圓弧形氣囊下水船臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種圓弧形氣囊下水船臺(tái)，所述船臺(tái)包括建造船臺(tái)和下水船臺(tái)，所述下水船臺(tái)包括斜線段和圓弧段，所述下水船臺(tái)的斜線段一端與建造船臺(tái)相切，另一端與圓弧段相接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】圓弧形氣囊下水船臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶制造領(lǐng)域，特別是一種圓弧形氣囊下水船臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]船舶下水是船舶建造過(guò)程中最重要的一個(gè)工藝環(huán)節(jié)。在上世紀(jì)八十年代，我國(guó)開(kāi)始研究氣囊下水技術(shù)并應(yīng)用于實(shí)際，到目前為止，已取得了不錯(cuò)的實(shí)際效果。氣囊下水船臺(tái)的特點(diǎn)是，低成本、高回報(bào)，低要求、高效率。在該船臺(tái)上實(shí)施船舶下水作業(yè)，準(zhǔn)備時(shí)間短，實(shí)施方便，易于控制。氣囊式一般的氣囊式下水船臺(tái)屬于半塢式，船臺(tái)的背水側(cè)一端為建造船臺(tái)，建造船臺(tái)與水道之間設(shè)置有塢門，船臺(tái)的靠水一側(cè)均低于水平面以下，且設(shè)有下水船臺(tái)。目前船企的氣囊下水船臺(tái)主要有兩種形式，一種為直線型，即建造船臺(tái)和下水船臺(tái)為同一坡度，該船臺(tái)簡(jiǎn)單易做，但船舶下水時(shí)，需要水下部分較長(zhǎng)，才能有較高的水位使船舶全浮，并且由于只有一種坡度，船舶在船臺(tái)上建造的高度較高，如果水下部分短，可能會(huì)造成船滑末端氣囊壓力大而發(fā)生氣囊爆裂事故，存在一定的安全隱患；另一種為折線型，即建造船臺(tái)和下水船臺(tái)不是同一坡度，下水船臺(tái)較建造船臺(tái)的坡度大，有些下水船臺(tái)也做成單獨(dú)的折線形，該船臺(tái)通過(guò)兩次或三次折線，可以減少船臺(tái)水面以上的坡度，但這種變坡度的折線型船臺(tái)，在船舶下滑過(guò)程中，氣囊容易因受壓不均勻引起氣囊受損或船底碰撞船臺(tái)面而導(dǎo)致船體損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服以上的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠的圓弧形氣囊下水船臺(tái)。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種圓弧形氣囊下水船臺(tái)，所述船臺(tái)包括建造船臺(tái)和下水船臺(tái)，所述下水船臺(tái)包括斜線段和圓弧段，所述下水船臺(tái)的斜線段一端與建造船臺(tái)相切，另一端與圓弧段相接。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述建造船臺(tái)塢門內(nèi)總長(zhǎng)106米，建造船臺(tái)坡度為1/60?1/75，由塢門外側(cè)起始向江中水平延伸65m為下水船臺(tái)，下水船臺(tái)坡度為1/12?1/24。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述建造船臺(tái)坡度為:1/72，由塢門外側(cè)5米起始向江中水平延伸65m為下水船臺(tái)，下水船臺(tái)總長(zhǎng)70m,下水船臺(tái)坡度為:1/18。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述圓弧船臺(tái)的坡度計(jì)算過(guò)程如下:
R = AC / cos ( α I + β )
式中:tga I = I / 72 — a I = 0.7957。；tga 2 = 1/18 — a 2 = 3.1798。
β = 90° — a 2 = 86.8202° ;
AB = 65 / sin β = 65.1 m ；AC = AB/2 = 32.55m ；
R = AC / cos ( a I + β ) = 782.485 m。
[0008]式中:A——直線段/圓弧段切點(diǎn)； B—圓弧段末端，即船臺(tái)末端；
C——直線AB的中點(diǎn)；
R——所求圓的半徑；即R=AO=BO ； α I——船臺(tái)直線的坡比角； α 2——直線AB的坡比角； β——直線BA和GA的夾角。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述下水船臺(tái)設(shè)有絞車。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:絞車為低速絞車，其放纜速度為9?13m/min ；
下水船舶下滑力和絞車鋼絲繩的牽引力按以下兩公式計(jì)算:
Fe = QXgXsin α — μ XQXgXcos a + QXV / T F 彡 K Fe / (NCXcos^ )
式中:Fe——下水船舶下滑力，KN ；
Q——船舶自重，2200t ； g——重力加速度，9.8m/s2 ；
a——坡道傾角，(° );分為；坡比1/72時(shí):a I = 0.8° ;坡比1/18時(shí):a 2 = 3.18° μ——坡道摩擦系數(shù)；取0.052 (或0.0145)，
V-移船速度，m/s,通常不大于6m/min = 0.lm/s ；
T——絞車剎車時(shí)間，s ;取0.2s
F-絞車鋼絲繩的牽引力，KN ；
K——安全系數(shù)，K=L 2-1.5 ;取1.5 Ne—鋼絲繩道數(shù)；取6道；
β——牽引鋼絲繩與坡道之夾角，(° )，一般應(yīng)不大于6°。
[0011]在I / 72船臺(tái)坡度上的下滑力FCl:
FCl = QXgXsina I — μ XQXgXcos a I + QXV / T =2200X9.8 X sin0.8° - 0.052 X 2200 X 9.8 X cos0.8° + 2200X0.1 / 0.2 =280KN
絞車鋼絲繩的牽引力Fl:
Fl 彡 K Fcl / (NCXcos^ ) = 70KN
在I / 18船臺(tái)坡度上的下滑力FC2:
FC2 = QXgX sin a 2 — μ XQXgX cosa 2 + QXV / T
=2200X9.8 X sin3.18° — 0.052 X 2200 X 9.8 X cos3.18。+ 2200X0.1 /0.2
=1177ΚΝ
絞車鋼絲繩的牽引力F2:
F2 ^ K Fc2 / (NCXcos^ ) =1.2X1177/ (6Xcos5) = 236KN。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述絞車為50t的絞車，絞車的拉力為490 KN,絞車鋼絲繩規(guī)格為Φ44 mm，破斷拉力為940KN。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)兩次折線過(guò)渡，在折線的水下區(qū)域，計(jì)算出圓弧和直線進(jìn)行過(guò)渡使得既具有折線型的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又利用曲率的逐步降低，達(dá)到坡度逐漸增加的效果，船舶入水速度將遠(yuǎn)小于直線型及折線型船臺(tái)，有效降低了船舶的下水損傷；該型式的船臺(tái)對(duì)比直線型、折線型船臺(tái)，對(duì)于氣囊來(lái)說(shuō)，有更好的力學(xué)性能，而且氣囊的高度減小較慢，從而氣囊有更好的支持力，安全可靠。
[0014]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明的圓弧坡道計(jì)算示意圖；
圖2為本發(fā)明船舶下水示意圖；
圖3為本發(fā)明的船舶艉浮圖；
圖4為本發(fā)明的船舶全浮圖；
圖中標(biāo)號(hào):1-建造船臺(tái)、2-下水船臺(tái)、3-斜線段、4-圓弧段、5-閘門。
[0015]【具體實(shí)施方式】:
為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0016]如圖1至圖4示出了本發(fā)明一種圓弧形氣囊下水船臺(tái)的【具體實(shí)施方式】，所述船臺(tái)包括建造船臺(tái)和下水船臺(tái)，所述下水船臺(tái)包括斜線段和圓弧段，所述下水船臺(tái)的斜線段一端與建造船臺(tái)相切，另一端與圓弧段相接，船臺(tái)整體形成由斜線和圓弧組成的坡道，圓弧曲線段一般從兩個(gè)方面考慮:一是通過(guò)下水計(jì)算確定出船臺(tái)水下部分的長(zhǎng)度，二是通過(guò)水下長(zhǎng)度根據(jù)幾何學(xué)原理，計(jì)算出曲線的弧形圓弧。
[0017]實(shí)施例一:本實(shí)施例采用的船型為海工輔助支持船(下水重量約2200噸)，通過(guò)以下計(jì)算、分析步驟和方法來(lái)驗(yàn)證船臺(tái)。
[0018]船臺(tái)坡度由三部分組成:由塢門外側(cè)2m至現(xiàn)有建造船臺(tái)部分，船臺(tái)的坡度較小，通常為1/60?1/75之間，本實(shí)例建造船臺(tái)坡度為:1/72 ;由塢門外側(cè)5米起始向江中水平延伸65m為下水船臺(tái)，即斜線段為5m，圓弧段為65m，下水坡度不宜太大，根據(jù)計(jì)算選擇坡度，以船舶具備下滑力的大小及能否有效下滑為前提條件。大船取小值，小船取大值，一般為1/12?1/24，本實(shí)例下水船臺(tái)坡度取:1/18 ;以及由圓弧船臺(tái)組成，圓弧船臺(tái)為圓弧型；整個(gè)坡道全長(zhǎng)由一個(gè)斜線加圓弧組成；圓弧計(jì)算如圖1所示，計(jì)算過(guò)程如下:
R = AC / cos ( α I + β )
式中:tga I = I / 72 — a I = 0.7957。；tga 2 = 1/18 — a 2 = 3.1798。
β = 90° — a 2 = 86.8202°
AB = 65 / sin β = 65.1 m ；AC = AB/2 = 32.55m ；
R = AC / cos ( a I + β ) = 782.485 m ；
圖中字母含義如下所指:
A—直線段/圓弧段切點(diǎn)；
B—圓弧段末端，即船臺(tái)末端；
C——直線AB的中點(diǎn)；
D——圓弧段AB的中點(diǎn)；
E——垂線BE與半徑AO的交點(diǎn)；
F——水平線BF與AO的交點(diǎn)；
G——直線AG與半徑BO的交點(diǎn)；
R——所求圓的半徑；即R=AO=BO ； a I——船臺(tái)直線的坡比角，即=Z EBF ； α 2——直線AB的坡比角，即Z ABF ； β——直線BA和GA的夾角；
根據(jù)對(duì)本實(shí)施例所述的代表船型的下水計(jì)算，該坡度能滿足下水要求。
[0019]本實(shí)例船臺(tái)的總長(zhǎng)為176m，寬42m，滿足實(shí)例船舶下水的船臺(tái)要求，船舶下水所需要的船臺(tái)有效長(zhǎng)度和寬度尺寸計(jì)算如下:
船臺(tái)長(zhǎng)度:
Lb = L0A+L
式中:Lb—船臺(tái)有效長(zhǎng)度，m;
LOA一船舶總長(zhǎng)，m ；
L 一船舶在船臺(tái)上的艏、艉工作間距之和，取20m ；
Lb = L0A+L = 70.7+20 = 90.7m ；
船臺(tái)寬度:
Bb = B+b
式中:Bb——船臺(tái)寬度(m)
B——船舶型寬為16m ；
b—船舶舷側(cè)外船臺(tái)面寬度，一般取4?Sm，取值大小決定于船舶大小及其舷側(cè)作業(yè)裝備的形式。此處取4m;
Bb = B+b = 20m ；
根據(jù)以上，及現(xiàn)有船臺(tái)面寬度為42m，對(duì)于設(shè)計(jì)代表船舶可兩船并聯(lián)建造；對(duì)于下水船臺(tái)上的絞車一般選用低速絞車，其放纜速度為9?13m/min ；
下水船舶下滑力和絞車鋼絲繩的牽引力按以下兩公式計(jì)算:
Fe = QXgXs in α — μ X QX gX cos a + QXV / T
F 彡 K Fe / (NCXcos^ )
式中:Fe——下水船舶下滑力，KN ；
Q——船舶自重，2200t ； g——重力加速度，9.8m/s2 ；
a——坡道傾角，(° );分為；坡比1/72時(shí):a I = 0.8° ;坡比1/18時(shí):a 2 = 3.18° μ——坡道摩擦系數(shù)；取0.052 (或0.0145)，
V-移船速度，m/s,通常不大于6m/min = 0.lm/s ；
T——絞車剎車時(shí)間，s ;取0.2s
F-絞車鋼絲繩的牽引力，KN ；
K——安全系數(shù)，K=L 2-1.5 ;取1.5 Ne—鋼絲繩道數(shù)；取6道；
β——牽引鋼絲繩與坡道之夾角，(° )，一般應(yīng)不大于6°。
[0020]在I / 72船臺(tái)坡度上的下滑力FCl:
FCl = QXgXsina I — μ XQXgXcos a I + QXV / T =2200X9.8 X sin0.8° - 0.052 X 2200 X 9.8 X cos0.8° + 2200X0.1 / 0.2 =280KN
絞車鋼絲繩的牽引力Fl: Fl 彡 K Fcl / (NCXcos^ ) = 70KN 在I / 18船臺(tái)坡度上的下滑力FC2:
FC2 = QXgX sin α 2 — μ XQXgX cosa 2 + QXV / T
=2200X9.8 X sin3.18° — 0.052 X 2200 X 9.8 X cos3.18。+ 2200X0.1 / 0.2
=1177ΚΝ
絞車鋼絲繩的牽引力F2:
F2 ^ K Fc2 / (NCXcos^ ) =1.2X1177/ (6Xcos5) = 236KN本船臺(tái)實(shí)際配備規(guī)格為50t絞車的拉力為490 KN,絞車鋼絲繩規(guī)格為Φ44ιμ，破斷拉力為940KN，均滿足船舶下水設(shè)備配置要求。
【權(quán)利要求】
1.一種圓弧形氣囊下水船臺(tái)，其特征在于:所述船臺(tái)包括建造船臺(tái)和下水船臺(tái)，所述下水船臺(tái)包括斜線段和圓弧段，所述下水船臺(tái)的斜線段一端與建造船臺(tái)相切，另一端與圓弧段相接，船臺(tái)整體形成由斜線和圓弧形成的坡道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述圓弧形氣囊下水船臺(tái)，其特征在于:所述建造船臺(tái)坡度為1/60?1/75，由塢門外側(cè)起始向江中水平延伸65m為下水船臺(tái)，下水船臺(tái)坡度為1/12?1/24。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述圓弧形氣囊下水船臺(tái)，其特征在于:所述建造船臺(tái)塢門內(nèi)總長(zhǎng)為106米，所述建造船臺(tái)坡度為:1/72，由塢門外側(cè)5米起始向江中水平延伸65m為下水船臺(tái)，下水船臺(tái)總長(zhǎng)70m，下水船臺(tái)坡度為:1/18。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述圓弧形氣囊下水船臺(tái)，其特征在于:所述下水船臺(tái)的圓弧段坡度計(jì)算過(guò)程如下:
R = AC / cos ( α I + β )
式中:tga I = I / 72 — a I = 0.7957。；tga 2 = 1/18 — a 2 = 3.1798。
β = 90° — a 2 = 86.8202° ;
AB = 65 / sin β = 65.1 m ；AC = AB/2 = 32.55m ；
R = AC / cos ( a I + β ) = 782.485 m ； 式中:A——直線段/圓弧段切點(diǎn)； B—圓弧段末端，即船臺(tái)末端； C——直線AB的中點(diǎn)； R——所求圓的半徑；即R=AO=BO ； a I——船臺(tái)直線的坡比角； a 2——直線AB的坡比角； β——直線BA和GA的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述圓弧形氣囊下水船臺(tái)，其特征在于:所述下水船臺(tái)設(shè)有絞車。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述圓弧形氣囊下水船臺(tái)，其特征在于:絞車為低速絞車，其放纜速度為9?13m/min ； 下水船舶下滑力和絞車鋼絲繩的牽引力按以下兩公式計(jì)算: Fe = QXgXsin a — μ XQXgXcos a + QXV / T F 彡 K Fe / (NCXcos^ ) 式中:Fe——下水船舶下滑力，KN ； Q——船舶自重，2200t ； g——重力加速度，9.8m/s2 ； a——坡道傾角，(° );分為；坡比1/72時(shí):a I = 0.8° ;坡比1/18時(shí):a 2 = 3.18° μ——坡道摩擦系數(shù)；取0.052 (或0.0145)， V-移船速度，m/s,通常不大于6m/min = 0.lm/s ； T——絞車剎車時(shí)間，s ;取0.2s F-絞車鋼絲繩的牽引力，KN ； K——安全系數(shù)，K = 1.2?1.5 ;取1.5 Ne—鋼絲繩道數(shù)；取6道； β—牽引鋼絲繩與坡道之夾角，(° )，一般小于等于6° ； 在I / 72船臺(tái)坡度上的下滑力FCl: FCl = QXgXsina I — μ XQXgXcos a I + QXV / T =2200X9.8 X sin0.8° - 0.052 X 2200 X 9.8 X cos0.8° + 2200X0.1 / 0.2 =280KN 絞車鋼絲繩的牽引力Fl:
Fl 彡 K Fcl / (NCXcos^ ) = 70KN
在I / 18船臺(tái)坡度上的下滑力FC2: FC2 = QXgX sin a 2 — μ XQXgX cosa 2 + QXV / T
=2200X9.8 X sin3.18° — 0.052 X 2200 X 9.8 X cos3.18。+ 2200X0.1 / 0.2
=1177ΚΝ 絞車鋼絲繩的牽引力F2: F2 ^ K Fc2 / (NCXcos^ ) =1.2X1177/ (6Xcos5) = 236KN。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述圓弧形氣囊下水船臺(tái)，其特征在于:所述絞車為50t的絞車，絞車的拉力為490 KN,絞車鋼絲繩規(guī)格為Φ44ιμ，破斷拉力為940KN。
【文檔編號(hào)】B63C3/00GK104494796SQ201410728459
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】朱彬, 金治濤, 陳毅, 代磊, 邵榮 申請(qǐng)人:南通潤(rùn)邦海洋工程裝備有限公司