿件長度(為附圖4中的X)，E為材料的彈性模量，I為該軸的橫截面慣性矩；

設集中載荷產生的撓度為ω12，則：

ω12＝Fb²l(3-β)/6EI

上式中F為集中載荷，l為左端梁的桿件長度(為附圖4中的X)，b為集中載荷F1到左端梁的右端面，即臨時支撐TS1的距離，β＝(X-a)/X，E為材料的彈性模量，I為該軸的橫截面慣性矩；

左端梁的總撓度為：ω1＝ω11+ω12；

同理，右端梁的撓度計算方法與左端梁類似，可以相應得到ω21、ω22、ω2；

2.5中間梁的載荷及撓度計算如下：將兩端梁所承受的載荷等效為在支點處的附加彎矩，同時承受在梁上的均布載荷；

設均布載荷產生的撓度為ω31，則：

ω31＝ql⁴ωsε/24EI