1. 研究目的与意义（文献综述）

进入90年代后.成品油市场随着世界经济的逐步回升而有所好转.加之科威特石油生产的迅速恢复以及中东主要产油国炼油能力的扩大.世界成品油海上贸易将日趋繁忙。随着主要产油国炼油能力的扩大.估计今后环平洋10国/地区对以汽油、轻油为主的成品油需求量将大幅度增长。为了达到供需一平衡.不久的将来坏太洋地区交将变成成品油纯进口地区。中东将成为主要的出口地区。从品种来看冲汽油和轻油的进口量估计1995年分别为20万桶/天和“万桶/天。2000年达到41万桶/天和147万桶/夭。从进口国来看，日本、韩国、中国、印度尼西亚、泰国和菲律宾等国的成品油进口量会大幅度增加。运成品油的油船通常分为三类:一类为灵便型成品油船(2-5万载重吨级)一类为巴拿马型成品油船(6-8万载重吨级).还有一类是80年代后期出现的8万载重吨以上的巨型成品油船。灵便型成品油船通常能载运4-5种等级的成品油.主要用于地区间的贸易航线.如中东一欧洲、欧洲一美国;巴拿马型成品油船和巨型成品油船绝大数用于载运石脑油.航行于阿拉伯海湾一日本、加勒比海一美国航线。^[1]自2008年下半年全球金融危机爆发以来，世界上多数国家，特别是欧美等发达国家经济发生严重危机甚至衰退，全球贸易受到很大冲击，与全球贸易息息相关的世界航运业首当其冲，各航运公司纷纷采取减少运力，降低航速等方法减少成本，但还是有不少公司处于亏损，经营困难等局面;另一方面，在自2003年以来的本轮造船热中，各国产能急剧扩张，船厂积累了大量订单。了大量订单，在现有运力已经过剩的情况下更增加了潜在运力过剩，因此这段时间时有船东取消订单的情况发生。基于以上原因，现在全球航运业对新船的需求已非常稀少。在这种情况下，各船厂必须推出性能优良，成本相对低廉，性价比高的船型才能吸引船东。^[2]

沿海成品油运输历来在国民经济的发展中占有重要地位,但我国的成品油供需之间存在地区间的不平衡,东北地区大量过剩的成品油急需运往南方地区,而承担南运的成品油船船队多为民营企业,规模小,技术性能和经济性能有待提高,安全性和环保方面还存在一定问题。为缓解成品油运输的压力,提高成品油运输的经济性和安全性,迫切需要开发新型成品油船。^[3]改革开放以来,随着造船工业与国际接轨,特别是我国接受《1973年国际防止船舶造成污染公约(marpo)l》及《1974年国际海上人命安全公约(sola)s》之后,我国还颁布了《海船防污染结构与设备规范》等相应法规。这些国内外的公约和法规,直接影响到我国新一代油船的设计与建造。^[4]在国外建造并人国外船级的船舶,船东应加强技术审核工作。特别对一些重大技术问题,更应慎重。否则,有可能给船东带来不必要的经济损失。^[5]

为保证动力装置的技术性能和经济性,本船动力装置及机械设备的选型在经济性方面,综合考虑减少初投资费用及提高节能效果;在技术方面要求满足技术性能先进与安全可靠、维修管理方便。经济的动力装置,紧凑的机舱布置,是本船动力装置设计特点,在满足规范要求的基础上,降低了造价,减少了运行费用,有效地提高了经济性。随着市场经济的发展,大量沿海渔民转向运输业,这种造价低,经济性好的油船,具有很强的生命力,也为该的成功开发设计,提供了广阔的市场前景。^[6]

船舶轴系是唯一的传递主机动力，使船舶航行的系统组装部件，其工作性能的好坏直接影响船舶总体性能。要使其能长期、安全、稳定地运行，必须对轴系布置进行优化设计，使各轴承负荷、应力及转角在允许范围内。目前，多数油船均为艉机型船舶，轴系较短，轴系设计看似简单，但在实际营运中，往往易出现振动异响，前密封漏油，后轴承磨损严重等现象。在螺旋桨位置、主机组位置和尾轴承润滑方式确定的情况下，轴承数量的选择，轴承位置的确定和轴承间距的设定是轴系布置的关键。^[7]船舶的安全性和功能性直接取决于其推进系统的可靠性，轴系是系统的基本单元他们的船舶轴系部件功能很大程度上取决于其正确的安装。船舶推进轴系安装是整体定位（对准）的一个组成部分程序。^[8]推进轴系是船舶部件的重要部件。推进轴系的动力学分析是船舶设计工程师的基本工作。推进轴系统可以被认为是一个典型转子轴承系统。^[9]本文通过调整轴径，实现对轴材料性能的充分利用，同时方便轴系校中调整，降低轴系材料和制造成本，达到优化设计目的。影响转动惯量的主要因素是螺旋桨，对本船来说，螺旋桨的转动惯量约占整个系统转动惯量的35%。如果能选用小转动惯量的螺旋桨，将有利于扭振计算。但原始设计中螺旋桨是通过船模、桨模等一系列试验才确定的，在本优化设计中不便改，因此螺旋桨就不做进一步优化设计在轴系的成本基本不变的情况下，通过减小中间轴及螺旋桨轴轴径，大大节省轴系材料。使轴系在主机正常工作状态下，既保证了轴系的强度要求，也充分利用了轴的材料性能。另外，螺旋桨轴轴径的减小，降低了螺旋桨轴系的刚度，有利于轴系的校中。^[10]传统的轴系校中一般是在静态、刚性支承情况下进行，不考虑动态因素的影响。实践表明，动态因素会影响轴系校中的结果，如螺旋桨水动力产生的垂向推力、水平力矩的平均分量和交变分量。这种周期性激振力会使轴系的受力状况产生动态变化，影响轴系运行的安全性与可靠性。^[11]随着工厂近几年造船规模的不断扩大，造船过程中的一些技术、工艺、施工流程中的一些弊端逐渐显现，尤其是在船舶轴系安装的工艺上更为突出。由于前些年所造船的吨位较小，在轴系安装的过程中，一般是把轴系装成直线状态。随着船舶向大型化、高功率化方向发展，轴系的工作状况也变得更加恶劣，尤其是尾轴承和减速箱前后轴承，这样大大地影响了船舶的使用寿命。如果继续按照传统的方法把轴系安装成直线状态，其弊端就会越来越明显，也就明确了传统的直线校中的方法难以克服因轴系安装位置的不合理而带来的这一弊病，这样就促使人们不得不加强对轴系校中的研究。现在各大船厂广泛采用了改变轴承高低位置的方法，就是预先计算出各支持轴承的合理承受负荷的位置，把轴系安装成预定的弯曲状态，减轻了轴承的磨损程度，收到了令人比较满意的效果。^[12]而且利用jmc技术和设备可以方便的进行轴系的测量校中。^[13]船舶推进轴系回旋振动是由于轴系转动部件的不平衡及螺旋桨在不均匀流场中工作所产生的交变弯曲力矩引起的周期性弯曲现象。影响其振动特性的因素较多，除轴系自身结构对振动特性有较大影响外，轴系系统中其他因素对回旋振动特性也有不同程度的影响，如螺旋桨的陀螺效应、轴承支承点位置、支承点数目、支承系统特性、轴系校中状态等。^[14]轴系的振动又将引起船体振动，导致船体结构破坏和局部疲劳，影响机器设备的正常运转，因此研究船舶轴系振动的影响因素对有效控制轴系振动，保证船舶安全性、居住性和功能性具有重要意义。^[15]船舶建造完成后还需进行检验。据国际海上人命安全公约，为执行及为准于免除本规则的规定而对船舶进行的检查和检验，应由船舶登记国官员进行，但各国可将这种检查或检验工作委托该国所指定的验船师或该国所认可的组织办理。无论采取何种方式办理，有关都应充分保证此项检查和检验的全面和有效。^[16]因此，对成品油船的推进装置进行设计研究是具有重大意义的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

“12500dwt成品油船”推进系统布置与设计，，完成一型适航于无限航区，用于运输闪点不大于60℃的成品油的双壳油船“推进系统布置与设计”设计。

本船应为单螺旋桨，中速柴油机通过倒顺离合减速齿轮箱间接传动，主要尺度为：

3. 研究计划与安排

第1-2周：通读设计任务书及所附技术资料，查阅相关文献、资料，了解国内外发展现状，对项目有一个较完整的认识，编制《武汉理工大学本科生毕业设计开题报告》提交指导教师审核。

第3-4周：对船舶动力装置教材和设计手册综合性及针对性学习于复习。及时记录好计算、选型等有关的笔记。

第4-6周：结合本任务书及所附技术资料，以及开题报告、教材等知识，学习ccs《钢质海船入级规范(2015)》第1分册第1篇和第3分册第3篇以及bv规范与本课题有关的章节。对规范中与计算、选型、轴系布置设计有关规定做好笔记，并注明规定所述条目号，对比两个规范对同一项目的规定进行比较学习并做笔记。同时，结合笔记，进行计算、选型和说明书等初稿设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]

[1 [1]刘友勤.国外成品油船市场及其技术发展现状[j].船舶，1994（1):1-11.

[2][2]王小武.55000dwt原油/成品油船总布置设计[j]. 广船科技,2010,03:15-19.

[3][3]马坤，常会青，田本涛.沿海成品油船船型开发调查研究[j].船海工程,2007,36(1):21-25.