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船用缆绳破断强力参照表
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黄法斌（船长）　汪春生（大副）
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大型船舶靠泊时断缆原因分析及应对措施
黄法斌（船长）　汪春生（大副）
&&& 大型船舶由于受风面积庞大，强风易使系缆猛然拉伸而崩断，或由于涌浪影响使船舶上下前后摇荡剧烈，造成首尾系缆频繁磨损而断裂，严重的会产生连锁反应，系缆会相继崩断，使船舶漂离泊位，造成擦碰码头、航道内设施或其他船舶等后果，严重影响船舶靠泊安全。
&&& 【船舶断缆原因分析】
&&& 分析船舶断缆的原因，不外乎泊位外界因素和船舶自身因素这两种。泊位的地理位置和气象环境，是造成船舶断缆主要原因。一般来讲，泊位位于河流、海流湍急地段，或河海口交界处，受强涌浪影响的港口，以及强风袭扰的港口，都是最容易发生断缆事故的区域。自身因素方面，主要是因为大型船舶体积庞大，上层建筑物高耸，受风面积极大，在受强风影响下，导致作用在前后系缆上的拉力将非常巨大；另外由于大型船舶质量大，如受涌浪影响，船舶产生上下前后起伏运动时，巨大的惯性冲击将使系缆绳的拉伸摩擦更为强烈。
&&& 受强涌浪影响的港口区域，发生断缆的原因往往是因为系缆长时间受涌浪摇荡，缆绳与导缆孔、船体突出物或码头边沿反复摩擦导致严重磨损，或由于涌浪作用缆绳受不均衡的张力反复拉伸收缩，系缆内部受疲劳应力损伤，最后受损系缆的实际破断拉力（缆绳的破断拉力减去绞缆机作用在缆绳的张力）小于涌浪对船舶造成的摇荡顿力而崩断。
强风袭扰的港口区域，如大型船舶吃水不大且甲板装有多层集装箱，将导致受风面积巨大，此时猛烈的阵性强风往往会对船舶造成瞬间强大的推力，如果前后系缆受力不均，或缆绳状况不好，将很容易超过缆绳的实际破断拉力（同上）而崩断。
&&& 【船舶断缆的预防与应对】
抵港前，船方应积极与当地代理、港口联系沟通，了解气象条件、受风、涌浪特点及附近水面交通情况等，然后有针对性地布置落实应对措施，充分准备，从容应对。装卸要避免单边装卸引起船舶过度倾斜，导致前后系缆受力不均或倾斜受力造成张力集中，增加系缆的负荷。
&&& 强风中的防断缆措施
&&& 把握出缆角度和缆绳均衡受力。靠泊前，仔细观察泊位主风向和涌浪情况，结合抵港前获得的信息，合理决定前后出缆的角度和缆绳受力程度的控制。如当时偏向于吹开风，出缆应选择离船稍近的艏、艉缆的系缆桩（如码头系缆桩有选择余地的话），以增加船舶正横方向的缆绳拉力，增加抗风性，前后系缆适度调整到相同张力，均衡受力；如风偏向于艏、艉来风，则应选择离船稍远系缆桩（即减小缆绳与船舶艏、艉向间的夹角），增加船舶艏、艉方向的系泊拉力，并且迎风面的系缆应调整缆绳使受力均匀、收紧，背风面不要收得太紧，保持适度拉力即可，以免产生过大扭力增加迎风面缆绳负荷。
&&& 合理使用和转换自动缆。船舶设置自动缆的目的是自动调整前后系缆的松紧度，始终保持缆绳适当受力，使船紧贴泊位方便作业。但自动缆也有其使用限制，超过额定拉力，绞缆机启动自动保护停止工作。所以，受涌浪影响大、经常受强风袭扰区域，建议不要使用自动揽，改为手动并绞紧后用刹车刹住（但要记得脱开离合器，避免缆绳拉力一直作用在离合器上，导致其变形）。
&&& 强风中船舶防漂移。首先靠泊带缆是尽量保持各缆绳受力均匀；其次可以适当前后各加一根缆绳，根据天气预报的风向决定加缆的出缆角度，将加缆“8字挽桩”带在双带缆上，最好绕5道，最后打个半结，以防滑脱，并加强巡视，经常调整使其与其他缆绳均匀受力。万一船在强风中漂离泊位，切勿惊慌失措，切忌强行硬绞缆绳使船归位，尽量利用刹车保持住原有漂离状态，待阵性强风过去再设法绞进贴紧，同时全船广播应急准备，备妥主机和侧推，并向港方报告并申请拖船帮助。
&&& 减轻涌浪导致的缆绳过度磨损
&&& 如果出缆角度允许，船舶系缆的出缆点应尽量避免使用固定洞孔的出缆孔，尽量使用滚轮、滚柱等可活动缆孔，这样缆绳在因涌浪造成船舶起伏松紧摩擦运动中，将随同活动的滚轮一起运动，避免对缆绳磨损伤害。虽然带缆时分开出缆繁琐一点，但是避免对缆绳的磨损。
&&& 目前多数船绞缆机上用来盘缆的绞盘多采用双槽式，一般情况下宜将系泊时受力部分的缆绳盘在较窄缆槽内，而将剩余缆绳盘在较宽缆槽内，在计算各槽内缆绳的分配量时要根据本船出缆孔位置，结合各码头的缆桩距离情况，合理分配，最佳的分配方法是缆绳上桩绞紧后，保持吃力的窄槽内剩余约一层缆绳，这样既可以减少力臂增加缆绳拉力，又可避免缆绳层数过多，使缆绳由于受力嵌入其他松散的缆绳圈内卡住，给解缆带来麻烦。
&&& 如果缆绳与导缆孔、船体突出物等摩擦不可避免，船方应提前做好各种防摩擦准备，尽量避免或减少缆绳的磨损，此时缆绳不宜受力太紧，保持适度松弛即可，以免受力过度加大与缆孔的磨损，只要不影响装卸和靠泊安全，甚至允许船舶稍稍偏出泊位；在缆绳与缆孔摩擦部位附近用“双8字”方式缠上防滑链条或绑上麻袋、破布等，想方设法避免缆绳直接与铁质缆孔直接接触磨损；当由于潮水、泊位高度等原因，船上的出缆点低于码头的缆桩时，缆绳将与码头边沿摩擦，此时可在码头边沿垫上麻袋、破布等防摩擦。
&&& 安全责任重于泰山，船舶工作者应重视大型船舶靠泊时容易发生断缆的问题，根据各靠泊港口的实际状况和所处环境，有针对性的提前做好各项准备工作，如港口易受大风影响，应做好防风准备，合理加缆；如港口流急涌大，或者由于潮差大、装卸货过程中船舶吃水变化大等原因易导致缆绳磨损，应做好各种防止缆绳摩擦措施。船方应做好应急预案，督促值班人员落实各种措施和方案，加强巡视，提高责任心和风险意识，齐心协力保证船舶系泊安全。
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《船舶结构与设备》课程教案(适用于航海技术专业)重庆交通大学应用技术学院《船舶结构与设备》课程教案第 1 页共 118 页第一章：船舶常识课题题目 船舶各部位的名 称、作用与主要 标志 船舶尺度与船舶 吨位 船舶种类和特点 重点：几种典型船舶及其特点(如客船、集 装箱船、散货船、滚装船、液货船) 本章复习与思考题： 1.船舶尺度的种类与用途。 2.最大尺度、船型尺度、登记尺度各自包括的基本尺度种类。 3.球鼻首和首侧推器标志的作用。 4.吃水标志的种类与吃水的正确读取方法。 5.载重线标志中各线段的含义及作用。 6.集装箱船舶的主要特点。 7.散货船的种类与主要特点。 8.油船的结构特点。 采用多媒体或课堂教学 重点：船舶尺度、总吨位与净吨位 采用多媒体或课堂教学 教学重点和难点 重点： 船舶各层甲板的名称与船舶主要标志 难点：船舶吃水的正确观测方法 教学组织安排 采用多媒体或课堂教学《船舶结构与设备》课程教案第 2 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本船舶基本组成和主要标志；船舶尺度和船舶吨位 《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年 1-2/50 修订日期一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：通过该内容学习，掌握船舶尺度的概念，船舶主要标志认识，船舶尺度 比对船舶性能的影响。 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 (一)船体备主要部位、舱室名称1．部位名称 船首（head） 尾部（quarter） 首柱（stem） 舷弧（sheer） 船尾（stern） 船中（midship） 首尾线（fore and aft line） 尾柱（stern post） 下（层）甲板（lower 首部（bow） 叫左舷（port） 正横（abeam）右舷（starboard） 前方（ahead） 后方（astern）上甲板（upper deck） deck）二甲板（second deck）三甲板（third deck） 单底（single bottom） 双层底（double bottom） 横舱壁（transverse bulkhead） 梁拱（camber） plate keel） 舭部(bilge) 水密横舱壁（transverse watertight bulkhead） 防撞舱壁（collision bulkhead） 舷侧（ship side） 平板龙骨（flat《船舶结构与设备》课程教案 2．舱室名称 首尖舱（forepeak tank） 机舱（engine room） 货舱（cargo hold） 甲板间舱（tween deck） (二)上层建筑备部位名称 l．首楼（forecastle） 尾尖舱（afterpeak tank） 。第 3 页共 118 页三岛式船（ “three－island”ship） 。 水密舱壁（watertight bulkhead） 底舱门。(lower hold)。4）双层底舱（double bottom tank） ：是位于船首部的船楼。其内部空间分成物料间、油漆间等。其顶层甲板称为首楼甲 板。 2．尾楼（poop） 是位于船尾部的船楼。它上面的甲板称为尾楼甲板。 3． 桥楼（bridge） 是位于船中部的船楼。尾机型船通常将桥楼与尾楼合并在一起。 起居甲板（accommodation deck） 。 救生艇所在的甲板叫艇甲板（boat deck） 。 驾驶台所在的甲板叫驾驶甲板（bridge deck） 。 标准罗经所在的甲板称为罗经甲板（compass deck） 。 如果是平台，则称为罗经平台（compass platform） 。 罗经甲板是桥楼上露天的最高一层甲板，俗称猴岛（monkey island） 。 4．甲板室（deck house） 是指宽度与船宽相差较大的围蔽建筑物。最常见的是围在桅柱周围的甲板室，称之 为桅室或桅屋（mast house） 。 (三)船舶尺度与主要标志 l 船舶尺度 船舶尺度，主要是指表示船体外形大小的尺度，即船的长、宽、深各吃水等。 ?它 是根据各种船舶规范和船舶在营运中使用上的要求定义的。 按照不同的用途，主要可分为三种：船型尺度、登记尺度和船舶最大尺度。1．在船舶入级与建造规范中定义的船舶尺度――船型尺度《船舶结构与设备》课程教案第 4 页共 118 页它主要是从船体型表面上量取的尺度， 在船舶的许多性能的理论计算中和一些主要 的船舶图纸上，均使用和标注这种尺度。它也称为理论尺度和计算尺度。 (1)船长 LBP 沿设计夏季载重水线，由船首柱前缘量至舵柱后缘的长度；对无舵柱的船舶，由船 首柱前缘量至舵杆中心线的长度，即船首尾垂线间的长度，但均不得小于设计夏季载 重水线总长的 96%，且不必大于 97%。 (2)型宽 B 在船体的最宽处，由一舷的肋骨外缘量至另一舷的肋骨外缘之间的水平距离。 (3)型深 F 在船长中点处，由平板龙骨上缘量至干舷甲板横梁上缘的垂直距离；对甲板转角为 圆弧形的船舶，则由平板龙骨上缘量至甲板型线与船舷型线的交点。 (4)型吃水 d 在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季载重水线的垂直距离。 通常用垂线间长、型宽、型深表示船体外形的大小。这三个尺度称为船舶主尺度， 一般写成下面的形式：主尺度=垂线间长 LBP×型宽 B×型深 D 2．海船吨位丈量规范中定义的船舶尺度――登记尺度 这种尺度主要是用于登记船舶、丈量与计算船舶吨位的，故称登记尺度。 (1)登长 LR 是指量自龙骨板上缘的最小型深 85%处水线长度的 96%，或沿该水线从船首柱前缘 量至上舵杆中心的长度，取两者中较大者。 (2)登深 D 1)登深是指在船长 LR 中点船舷处从平板龙骨上表面量至上甲板下表面的垂直距离。 2)具有圆弧形舷边的船舶，登深是量至甲板型线和船舷外板型线相交之点，这些线 的引伸是把该舷边看做是设计为角形的。 3)当上甲板为台阶型甲板并且其升高部分延伸超过决定登深的一点时， 登深应量至 较低部分甲板与升高部分相平行的延伸线。& (3)登宽 B 是指船长 LR 中点处的最大宽度。 对于金属外板的船舶， 其宽度量至两舷的肋骨型线。 对其他材料外板的船舶，其宽度量至船外板的外表面。 (4)国内航行船舶 1)量吨甲板长度(L) 指量吨甲板型线首尾两端之间的水平长度。如果量吨甲板有台阶时，则取其低者， 并作延伸线进行量计。 2)船宽(B)《船舶结构与设备》课程教案第 5 页共 118 页指船舶中剖面型线的最大宽度。对金属外板的船舶，应量至两舷外板的内表面；对 非金属的船舶，则量至两舷外板的外表面。 3)船深(H) 对金属外板的船舶， 系指在中剖面处从龙骨板上表面量至量吨甲板在船舷处的下表 面的垂直距离；对非金属的船舶，此垂直距离应包括底板的厚度。 3．船体最大尺度 船舶在停靠码头、进坞及过船闸、桥粱。架空电线和狭窄航道、船舶避碰操纵等要 用到船体 最大尺度。 (1)总长 LOA 包括两端上层建筑在内的船体型表面最前端与最后端之间的水平距离。 (2)最大船长 Lmax 船舶最前端与最后端之间包括外板和两端永久性固定突出物(如顶推装置等)在内 的水平 距离。 (3)最大船宽 Bmax 包括外板和永久性固定突出物(如护舷材;水翼等)在内的垂直于中线面的船舶最大 水平 距离。 (4)最大高度 是从船舶的空载水线面垂直量至船般固定建筑物，包括固定的桅、烟囱等在内的任 何构件最高点的距离。净空高度等于最大高度减去吃水; l 船舶主尺度比 船舶主尺度比是表示船体几何形状特征的重要参数， 其大小与船舶的航海性能有密 切关系。常用的有： 1．长宽比 L/B 一般是指垂线间长与型宽的比值。该比值越大，船体越瘦长；其快速性和航向稳定 性越好，但港内操纵不灵活。 2．宽度吃水比 B/d 一般是指型宽与型吃水比值。该比值大，船体宽度大，船舶稳性好，但横摇周期小， 耐波性变差，航行阻力增加。 3．型深吃水比 D/d 是指型深与型吃水比值。该比值大，干舷高，储备浮力大，抗沉性好;船舱容积增 大，重心升高。 4．船长型深比 L/D 是指垂线间长与型深比值。该比值大对船体强度不利， 5．船长吃水比 L/d《船舶结构与设备》课程教案第 6 页共 118 页一般是指垂线间长与型吃水比值。该比值大，船舶的操纵回转性变差。 l 船舶主要标志 在船体外面有各种标志，主要有:1.吃水标志 船舶的吃水标志(draft mark)叫水尺。它绘在船首、尾及船中两侧船壳上，俗称六 面水尺。 水尺采用米制，用阿拉伯数字标绘，每个数字的高度为 10cm，上下两数宇的间距也 是 10cm，并以数字下缘为准。采用英制水尺时，用阿拉伯数字或罗马数字标绘，每个 数字高度为 6in，数字与数字的间距也是 6in，也以数字下缘为准。 观测船舶吃水时，根据实际水线在数字中的位置，按比例取其读数。有波浪时应取 其最高及最低时读数的平均值。有些大型船舶设有吃水的指示系统，可以在驾驶台上 直接读出六面水尺的读数 2．载重线标志 船舶载重线标志是指为标明船舶载重线位置， 用以检查装载状态使之不小于己核定 的最小干舷，而按载重线公约或规范所规定的式样勘绘于船中两舷的标志。现根据规 范，就各类国际航行船舶的载重线标志说明如下: (1)散装液体货船及其一般货船的载重线标志《船舶结构与设备》课程教案第 7 页共 118 页图中的圆环叫载重线圆盘。圆盘向船首方向还绘有各区域和季节区的载重水线，它 们是: 夏季载重线“S”(summer loadline)。该水线与圆盘中心线处于同一高度。 冬季载重线“W”(winter loadline); 冬季北大西洋载重线“WNA”(winter north atlantic loadline)(船长大于 100m 的船舶可以不勘绘)。 热带载重线“T”(tropical loadline) 夏季淡水载重线“F”(fresh water loadline) 热带淡水载重线“TF”(tropical fresh water loadline) (2)木材船的载重线标志 (3)客货船载重线标志 3．其他标志 (1)船名和船籍港标志 (2)烟囱标志 (3)球鼻首和侧推器标志 (4)分舱标志及顶推位置标志 (5)暗车标志《船舶结构与设备》课程教案 三、讲授内容重点和注意事项 重点： 1．船舶尺度概念；水尺标志；载重线标志以及其它标志 2．船舶尺度比作用 注意事项：第 8 页共 118 页加强对概念的理解；船舶尺度之间的区别学生不易掌握；船舶尺度比对船舶性能 影响理解容易混淆，并通过国家海事局题库对其内容进行强化。 四、自学内容和作业 1.船舶尺度的种类与用途。 2.最大尺度、船型尺度、登记尺度各自包括的基本尺度种类。 3.球鼻首和首侧推器标志的作用。 4.吃水标志的种类与吃水的正确读取方法。 5.载重线标志中各线段的含义及作用。教案撰写人 刘元丰 教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 9 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本船舶常识 3-4/60船舶种类与特点。 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：通过对该内容学习，了解普通船舶、专用运输船舶、多用途船以及专用 船舶名称、作用和特点，通过图片展示船舶实图，加深学生对船舶认识和了解。 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 (一)普通船舶 l．客船（Passenger ship） 是用于运送旅客及其携带行李的船舶。对兼运少量货物的客船也称客货船。凡载客 超过 12 人行均视为客船。 客船的特点是具有良好的航海性能，安全设备与生活设施齐全，上层建筑高大，航 速较高，具有良好的抗沉性。 2．杂货船（General cargo ship） 主要装运各种成捆、成包、成箱和桶装的杂件货。杂货船的货舱一般分为上下两层 或多层，以防底部货物被压损，舱口尺寸较大以便于装卸。舱口上通常设有 3t～5t 的 起货设备，个别舱口处还设有数十吨以上的大型起货设备。 3．散货船（Bulk carrier） 是专门装运谷物、煤炭、矿砂等大宗散货的船舶。散货船多为尾机型单甲板船，舱 口较宽大，并且多不配起货设备。 根据货种和结构形式的不同，散货船大体可分为以下几种： (1)通用型散货船： (2)矿砂船（Ore carrier） ： (3)自卸式散货船： (二)专用运输船舶 1．集装箱船（container ship） 是指以装运集装箱货物为主的船舶。 事先将货物装入集装箱内， 再把集装箱装上船。 这种运输方式的优点是装卸效率高，能减少货损货差。 主要特点是: （1）货舱和甲板均能装载集装箱； （2）多为单层甲板，舱口宽而长，采用双层船壳结构，两层船壳之间可作为压载 水舱；《船舶结构与设备》课程教案第 10 页共 118 页（3）为使集装箱堆放和稳固，在货舱内设置箱轨、柱、水平桁材等，组成固定集 装箱用的蜂窝关格栅，集装箱沿着导轨垂直地放入格栅中。在甲板上设有固定集装箱 用的专用设施； （4）主机马力大、航速高，多数为两部主机，双螺旋桨，船型较瘦削的远洋高速 集装箱船的方形系数小于 0.6； （5）通常不设起货设备，而利用码头上的专用设备装卸。半集装箱船因货源不稳 定而在部分货舱装运集装箱，其他货舱装运杂货或散货，船上通常设有起货设备。 2.滚装船（roll on／roll off ship） 它装运的货物主要是车辆和集装箱。装卸时，在船的尾部、舷侧或首部，把跳板放 到码头上，汽车或拖车通过跳板上下，实现货物的装卸。故滚装船又称开上开下船或 滚上滚下船。 滚装船的主要特点是： （1）结构较特殊，上层建筑高大，上甲板平整，无舷弧和梁拱，露天甲板上无起 货设备； （2）甲板层数多（一般为 2~4 层） ，货舱内支柱极少，一般为纵通甲板，主甲板以 下设有双层船壳，两层船壳之间可作为压载水舱； （3）为了便于拖车进出，货舱区域内不设横舱壁，采用强横梁和强肋骨保证横强 度；在各层甲板上设有升降平台或内跳板供车辆行驶； （4）滚装船多数在尾部开口，即尾门；尾门跳板靠机械或电动液压机均进行开闭， 并保证水密；尾门跳板分尾直跳板和尾斜跳板，为装卸作业的安全，尾直跳板的工作 坡度应小于 8。 （跳板与水平面的夹角） ，通常为 4。~5。 ，尾跳板可向船的一个舷侧向偏 斜 30。-40。 （跳板与水平面的夹角） ；另还有尾旋转跳板、舷侧跳板和首门跳板，其结 构不同，工况也有差异； （5）装卸作业时，因为跳板与码头的坡度不能太大，所以要求船舶吃水在装卸过 程中变化不能太大，因此，必须用压载水平调节吃水、纵横倾和稳性等； （6）滚装船大多数在首侧侧推装置，以改善靠离码头的操纵性； （7）滚装船的方形系数 Cb 不大于 0.6； （8）滚装船为纵通甲板，抗沉性较差。另外，舱容利用率低，造价高。 3.载驳船（barge carrier） 先将货物装在规格相同的小驳船里，再将这些驳船装到母船上一起运输， 载驳船的装卸效率高，为普通货船的 30 倍以上。其运费低，不需要码头，非常适 合海、河联运。 4.冷藏船（refrigerated cargo ship） 是指运送及冷藏鱼、肉、蛋、水果等易腐货物的专用船。冷藏船的特点是具有良好《船舶结构与设备》课程教案第 11 页共 118 页的隔热设施和制冷设备，其货舱也较小，货舱甲板层数较多（一般为 3~4 层） 。由于货 源限制，冷藏船吨位一般不大。 5.木材船（Timber carrier） 是专运木材的船舶。木材船的特点是： （1）为便于装卸和堆放，货舱要求长而大，舱内无支柱； （2）为防止甲板木材滚落舷外，而且舷墙也较高； （3）为不影响货物堆放和人员操作，起货机均安装在桅楼平台上； （4）甲板强度要求高。 6.油船（oil tanker） 是指专门从事海上运输原油或成品油的船舶(如图 1-1-6 所示)。 油船的主要特点有： 1.油是液体货物，因此油船可以采用纵骨架式船体结构以减轻船体重量； 2.因石油的运量大、装卸速度快，而载重量越大运输成本越低。油船的总载重量近 海约为 30 550 000t；近洋约为 60 000t；远洋大油船约为 200 000t；超大型油船约为 000t；3.油船的船长、宽度比 L/B 较小，而船宽吃水比 B/d 和方形系数 Cb 较大，油船船 型较肥； 4.油船都是尾机型船，机舱、锅炉舱布置在船尾部，使货油舱连接成一个整体，增 加货舱容积，对于防火、防爆、油密等亦有利； 5.为了减少自由液面对稳性的影响及提高舰船的总纵强度，油船必须设置纵向舱 壁。 。 6.在货油舱区域的前后两端设隔离空舱，与机炉舱、居住舱室等隔开，以防止油类 的渗漏和防火、防爆。 7.油船以往都是单甲板、单层底结构的。但是，油船发生海损事故会严重污染，所 以近年来对中型以上油船设置双层底或双层船壳。 8.专用压载舱。 7．液体化学品船（liquid chemical tanker） 装运的液体化学品多为有毒、易燃和强腐蚀性物质。为了便于装载和防止泄漏，液 舱分得较小，货舱下设有双层底，以防化学品意外泄漏而污染海洋。甲板上带有不锈 钢液罐，供装载强腐蚀性货物。为了方便液货舱的清洗，增强液化舱的抗腐蚀能力， 扩大使用范围，有的船部分或全部的液舱采用不锈钢材料。 8.液化气船（liquid gas tanker） 液化气运输船分液化石油气船（liquid petroleum gas tanker 或 LPG tanker）和 液化天然气船（liquid natural gas tanker 或 LNG tanker）两大类。液化石油气船《船舶结构与设备》课程教案第 12 页共 118 页装运的石油气的主要成分是丙烷，可以在常温下加压液化，也可在常压下冷冻液化。 其货舱为球形或圆柱形耐压容器；液化天然气船最早出现于 50 年代末。 天然气的主要成分是甲烷， 在常压下的液化温度约为－1640C， 货舱的结构采用的材 料和隔热装置必须满足极低温运输的要求。货舱的形状有球形、棱柱形等。 (三)多用途船（multi－purpose ship） 主要有多用途杂货船和多用途散货船两大类。随着集装箱船的迅速普及与发展，一 般杂货也逐渐趋向集装箱化。常见的有矿－油两用船(oil ore carrier 缩写为 O.O) 和矿－油－散三用船（oil bulk ore carrier 缩写为 O.B.O） 。 (四)专用船舶 1.拖轮（tug boat） 拖轮的尺寸小，但功率大、强度高、稳性好、操作灵活，多用于协助他船进行港 内操纵。大功率拖轮还可用于海上拖带。 2.供应船（supply boat） 是指专门向到港船舶供应燃油的供油船和供应淡水的供水船。 3.破冰船（ice breaker） 是专门用于破开航道上冰层和救助冰困船舶的工作船， 其船首呈前倾状并予以特别 加强。首尾的左右舷均设有大的压载舱。破冰时使船首冲上冰层，再将尾压载水打到 首压载舱，靠重力或船身左右晃动将冰压碎。 4．海难救助船（rescue ship） 是专用于救援遇难船舶的工作船。其外形与大型拖轮相似，但航速较快，有良好的 航海性能，并配有各种救助设备，能在恶劣气象条件下驶近遇难船，对遇难船舶进行 救助及拖带。 5．消防船（fire boat） 是扑救港内船舶火灾或扑救码头上临近建筑物火灾的工作船， 。船上设有多门消防 炮，用以喷射泡沫或高压水柱。还设有液压升降台，用于扑救高处火灾。 6．挖泥船（dredger） 是用于疏浚航道的工程船。按其工作原理分为耙吸式、绞吸式、抓斗式、链斗式等 几种类型， 7.从事捕鱼的船(fishing vessel) 是从事捕鱼和辅助捕鱼的船舶。按其作业方式分为拖网船、围网船、流网船、延绳 钓船、捕鲸船和渔类加工船等。 除了以上几种专用船舶外，还有海上钻井船、海洋环境监视船、科学考察船、浮 油回收船、打桩船、打捞船、引航船和布设维修航标的航标船等。《船舶结构与设备》课程教案 三、讲授内容重点和注意事项 重点： 1．各种船舶特点； 2．强调滚装船、集装箱船和油船特点； 注意事项：第 13 页共 118 页通过本内容讲解，加深学生对船舶了解，增强学生船舶兴趣，和本专业性质的认 识。 四、自学内容和作业 1.集装箱船舶的主要特点。 2.散货船的种类与主要特点。 3.油船的结构特点。 4.滚装船结构特点。教案撰写人 刘元丰 教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 14 页共 118 页第二章：船体结构与船舶管系课题题目 船体受力与变形， 船舶骨架形式，船 舶外板。 船体结构 重点：船体需加强的部位与方法 难点：保证船体强度的各构件 船舶管系 船图识读 本章复习与思考题： 1.船用钢材的种类、高强度船体结构钢与一般强度船体结构钢相比具有优缺点。 2.船用钢材的应用类型。 3.船体构件焊接连接的种类、焊接的优缺点。 4.船体结构形式的种类及各自的结构特点。 5.船壳外板的编号方法。 6.双层底结构的作用及其主要组成部分。 7.肋骨的编号方法。 8.舱口围板的作用。 9.解释梁拱与舷弧及其作用。 10.舱壁按用途分具有的种类，水密横舱壁的主要作用。 11.保证船体总纵向强度与横向强度的构件(任课教师应作总结)。 12.船舶防火分隔的等级及其相应要求。 13.干货船管系按用途分具有的种类。 14.舱底水管系与压载管系的作用及组成。 15.通风管系的作用、船上常见的通风系统及通风筒的种类。 重点：干货船管系的种类、组成及作用 重点：船体总布置图的组成和内容 采用多媒体或课堂教学 采用多媒体或课堂教学 采用多媒体或课堂教学 教学重点和难点 重点：船体骨架结构形式的种类 难点：保证船体强度的各构件 教学组织安排 采用多媒体或课堂教学《船舶结构与设备》课程教案第 15 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本船舶结构与船舶管系 5-6/60船体受力和变形。 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：了解船舶航行过程受到哪些外力对其产生作用，对船舶会产生哪些影响， 以及在生产过程中如何克服。 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 1.作用在船体上的力 船舶不论是航行、停泊，还是进坞，都受到各种外力的作用，如船体重力、货物 重力、水的压力、波浪冲击力、机器振动力及坞墩反力等。根据这些力对船体作用的 效果，大体上分为总纵弯曲力矩、横向力和局部力。 1．总纵弯曲力矩 总纵弯矩（total longitudinal bending moment） 。它由静水总纵弯矩和波浪总 纵弯矩两部分叠加而成。 (1)静水总纵弯矩： (2)波浪总纵弯矩：2．纵向扭矩 当船舶首尾部的装载在船体中心线两侧不对称时，或当船舶在斜浪中航行时，以《船舶结构与设备》课程教案第 16 页共 118 页及其它原因产生的首尾左右不对称的作用，都会在船体上产生扭矩作用。3．横向作用力 当船体受舷外的水压力作用与舱内货物、机器设备等的压力作用不均衡时，甲板、 船底和舷侧结构会在船体横向断面内发生凹变形。另外，当船在水受横向波浪的作用 时，会使船的一舷水压力大于另一舷水压力，或者船舶在横摇时，由于惯性力的作用 等，往往会使肋骨框架发生歪斜。4．局部作用力 舷侧板受码头的碰撞和挤压作用；船尾部受到螺旋桨的激振力作用坞墩反力，机 器、设备重力及波浪对船首底部的拍击力等。 二、船体强度 船体抵抗各种外力作用的能力统称为船体强度（hull strength） 。其中主要考虑 总纵强度、横向强度和局部强度。它们分别表示船体抵抗总纵弯矩、横向力和局部力 作用的能力。除强度外，船体还应有足够的刚性，使结构受压力作用时不致产生皱折 而造成损害。 三、讲授内容重点和注意事项 重点： 1．船舶受力与变形。 注意事项： 船舶受力与变形对船舶的影响。四、自学内容和作业 1．船舶受到哪些外力对其产生作用，会产生哪些形变。《船舶结构与设备》课程教案教案撰写人 刘元丰 教案审核人第 17 页共 118 页《船舶结构与设备》课程教案第 18 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本船舶结构与船舶管系 7-12/60船体结构；典型专用船的船体结构特点。 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：通过该内容学习，了解船体结构类型、船底、舷侧、甲板、舱壁、首尾、 防火以及其他结构的组成、构件的作用，达到认识船体结构目的。 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 (一)船体骨架形式 根据船体骨架中型材排列方式，船体结构可分为横骨架式（transverse framing system） ，纵骨架式（longitudinal framing system）和纵横混合骨架式（combined framing system）三种形式。 1.横骨架式船体结构 横骨架式船体结构是在上甲板、船底和舷侧结构中，横向构件数目多，排列密， 而纵向构件数目少，排列疏的船体结构: (1)横向强度和局部强度好。 (2)结构简单，容易建造。 (3)舱容利用率高。横向构件数目多，不需要很大尺寸，因而占据舱内空间较小。 (4)空船重量大。船体总纵强度主要靠纵向构件和船壳板、甲板板来保证。由于纵 向构件数目少，必须增加船壳板的厚度来补偿，结果增加了船体重量。 2.纵骨架式船体结构 纵骨架式船体结构是在上甲板、船底和舷侧结构中，纵向构件数目多、排列密， 而横向构件数目少、排列疏的船体结构: (1)总纵强度大。 (2)结构复杂。小尺寸的纵向构件数目多，焊接工作量大。 (3)舱容利用率低。船体结构的横向强度主要靠少数横向构件来保证，尺寸很大， 占据舱容较多。 (4)空船重量小。因为船壳板和甲板板可以做得薄些，所以结构重量减轻。 3.混合骨架式船体结构 混合骨架式船体结构，在上甲板和船底采用纵骨架式结构，而在舷侧采用横骨架 式结构： (1)既满足总纵强度的要求，又有较好的横向强度。 (2)结构较为简单，建造也较容易。《船舶结构与设备》课程教案第 19 页共 118 页(3)舱容利用率较高。 因为舱内突出的大型构件少， 所以不妨碍舱容及货物的装卸。 (4)舷侧与甲板、船底的交接处，结构连接性不太好。舷侧的横向构件多，而甲板、 船底的横向构件少，因此，舷侧上有部分横向构件不能与甲板和船底的横向构件组成 横向框架。 混合骨架式船体结构在大中型干散货船中广泛采用。 (二)外板和甲板板 1.外板 外板双叫船壳板，包括舷侧板和船底板，其基本组成单位是列板。 1．列板的概念 外板由一块块钢板对接而成，钢板的长边沿船长方向布置，长边与长边相接叫边 接，其焊缝叫边接缝；短边与短边相接叫端，其焊缝叫端接缝。 2．列板名称 根据外板中的各个列板所处的位置，分别称为平板龙骨、船底列板、批列板、舷 侧列板和舷顶列板（sheer strake） 。在首尾部，由于船体瘦削，某两列板会合并为 一列板，这列板称为并板（stealer strake） 。 3．外板的厚度分布 (1)沿船长方向：外板在船中 0.4L（L 为船长）范围内厚度最大，首尾两端逐渐减 薄。 (2)横剖面方向：平板龙骨厚度比相邻船底列板的大 2mm，宽度沿船长方向保持不 变。舷顶列板距总纵弯曲中性轴远厚度也大。其余从船底列板向上的各个列板，随着 水压力减小而逐渐减薄。 2.甲板板 1.甲板板的布置 从舱口边至舷边的甲板板（deck plating） ，钢板的长边沿船长方向布置，这些通 常是首尾连接的，加强船体总纵强度。在舱口之间及首尾端的甲板，因不参与总纵弯 曲且面积狭窄，可以将钢板横向布置。 2.甲板板的厚度分布 (1)沿船长方向：船中 0.4L 范围内受总纵弯矩作用最大，因此该区域甲板板的厚 度最大，向首尾两端逐渐减薄。 (2)沿船宽方向：上甲板沿着舷边的一列板称为甲板边板（stringer plate） 。它 首尾连续，既参与总纵弯曲，又受船体横向变形力的作用，并且容易被甲板积水腐蚀， 因而厚度最大。 (3)在舱口之间的甲板板，由于被舱口切断，不参与总纵弯曲，其厚度较其它甲板 板薄。如果货舱内有多层甲板，对总纵强度作用最大的甲板称为强力甲板（strength《船舶结构与设备》课程教案 deck） 。第 20 页共 118 页(4)上甲板就是强力甲板。它的厚度应是各层甲板中最厚的。 (三)船底结构 船底结构有双层底结构和单层底结构两种类型。接骨架排列方式又可分为横骨架 式和纵骨架式两种形式。 1.双层底结构 1．纵向构件 (1)中桁材（centre girder） (2)旁桁材（side girder） (3)箱形中桁材（duct 2．横向构件 (1)水密肋板（watertight floor） (2)实肋板（solid floor） (3)组合肋板（bracket floor, open floor） (4)轻型肋板（lightened floor） (5)舭肘板（bilge bracket） 3．内底板与内底边板 内底板（inner bottom plating） 内底边板（margin plate） 3.单底结构 横骨架式单底结构的特点是结构简单、建造方便。但抗沉性差，目前主要用于小 型船舶上。主要构件有中内龙骨（centre keelson） 、旁内龙骨（side keelson）和 肋板。 纵骨架式单底结构目前仅见于老式油船上。其结构较为简单，但防泄漏能力差。 主要构件有中内龙骨、旁内龙骨、船底纵骨和肋板。 3.舭龙骨与船底塞 1．舭龙骨（bilge keel） 2．船底塞（docking plug） (四) 甲板结构 甲板结构受总纵弯曲的拉、压作用，受货物、设备重力和波浪冲击力等外力作用， 是保证船体总纵强度和船体上部水密的重要结构。 1.纵向构件 1．甲板纵桁（deck girder） keel） (4)纵骨（longitudinal）《船舶结构与设备》课程教案 2．甲板纵骨（deck longitudinal） 2.横向构件第 21 页共 118 页甲板结构中的横向构件统称为横梁（beam） 。按按其位置和尺寸大小分为： l．普通横梁（deck beam） 2．半梁（half beam） 3．舱口端梁（hatch end beam） 4．强横梁（deck transverse） 3.、舱口围板 是设置在舱口四周与甲板垂直的图板。其作用是增加舱口处的强度，防止海水灌 入舱内，保障作业人员安全。在干舷甲板上，舱口围板的高度不小于 600mm。 4.支柱 是船舱内的竖向构件，由钢管或工字钢等做成。其作用是支撑甲板骨架，保持船 体的竖向形状。 有的货舱为了装运大件货，采用悬壁梁（cantilever beam）结构代替支柱 (五)舷侧结构 舷侧结构主要承受水的压力、波浪冲击力、甲板货物、设备的重力等，是保证船 舶横向强度和侧壁水密的重要结构。舷侧结构中的主要构件有： 1.横向构件 舷侧结构中的横向构件统称为肋骨（frame） 。按其所在位置和尺寸大小分为： (l)主龙骨（main frame） (2)甲板间肋骨（tweendeck frame） (3)中间龙骨（intermediate frame） (4)强肋骨（web frame） 在修造船中，为了指示肋骨的位置，对肋骨进行编号，习惯上以舵杆中心线处的 肋骨为 0 号，向首依次为 1，2，3，…，向尾依次为-1，-2，-3，…。肋骨编号还在 海损事故报告中用以注明船体受损部位。 2.纵向构件 1．舷侧纵桁（side stringer） 2．舷侧纵骨（side longitudinal） 3.舷边 舷边（gunwale）是指甲板边板与舷顶列板的连接部位。因为它位于拐角处，所以 内应力很大。常用的舷边形式有两种：一种是直角连接；另一种是圆弧连接。 1．直角舷边 2．圆弧舷边《船舶结构与设备》课程教案 4.舷墙第 22 页共 118 页舷墙（bulwark）其主要作用是保障人员安全，减少甲板上浪，防止甲板物品滚落 海中。 舷墙不参与总纵弯曲，它在甲板上的高度应不小于 1m。 (六) 舱壁结构 1.舱壁的作用 主船体内由横向舱壁分隔成许多舱室。油船及某些大型货船还设有纵向舱壁。其 作用是： 1．提高船舶抗沉能力； 2．可以控制火灾蔓延； 3．有利于不同货种的分隔积载； 4．增加船体强度； 5．液货船的纵向舱壁可以减少自由液面对稳性的影响，并参与总纵弯曲。 2.舱壁的种类 舱壁按其作用可分为以下几种： l．水密舱壁（watertight bulkhead） 2．油密舱壁（oiltight bulkhead） 3．防火舱壁（fire-resisting bulkhead） 4．制荡舱壁（wash bulkhead） 3.水密横舱壁结构 1．平面舱壁（plain bulkhead） 2．槽形舱壁（corrugated bulkhead） 与平面舱壁相比，槽形舱壁具有以下优缺点： (1)在同等强度下，结构重量轻； (2)建造工艺简单； (3)占据舱容较大，不利于装载件装货物； (4)抵抗水平方向压力的能力较弱； (5)槽形舱壁适用于油船和散货船。 4.深舱与边舱 l．深舱（deep tank） 2．边舱（wing tank） 底边舱顶板比较陡，卸货时能使剩余散货自动流向舱口下面。顶边舱的斜底板稍 平，但通常保证满载时货舱内部能自动填满。斜顶板和斜底板还参与总纵弯曲。集装 箱船的边翼舱（side wing tank） 。《船舶结构与设备》课程教案 (七) 首尾结构第 23 页共 118 页船舶的首部和尾部受总纵弯曲作用较小，而受局部作用力较大，如首部的碰撞力、 拍底力，尾部的转舵力、螺旋桨振动力等。因此，首尾部多采用横骨架式结构，并作 特别加强。 1.首部结构 首部是指距首垂线 0.2L～0.25L 处向着船首的部分。首部结构的加强措施主要有： (1)钢板首柱 (2)铸钢首柱 (3)混合首柱 l 首尖舱的加强措施 (1)首尖舱底部每一肋位上均设实肋板，其高度向船首逐渐升高，故又称升高肋板 （raised floor） 。中内龙骨延伸至首柱并与之牢固相连，其高度与升高肋板相同。 (2)当首部舷侧为横骨架式时，在每一个肋位处应设置上下间距不大于 2m 的强胸 横梁（Panting beam） 。沿每列强胸横梁必须设置舷侧纵行。 (3)当用开孔平台代替强胸横梁和舷侧纵行时，其上下间距应不大于 2.5m。当舱深 超过 10m 时，在舱深中点处必须设置开孔平台。 l 首尖舱外舷侧的加强： 当舷侧为横骨架式时，离首垂线 0.15L 区域内的舷侧骨架应予以加强，加强的主 要措施是设置间断的舷侧纵行。 l 船首底部的加强： (1)对横骨架式双层底结构，应在每一肋位上设置实肋板，并且肋距不超过船中处 的。此外还应设置间距不大于三个纵骨间距的旁桁材，并尽量向船首延伸。 (2)对纵骨架式双层底结构，应在每隔一个肋位处设置实肋板。还应设置间距不大 于三个纵骨间距的旁桁材，并尽量向船首延伸。 2.尾部结构 尾部结构是指从尾尖舱舱壁至尾端区域内的结构。 l 尾柱 l 尾尖舱的加强措施 (1)每一肋位处设置升高肋板。 (2)当舷侧为横骨架式时，肋板以上应设置间距不大于 2.5m 的强胸横梁和舷侧纵 桁，或以开孔平台代替。 (3)当舷侧为纵骨架式时，舱顶应设置适当数量的强横梁。 (4)尾尖舱上部和尾突出体内应设制荡舱壁。 l 尾尖舱以上舷侧的加强《船舶结构与设备》课程教案第 24 页共 118 页设强肋骨，对舷侧为横骨架式且尾尖舱上设有深甲板门舱时，还应设置抗拍击舷 侧纵桁或增加外板厚度。 l 尾突出体 是指尾尖舱以上向后突出的部分。其作用是扩大甲板面积，保护螺旋桨和舵，并 改善航行性能。 3.轮隧、尾轴管和轴包架 1．轴隧（shaft tunnel） 轴隧有拱顶和平顶两种形式。 2．尾轴管（stern tube） 尾轴在船体内穿过尾尖舱时，是装在尾轴管内的。它一端固定焊接在桨柱上轴毂 的前端；另一端固定在尾尖舱舱壁上 3．轴包架（shaft bossing） 在一些线型较肥、船速较低的双桨船上，为了更牢固地支撑螺旋桨并保护桨轴， 把桨轴伸出船体外面这一区域的船底肋板向两侧扩展成眼镜框形状，将桨轴包在里 面，船体外板则沿肋板外缘包围起来，这种结构称为轴包架。 三、讲授内容重点和注意事项 重点： 船体骨架结构形式的种类、主船体各组成部分的结构特点与作用、船体需加强的 部位与方法 注意事项： 合理运用多媒体技术，将船体空间结构进行展示，保证学生对各构件理解，最终 使学生能形成船体结构完整图形。 四、自学内容和作业 1.船体结构形式的种类及各自的结构特点。 2.双层底结构的作用及其主要组成部分。 3.舱口围板的作用。 4.解释梁拱与舷弧及其作用。 5.舱壁按用途分具有的种类，水密横舱壁的主要作用。 6.保证船体总纵向强度与横向强度的构件(任课教师应作总结)。 7.船舶防火分隔的等级及其相应要求。教案撰写人 刘元丰 教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 25 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本船舶结构与船舶管系 13-14/60船舶管系与船图识读 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：通过对该内容学习，学生初步了解船舶管系的种类、作用和基本组成，能 够对船舶总布置图、基本结构图和外板展开图进行识读。 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 船舶管系是设置在船体内各种管系的总称。船舶管系按照其用途可分为舱底水管 系、压载水管系、通风管系、消防管系、日用水管系、油船上的货油管系及其他特殊 用途管系。 (一)舱底水管系 舱底水管系又称污水管系（bilge piping system） 。船舶在营运过程中，船体结构 和舱内货物等的湿气会冷凝成水，清洗船舱、机器与管路的渗漏水，尾轴管、舵杆筒 填料函的渗漏水等，均集聚于货舱污水沟（或污水井）及机舱底部。为了及时排除这 些积水，以免湿损货物及影响机器的正常工作，每艘船都专门设有舱底水管系。此外， 发生海损事故船舱进水时，舱底水管系还担负排水任务，以便争取时间堵漏。 1．污水沟和污水井 2．吸口与过滤器 3．舱底水泵与舱底水管 4．泥箱（mud (2)压载水管系 压载水管系（ballast system）用于将压载水打人压载舱内或排出舷外，必要时将 某压载舱内的水调整到另一压载舱内，以改善船舶的纵倾、横倾、吃水差和稳性等航 海性能。 1．压载舱口与吸口 2．压载水管 3．调驳网箱 (三)空气管与测量管 1．空气管（air pipe） 2．测量管（sounding pipe） (四)甲板排水管系 船舶的甲板室积水和生活用水，必须经过甲板排水管（deck scupper）排出舷外。 box）与油水分离器（oily water separator）《船舶结构与设备》课程教案 为了防止海水从甲板排水管进入船内，要求：第 26 页共 118 页1．非封闭的上层建筑和甲板室的排水管和泄水管应引至舷外，如图 l-2-54 所示。 2．排水孔应避免开在救生艇及舷梯吊放区内，否则必须设有挡水罩或其他有效装 置。 3．为防止船舶破损后海水浸入，密封的上层建筑和甲板室或从干舷甲板以下穿过 外板的排水管和泄水管，其管壁必须加厚。在外板开孔处及管段中还设置坚固和便于 检查的关闭装置，如止回阀和截止止回阀等。 (五)通风管系 为了防止货物变质或自燃，以及改善船员和旅客的生活、工作条件，船上设有舱室 通风管系（ventilating system） 。它能排除舱内浊气，补充新鲜空气，有的还能调节 舱内温度和湿度。 1．通风方法 常见的通风方法有自然通风、机械通风和空调系统等。 (l)自然通风。 通风筒上口设有通风帽， 又称风斗。 常用的有烟斗式、 排风筒式、 鹅颈式和蘑菇式。(2)机械通风： 是用通风机把新鲜空气鼓人舱内或把舱内空气抽出， 以达到通风换 气的目的。 (3）空调系统：是对外界空气进行过滤、加热（或冷却）和加湿（或去湿） ，并把 处理后的空气送至各舱室来调节室内温度和湿度，起到制造人工小气候的作用，改善 船员和旅客的生活居住条件。 2．通风管系的布置要求 (1)通风筒口应设在开敞甲板上，并尽量远离排气管口、天窗和升降口等处。 (2)通风筒上口在甲板上应具有一定高度，必要时设风雨密装置。具体要求在规范 中有详细规定。 (3)通风管道不得穿过舱壁甲板以下的水密舱壁。《船舶结构与设备》课程教案第 27 页共 118 页(4)主要进风口和出风口应能在被通风处所的外部加以关闭。 3．通风管系使用注意事项 (1)视天气情况而选择正确的通风方式。 比如雾天就不应进行循环通风或机械通风。 (2)台风或暴风雨袭来前要关闭通风，必要时拔掉风斗，加盖板和帆布罩，以保证 水密。 (3)发生火灾时要关闭通风装置，以控制火势 (六)船舶总布置图 总布置图（general arrangement plan）是全船舱室划分和机械设备的布置图，反 映了全船总体布置情况。它由侧视图、各层平台与甲板的俯视图、舱底平面图及船体 主要尺度和技术性能数据等几部分组成。 1．主要尺度和技术性能数据 2．侧视图 3．平台和甲板平面图 4．舱底平面图 (七)基本结构图 基本结构图（construction plan）表示船体纵、横构件布置和结构情况，是全船 性的结构图样之一。在修造船中，它可作为绘制其他结构图样的依据，又是具体施工 时的一张指导性图纸。 基本结构图的内容与总布置图相仿， 由中纵剖面图。 各层平台和甲板结构图及舱底 结构图组成。所不同的是常采用重叠投影法、阶梯剖面法及两次剖切法，把平行的不 同剖切面的结构表示在同一视图中。 1．中纵剖面结构图 2．各层甲板图 3．内底结构图 (八)船中剖面图 船中剖面图（midship section plan）是取自船体中段部分（通常是船首、尾尖舱 以外的船体部分）的横剖面结构图，表示船体主要纵、横构件的尺寸和结构形式。它 也是船体结构的基本图样之一，并与基本结构图一起组成船体结构的三向视图。在修 造船中，它是绘制其他结构施工图样的依据。 船中剖面同由中横剖面图、局剖结构图、主要尺度及附注组成。有的还附有构件尺 寸和表格栏。 1．中剖面图 2．局部结构图 3．主要尺度及附注《船舶结构与设备》课程教案 4．构件尺寸表格栏 (九)外板展开图第 28 页共 118 页外板展开图（shell expansion plan）主要表示全船外板的排列、厚度及外板上开 口的位置等，是修造船时确定船体钢板的规格和数量，作为订货或备料的主要依据。 因此，它是船上一张必备的重要图纸。 船体的形状是左右舷对称的， 故外板的布置也是左右对称的， 所以外板展开图只绘 出一半，习惯上是绘制右舷的外板展开图。 1．外板展开方法 2．钢板编号 由列板号码与钢板序号组成，以表示钢板在外板展开图中的位置。 (1)列板号码：位于基线的平板龙骨称为 K 行板，与其相邻的船底列极为 A 行板， 再次的为 B 行板，余此类推。但 I、O 不用于列板编号。 (2)钢板序号；指钢板在列极中的排号。钢板序号可以从船首排起，也可以从船尾 排起，以阿拉伯数字表示。这样每块钢板在展开图中的位置就可以表示出来。比如图 l-2-62 中，K3 表示平板龙骨第三块板（从船尾排起） 。PD6 则表示左舷 D 行第 6 块板。 3．外板展开图内容 (1)绘有外板的边接缝、端接缝和分段线。 (2)绘有船体纵、横构件位置线，用来表示外板接缝与这些构件的相对位置。 (3)标有每块钢板的编号、厚度和规格尺寸。 (4)标有外板上的开口和加强复板的位置、形状和尺寸。 三、讲授内容重点和注意事项 重点： 1．船底水管系、压载管系、通用管系等知识学习 2．船体图形的识读 注意事项：船图识读中基本构件符号表示方法以及图形与实船对应关系理解。四、自学内容和作业 1.干货船管系按用途分具有的种类。 2.舱底水管系与压载管系的作用及组成。 3.通风管系的作用、船上常见的通风系统及通风筒的种类。教案撰写人 刘元丰 教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 29 页共 118 页第三章：锚设备课题题目 锚设备的组成与作 用 教学重点和难点 重点：锚设备的组成及各部分作用 教学组织安排 采用多媒体或课堂教学 （借助实验室甲板设备模型加深理 解） 锚的种类与结构 锚链的组成与标记 锚机的种类、结构 与要求 锚设备的配备、试 验、检查保养 锚设备的操作 重点：抛起锚步骤、判断走锚的方法及应 急措施 采用多媒体或课堂教学 （锚链系浮筒及锚泊标准用语部分由 学生自习） 本章复习与思考题： 1.简述锚设备的作用和用途。 2.简述锚设备的组成部分及各部分的作用。 3.简述锚的种类、各自的特点以及在用锚时应注意的事项。 4.简述抛起锚操作的步骤和操作注意事项。 5.简述判断走锚的基本方法和发现走锚后应采取的措施。 6.简述锚设备保养要点。 重点：锚设备的配备依据、检查与保养 采用多媒体或课堂教学 重点：无杆锚及其结构与特点 重点：链环的种类与锚链标记 重点：对锚机的主要要求 采用多媒体或课堂教学 采用多媒体或课堂教学 采用多媒体或课堂教学《船舶结构与设备》课程教案第 30 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本锚设备 15-16/60锚设备的组成和作用；锚的种类和结构 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：锚设备的组成、锚设备的作用以及锚泊力要素；锚的种类、特点和用途 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 锚设备是甲板设备中的一个重要设备，主要有船舶锚泊、船舶靠离码头时辅助操 纵、狭水道航行和紧急避碰时刹减船速、搁浅后辅助脱浅等作用。 (一)锚设备的组成 1.锚设备的组成 锚设备由锚、锚链、起锚机械以及锚链附属设备组成。 1.锚 2.锚链 3.锚链筒 4.制链器 (1)螺旋制链器 (2)闸刀式制链器 (3)链式制链器 5.锚机 6.锚链管 7.锚链舱 8.弃链器 (1)横闩式弃链器 (2)螺旋弃链器(二)锚设备的作用 1.锚设备的系船力 锚设备的系船力等锚及锚链的抓力之和，可用下式表示：《船舶结构与设备》课程教案第 31 页共 118 页F=Fa+Fc=λaWa+λcWc?l (KN) 式中：Fa―锚的抓力(KN) Fc―锚链的抓力(KN) λa―锚的抓重比 Wa―锚的重量(KN) λc―锚链的抓重比，约为 2 左右 Wc―锚链每米重量((KN) l―锚链卧底部分长度(m) 2.系泊用锚 船舶在装卸货物、避风、等泊位、候潮、等待检疫等需要在锚地抛锚停泊。船舶 锚泊时，锚抓牢后，松出适当长度锚链，锚以及锚链产生的抓驻力能抵抗船舶所受的 水流、风力和波浪对船舶的作用力。根据泊地的自然条件，可以分为单锚泊和双锚泊 两种锚泊形式。 (1)单锚泊 (2)双锚泊。 (3)串联锚。 (4)一字锚。 2.辅助船舶操纵用锚 在狭水道航行时，用抛锚帮助掉头或转向、靠离泊时或紧急避让时用拖锚来控制 船首向、控制船身或刹减船速。操纵用锚一般出链不长，主要起阻滞作用，不要求锚 完全抓牢。 3.应急用锚 在狭水道等通航密度较大的水域航行时，为紧急避让，可以拖（双）锚刹减船 速，以避免碰撞或减小碰撞损失。如果船舶搁浅，可沿脱浅方向运锚抛下，绞收锚链 以协助出浅。在船舶遇到大风浪，顶风滞航时，可以用抛锚并出链适当长度来增加船 舶漂移阻力并有利于控制船首向，以辅助船舶抵抗大风浪。 (三)锚的种类与特点 锚的种类较多，一般可按照有无横杆、锚爪能否转动和抓重比进行分类，可分为 有杆锚、无杆锚、大抓力锚和特种锚等。 1.有杆锚 有杆锚也称海军锚，该锚特点是结构简单，抓重比大，一般为 4~8，最大可达 12， 抓底稳定性较好。但其操作不便，上翘锚爪在船舶旋回时容易缠住锚链，在浅水锚可 能刮坏过往船只的船底；抛起锚作业和收藏不方便，不宜作商船首锚，多用作尾锚或 备锚。一般多用于小船与帆船 2.无杆锚 无杆锚又称山字锚，抓土时两爪同时入土，抓重比为 2~4，最大不超过 8。因无杆 锚结构简单，抛起锚作业和收藏方便，故适宜用作首锚，但其抓力较小，船舶偏荡时， 锚爪易将泥土耙松而引起走锚。 (1)霍尔锚 (2)斯贝克锚是霍尔锚的改良型。 目前商船上普遍使用的无杆锚多为霍尔锚与斯贝 克锚。 (3)尾翼式锚， 其特点锚头重心低， 助抓突角宽厚， 入土阻力小， 性能和稳定性好， 抗浪击，容易冲洗干净。 3.大抓力锚《船舶结构与设备》课程教案第 32 页共 118 页大抓力锚分有杆大抓力锚与无杆大抓力锚两种。 (1)丹福斯锚（也称燕尾锚） ，锚爪可前后转动各约 30°，抓重比一般大于 10，多 用于工程船舶。 (2)史蒂文锚，是荷兰研制出的锚型，锚爪短而面积大，而且其锚爪的最大转角可 由装在锚杆上的可移动楔块调节，以适应多种底质，其抓重比可达 17-34，目前大量 用作石油平台的定位锚。 (3)AC－14 型锚， 50 年代英国海军部研制的锚型， 是 它有极厚实且宽大的稳定鳍， 稳定性好，啮土迅速，对各种底质的适应性强，抓重比高达 12-14，常用于超大型船 或水线以上面积较大的滚装船上作首锚。 (4)波尔锚， 也是荷兰研制的锚型， 其锚爪平滑而锋利， 适应各种底质， 稳定性好， 抛起和收藏方便，抓重比为 6 左右，可作大型船的首锚或工程船的定位锚，特别是在 挖泥船上广泛采用。 4.特种锚 特种锚的形状比较特殊，以适应其特种用途。如浮筒、浮标、灯船和浮船坞等永 久性系泊用锚，有螺旋锚、伞形锚、单爪锚、多爪锚等。 (四)锚的结构 1.锚的结构 以霍尔锚为例，锚由锚干、锚体和轴销组成。锚干上下均有孔，锚干上部的孔连 接锚卸扣，锚干下部的孔由销轴与锚体相连。 锚体由铸成整体的两个锚爪与锚冠组成，锚冠中有孔可使锚干穿过，孔内有两个 半圆形凹槽，销轴可以在槽内转动。 为防止锚干及销轴从锚冠脱出，用两个横销销住，并用电焊将横销与锚冠焊死。 锚冠两侧的突出部分称助抓突角，使锚爪容易啮入土中。2.船舶用锚对锚的要求 一定锚重下尽可能具有最大的抓力， 抛锚时能迅速啮入各种底质中， 起锚易出土， 操作简便，收藏方便，结构坚固和成本低等优点。《船舶结构与设备》课程教案第 33 页共 118 页三、讲授内容重点和注意事项 重点 1．锚设备基本组成、锚泊力组成要素、锚的类型、特点和用途。 注意事项：不同类型的用途四、自学内容和作业 1.简述锚设备的作用和用途。 2.简述锚设备的组成部分及各部分的作用。 3.简述锚的种类、各自的特点以及在用锚时应注意的事项。教案撰写人 刘元丰 教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 34 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本锚设备 17-18/60锚链的种类，锚设备的配备、试验和保养；锚设备的操作 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：了解锚链的种类、特点与组成；锚链强度的衡量标准、标准长度单位； 锚机的种类与结构和要求。 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 (一)锚链的种类、组成与标记 l 锚链的种类、特点与组成 1.锚链的种类 (1)按制造方法分有铸钢锚链、焊接锚链和锻造锚链三种。 ①铸钢锚链 ②焊接锚链 ③锻造锚链 (2)按链环结构分为无档链和有档链两种。 在相同尺寸下，有档链的强度大，变形小，堆放时不易绞缠，在商船上广泛采用。 无档链尺寸小，只用于小锚上。 (3)按钢材级别分 AM1、AM2、AM3 三级。 2.锚链的组成 一根完整的锚链由若干节锚链通过连接链环或连接卸扣连接而成，每节锚链由许 多链环组成。 (1)链环 锚链链环按其作用和位置分为普通链环、加大链环、转环、链端卸扣、链端链环、 末端链环和连接链环等。 链环的大小以链环的截面直径表示，有档普通链环的直径为 d，有档普通链环的 长度应是链环截面直径 d 的 6 倍，宽度应是 d 的 3.6 倍；加大链环的长为 6.6d，宽为 4d；散合式连接链环的长为 8d，宽为 4d，双半式连接链环长度为 6d，宽为 4.2d。衡 量锚链强度的标准链环是普通链环。普通链环的直径是衡量锚链强度的标准。 (2)链节 锚链的长度以“节”为单位，我国规定每节锚链的标准长度为 27.5m，且每节锚 链的链环数应为奇数。每根锚链由锚端链节、末端间链节和末端链节组成。 锚端链节是锚链的第一节，与锚相连。该链节中的末端卸扣和锚卸扣的横销应朝 向锚，即圆弧部分朝向中间链节。转环的环栓应朝向中间链节，以减少摩擦和卡阻。 设置转环的目的是防止锚链过分扭绞。 末端链节是锚链的最后一节，与弃链器相连。其转环的环栓也应朝向中间链节。 中间链节如用连接卸扣连接，则连接卸扣的圆弧部分应朝向锚，以避免抛起锚时 其通过持链轮时产生跳动，冲击和卡阻。 链节之间多以连接链环或连接卸扣连接。如用连接链环连接各节锚链，则连接链 环的两端为普通链环， 如用连接卸扣连接各节锚链， 。 则连接卸扣两端均依次连接末端 链环、加大链环然后再连接普通链环以保证强度和尺寸平顺过渡。《船舶结构与设备》课程教案第 35 页共 118 页l 锚链的标记 在抛起锚时， 为能迅速识别锚链松出的长度， 在起锚时能掌握锚链在水中的节数， 在各连接链环及其附近的有档链环上作出标记。 锚链标记方法是：在第一与第二节之间的连接链环（或卸扣）前后第一个有档链 环的撑挡上绕金属丝域白钢环） 并在两链环之间的有档链环上涂白漆， ， 连接链环涂红 漆，以此表示第一节。在第二节与第三节之间的连接链环前后第二个有档链环撑挡上 绕金属丝 （或白钢环） 并在该两链环之间的所有有档链环上涂白漆， ， 连接链环涂红漆， 以此表示第二节。余此类推，从第六节开始，重复第一节的方法进行标记。最后一至 两节可涂红或黄漆等醒目标记以作为预示锚链将至末端的危险警告，以警惕丢锚。 l 锚链强度的衡量标准、标准长度单位 1.锚链的强度估算： Q＝548.8d2 式中：Q―有档锚链的破断强度(KN)； d―链环直径(mm)。 2.单位长度锚链的重量估算： Wc＝0.0219d2 式中：Wc―单位长度锚链的重量(kg/m)； d―链环直径(mm)。 3.锚重与链重的关系： Wa≈60Wc 式中：Wc―单位长度锚链的重量(kg/m)； Wa―每只锚的重量(kg)。 即每只锚的重量约等于 60m 锚链的重量。 (二)锚机的种类与结构和要求 l 锚机按动力的不同可分为电动、电动液压和蒸汽锚机。 1.电动锚机。 2.液压锚机。 3.蒸汽锚机。 4.自动锚机。 锚机的布置方式分为卧式锚机和立式锚机两种。 一些大型船舶或有大型球界首的船，因其左右锚链筒间距较大，常在左右舷各设 一台锚机。 l 锚机的主要技术要求 1.由独立的原动机驱动或电动机驱动，并能倒转。 2.起锚机应具有足够的功率且应能连续工作。在船上试验时，起锚机应有能力以 平均速度不小于 9m/min，将一只锚从水深 82.5m 处拉起至深度 27.5m 处。 3.在额定拉力的额定速度下，应能连续工作 30min，并应能在不小于 1.5 倍额定 拉力的过载拉力作用下连续工作 2min。 4.锚机的链轮或卷筒应装有可靠的制动器。制动器刹紧后，应能承受锚链或钢索 断裂负荷 45%的静拉力，或承受锚链上的最大静负荷。制链器应能承受相当于锚链的 试验负荷，其应力应不大于其材料屈服点 90%。锚机运转时应能顺倒转动，要求平稳 和迅速。 5.锚机的安装一般应保证锚链引出的锚链筒、制链器和链轮成一线。 (三)锚设备的配备依据《船舶结构与设备》课程教案第 36 页共 118 页海船的锚与锚链的配备应根据船舶的类型、航行的水域并根据船舶舾装数的大小 按规范中所列数据来选取。 舾装数 N(或称船具数)，是反映船体所能受到的风、流作用力大小的一个参数。 除拖船外的船舶的舾装数计算公式为： N=△2/3＋2Bh＋A/10 式中：△―夏季载重线下的型排水量(t)； B―船宽(m)； h―船中夏季载重水线到上甲板的距离和各层宽度大于 B/4 的舱室在其中 心线处的高度的总和(m)； A―船长范围内夏季载重线以上的船体部分和上层建筑及各层宽度大于 B/4 的甲板室的侧投影面积的总和(m2)。 通常万吨级以上的海船均配有 3 只主锚，其中 2 只用作首锚，l 只作备锚。经常 航行在狭窄、弯曲及水势复杂航道的船舶，还配有尾锚，以在必要时控制船尾的摆荡。 如果船舶应配锚链总节数成单数，则右锚多配一节。万吨级货船一般每只主锚至 少配 10 节锚链。对于般无限航区的船舶，每一主锚应配备 12 节锚链。此外，船上应 至少储备 1 个锚卸扣和 4 个连接卸扣或连接链环，另备 1 个锚链系浮用的大卸扣。 (四)锚设备的检查和保养 1.日常的检查保养 平时应轮流使用左右锚，使锚和锚链平均磨损。每次起锚时应冲洗锚和锚链。 (1)对锚的检查保养： ①对锚卸扣磨损以及变形、横栓的松动情况进行检查和保养。 ②对锚头横销是否松动进行检查保养 ③对锚爪是否弯曲变形进行检查保养，每次起锚后应检查锚爪是否钩挂杂物。 (2)对锚链的检查保养： ①白天起锚时应检查锚链及标志，标志应保持清晰。 ②检查连接卸扣有否裂纹、变形，磨损程度。 ③检查转环转动是否灵活，及时加油润滑。 (3)对锚机：每次使用前应先空转片刻，并先试车。检查刹车、离合器的时靠性， 检查其运转 情况并使其润滑。减速箱内的机油应定期检查更换，保证清洁。 (4)制链器、导链轮等部分加油润滑。 (5)起锚时不要硬绞，必要时用车舵配合。 (6)深水抛锚时应用锚机松出锚链，以免撞坏锚或崩断锚链。 (7)抛完锚和收妥锚应上妥制链器。 2.定期检查保养 定期检查保养是发现锚设备有无损坏，应至少半年进行一次，并作好记录。检查 的主要内容包括：裂纹。结构松动、变形，磨损等。 (1)锚的检查：锚爪、锚冠、横销和锚卸扣是锚易损部位。锚爪可能发生弯曲和裂 纹，助抓突角易磨损，横销易松动，锚卸扣易受磨损和产生裂纹。按要求锚销允许磨 损在原直径的 10%以内， 锚的失重应在原重的 20%以内。 当发生严重损坏或不符合要求 时，应换备锚，并将损坏的锚送厂修理。 (2)锚链的检查：链环和卸扣应进行磨损检查、裂纹检查、变形检查、结构松动检 查。 ①磨损检查：检查环与环接触处和锚链筒的摩擦处，可用卡尺量其直径。锚链磨《船舶结构与设备》课程教案第 37 页共 118 页损的极限为：远洋航区船舶的锚链，磨损后平均直径不得小于原直径的 88%；近海和 沿海航区船舶的锚链，磨损后的平均直径不得小于原直径的 85%。无档链环或卸扣， 其磨损量超过原直径的 8%，则不能再使用。 ②变形检查：用目视检查或测量检查链环是否弯扭变形。 ③结构松动检查：连接链环（拆开检查后应先在内吻合处涂上黄油再装复）和卸 扣的销于会因铅封脱落而松动，应逐个仔细检查。 ④裂纹检查：用手锤敲击每个链环以及卸扣，听其声音是否清脆。 锚和锚链应定期除锈油漆。在每次修理检查后，应涂煤焦沥青漆两度，然后再作 锚链标记。 (3)锚机的检查保养：应经常检查刹车是否良好，离合器是否轻便灵活，经常加油 以保证在良好的润滑环境条件下运转。应特别注意零件各摩擦面的润滑；减速箱内的 机油应定期检查更换，以保证其清洁。链轮的轮齿容易磨损，其限度规定为不超过原 厚度的 10%。若发现有滑链、跳链现象，应及时焊补；固定锚机的紧固螺栓与底座应 检查其是否有松动、锈蚀，如有缺陷，应及时修复。锚机底座的蚀耗一般应小于原厚 度的 25%。除底座外一般应 3 个月检查一次。 (4)锚链附属装置的检查：制链器平时要保持活络，除锈油漆。锚链筒上下口的口 唇磨损情况，修船时进行堆焊并磨光。锚链舱应将锚链全部倒出，进行清洁工作，检 查排水设备是否正常；对已损坏的木衬垫应进行调换；并对锚链舱进行除锈油漆；检 查弃链器是否正常。 (5)厂修时，第一节锚链与最后一节锚链对调，并作好记录。 (五)锚设备的操作 一、抛锚操作 1.准备工作 (1)通知机舱供电(蒸汽锚机供汽)，解开锚机罩，察看有无异常情况。 (2)将刹车带刹牢，脱开离合器，加油润滑锚机并空车运转，逐级变速查看正反转 是否正常。 (3)移开防浪盖，合上离合器，打开制链器，松开刹车带，使链轮得力，开动锚机 将锚送出锚链筒，悬挂在水面之上，刹紧刹车带，再脱开离合器。此时锚只受刹车带 控制，处于可自由抛落状态，只要刹车带一松，锚即可抛下。 (4)备好锚球或锚灯。 (4)报告驾驶室，锚备妥。观察舷外锚的下方是否有小船接近。 。 2.抛锚操作 (1)当得到驾驶室抛锚命令后，大副立即指示木匠松开刹车带，让锚凭自重落下。 水不太深时，第一次松出链一般为一节入水至多二节，锚着底后应将锚链刹住，同时 应显示锚泊信号（关航行灯） 。 (2)为保证锚链顺利松出，船舶应保持适当的退速。若退速太慢则锚链堆积，太快 则锚链刹不住。此时应报告驾驶台锚链方向，以便用车舵给予配合。 (3)当松链长度约为 2.5 倍水深时，将锚链刹住，利用船惯性，使锚爪啮入士中。 待松出的链吃力张紧前又松链，每次半节左右，松松停停，使锚能抓底抓牢，一直松 至所需链长。 (4)深水抛锚操作：水深超过 25m 时，为防止锚冲击力过大以及锚链松出太快，抛 锚时须用锚机送锚至距海底 10m 左右，再自由抛下。水深大于 40 时，应用锚机将锚送 至海底，再用刹车慢慢松链。 (5)判断锚到底：锚链在甲板部分突然松弛，出现下垂后伸直现象。船舶移动时，《船舶结构与设备》课程教案第 38 页共 118 页锚链倾斜，锚机负荷减小等现象，表明锚已到底。 (6)判断锚抓牢：按计划松出锚链后，将锚链刹住，观察锚链的状态。如果锚链向 前拉紧，平稳而有节奏地在水面上下抬动，然后略有松弛，说明锚已抓牢。如果锚链 拉直后，在水面不断抖动，且并无松弛现象，说明锚在水底拖动，应立即报告船长， 采取措施。 (7)抛锚过程中，大副应随时用口头或手势（夜间用手电筒）向船长报告锚链在水 中的方向及受力情况。木匠用钟声报告锚链松出的节数。 (8)抛锚抛妥后上好制链器，切断电源，罩好锚机操纵台的帆布罩。 二、起锚作业 1.准备工作 (1)通知机舱送电，供锚链水。 (2)锚机加油润滑，空车运转，确认一切正常后再合上离合器，打开制链器和刹车 带，让锚机受力。 (3)准备工作完毕，向驾驶室报告。 2.绞锚操作 (1)接到驾驶室起锚口令后，大副根据锚链受力情况指示木匠以适当速度绞锚。 (2)开启锚链水冲洗锚链上的污泥。 (3)绞锚过程中，大副应随时将锚链的方向报告给船长，以便驾驶室进行车、舵配 合。木匠用钟声报告锚链在水中的节数。 (4)绞锚时若风大流急， 锚链绷得很紧， 此时不能硬绞， 而要报告驾驶室进车配合， 等船身向前移动锚链松弛后再绞，以防损伤锚链和锚机。若锚链横越船首，应利用车、 舵将船逐渐领直后再绞。 (5)锚离底判断：锚爪出土瞬间锚机负荷最大，锚离底后锚机负荷突然下降，锚机 转速由慢变快，声音变得轻快。锚离底瞬间锚链将向船边荡来，随即锚链处于垂直状 态。 (6)锚一离底，应敲乱钟报告，同时降下锚球或关闭锚灯。锚出水后，要观察锚爪 上是否挂有杂物，若有应及时清理，然后根据需要将锚悬于舷外待用或收妥。 (7)结束工作： 若锚不再使用需收进锚链筒时， 应慢慢绞进直到锚爪与船舷紧贴为 止；合上制链器，用锚机倒出一点锚链，使制链器吃力，然后上紧刹车，脱开离合器； 关闭锚链水，盖上锚链筒防浪盖，罩好锚机，用链式制链器加固锚链，封好锚链管口， 通知机舱关闭锚机电源。 抛起锚操作一般由大副和木匠或水手长在船首操作，大副执行驾驶台（船长）发 出的锚泊命令，并向驾驶台报告锚泊命令的执行情况和锚链的状态，以便驾驶台采取 相应的操船措施，使锚尽快抓牢。 抛起锚口令由驾驶台发出，大副在听到口令后，应复述一遍，表示已听到船长的 命令，并应立即执行。执行完毕后再向驾驶室报告。 三、值锚更 船舶在锚地锚泊，驾驶员应值锚更。值班人员应坚守岗位并做到： 1.勤测锚位，勤查锚链。 2.密切注意锚地周围环境和天气变化以及周围船舶动态。 3.确保本船号灯号型的正常显示；雾大应照章鸣放声号。 4.如天气恶劣，风流增大，应缩短观测锚位的间隔，并密切注意锚地周围船舶动 态，必要时应备妥主机。 5.如偏荡剧烈，或走错时，应立即报告船长，采取措施。《船舶结构与设备》课程教案第 39 页共 118 页6.如发现他船走锚，应设法与走锚船取得联系并保持戒备，当发现走锚船漂向我 船，应马上报告船长，并采取必要的措施以避免碰撞。三、讲授内容重点和注意事项 1．锚链的种类、特点和链节连接方法、标记； 2．锚设备的配备依据四、自学内容和作业 1.简述抛起锚操作的步骤和操作注意事项。 2.简述判断走锚的基本方法和发现走锚后应采取的措施。 3.简述锚设备保养要点。教案撰写人 刘元丰 教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 40 页共 118 页第四章：系泊设备课题题目 系船缆 教学重点和难点 重点：系船缆的种类、特点与缆绳的强度 教学组织安排 采用多媒体或课堂教学系缆名称、 作用、 重点：常用系缆及各自的作用 配备 系泊设备的组成 重点：系泊设备的组成与作用采用多媒体或课堂教学采用多媒体或课堂教学系泊设备检查、 保养和使用注意 事项 系泊标准用语重点： 系泊设备使用注意事项及检查保养方 法采用多媒体或课堂教学重点：常用系离泊用语（ 系 泊 标 准 用 语 部 分由 学 生 自 习）本章复习与思考题： 1.简述系泊设备的组成部分。 2.试述船舶系带码头和浮筒时各缆绳的名称和作用。 3.何谓绳索的破断强度、安全强度和试验强度。 4.钢丝绳中的油麻芯有什么作用？ 5.试述导缆装置的种类及作用。 6.试述带缆作业的安全注意事项。《船舶结构与设备》课程教案第 41 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本系泊设备 19-20/60系船缆；系缆的名称、作用和配备。 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：了解系船缆的种类和特点、缆绳强度概念、系缆的名称、作用与配备 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 船舶停靠码头、系留浮筒、傍靠他船、顶推或拖带作业时，用于带缆、绞缆的设 备统称为系泊设备。系泊设备由系船缆、导缆装置、挽缆装置、绞缆机械、卷缆车及 属具组成。 (一)系船缆 系船缆简称为系缆，靠泊时用于绑牢船身，拖带时用于传递拖力。系船缆应具有 强度大，弹性适中，耐腐蚀、耐磨损、比重小、质地柔软、使用方便等特点。常用的 系船缆有钢丝缆和纤维缆两种。 l 系船缆的种类和特点 1.纤维缆 用于系船索和拖索的植物纤维和化学合成（人造）纤维应由船级社认可的工厂制 造，船用纤维绳的结构形式和材料。船上最常用的纤维缆是化纤绳，有以下几种： (1)尼龙绳：它也称锦纶绳，是化纤绳中强度最大的一种。特点是耐磨，对酸碱和 油类等有一定的抵抗能力，但伸长率较大，弹性大，有一定吸水性，耐气候能力较差， 曝晒过久强度会下降。 (2)涤纶绳：其强度仅次于尼龙绳，是化纤绳中最耐高温和耐气候的一种绳索，适 应于高负荷连续磨擦，抗酸、碱和油类能力强，吸水率汉为 0.4%，但价格昂贵。 (3)丙纶绳和乙纶绳：这两种绳索的特性较为相似，密度较小，能浮于水面，吸水 性不大，低温时仍具有足够强度，并且柔软便于操作。 乙纶绳对化学物品抗蚀性最强；而丙纶绳能耐磨，其破断力为尼龙缆破断力的 51%~66%。丙纶绳是目前船上配备的较多的一种缆绳。但两种缆绳都不耐热。 (4)维尼龙绳：其强度在化纤绳中最小，外表很像棉纱绳，弹性差，吸水性最大， 耐油类和盐类物质，耐气候，价格比较便宜。 2.钢丝缆 (1)钢丝缆的种类钢丝缆的强度大、重量轻、使用寿命长。目前，船用钢丝缆有硬钢丝缆、半硬钢《船舶结构与设备》课程教案第 42 页共 118 页丝缆和软钢丝缆三种。 ①硬钢丝绳。 ②半硬钢丝绳。 ③软钢丝绳。 钢丝绳中油麻芯可以减少钢丝绳内部摩擦，在钢丝绳受力拉紧时，油麻芯可起衬 垫作用；可以增加钢丝绳的柔软度，便于操作使用；因油麻芯含油，可防止钢丝绳内 部锈蚀；另外还可起到润滑的作用。 (2)钢丝缆的规格和长度 钢丝缆的规格除用股数和丝数表达外，还需用绳索的截面外接圆的直径来表示， 一般以直径(公制 mm)和周长 C(英制 inch)来衡量。其换算关系近似为：C/D≈l/8 缆绳每捆的长度一般为 220m，也有 500m 一捆的。 (3)钢丝绳的重量 钢丝绳的重量可用下列习惯估算公式进行估算： W=kd2 式中：W－每米钢丝绳的重量(kg)； d―钢丝绳直径(mm)； k―系数，硬钢丝绳、半硬钢丝绳取 0.35，软钢丝绳取 0.30。 3.复合缆 每股均有金属丝核心，外覆纤维护套，有 3、4 或 6 股，可用于系船缆或拖缆。这 种缆绳强度较大，一根周长 8.5in 粗的复合缆的强度相当于同样粗细的 2.5 根丙纶缆 的强度。 l 缆绳强度概念 1.缆绳破断强度 将缆绳逐渐均匀拉伸，直至将其拉断时所需的拉力为该缆绳的破断拉力，也称为 破断强度，一般用 B 表示。钢丝绳的破断强度可以使用表 4-1 所列公式进行估算。 表中 D 为直径，单位是毫米(mm)。例如：一根规格为 6×30、直径为 36mm 的钢丝 绳的破断力：B＝9.8×35×(36)2＝9.8×4(N)≈444.5（KN） 。 (1)如果没有资料可查，钢丝绳的破断强度可由下式估算： T=0.04D2(t)或 T=420D2（N） 式中：T―钢丝绳(6×24)的破断强度 D―钢丝绳直径(mm) (2)化纤缆绳的破断力可用下列估算公式： T＝98kD2 式中：T―化纤缆的破断力，N； D―缆绳的直径，mm； k―系数，一般丙纶绳为 0.74~0.85，尼龙绳为 1.19~1.33，改良的丙纶绳为 1.10~1.21，复合缆为 2.0。 2.缆绳安全强度 为保证安全，不使缆绳因断裂而发生事故，都规定有缆绳允许使用的最大负荷， 即安全工作负荷。即： 安全强度=破断强度/安全系数 在使用中，一般安全系数取 6。带缆的安全系数取 6-8，拖缆为 8-10；具体使用 时，还须根据不同的工作需要、钢丝绳的新旧程度、接插方法等情况来选定不同的安 全系数。如插接后强度降低 10%，已生锈的降低 30%，过度拉伸受伤的降低 50%。《船舶结构与设备》课程教案第 43 页共 118 页3.绳索的试验强度 绳索的试验强度，亦即验证负荷，是绳索制造厂在 CCS 授权的验船师主持下对其 产品进行拉力试验时所采用的强度标准，一般都是破断强度的 3/4。 (二)系缆的名称、作用与配备 l 系缆的名称与作用 系缆的主要作用是在靠泊时绑牢船舶，拖带中传递拖力，靠离码头时协助操纵船 舶，也可在船舶沿码头前后移动时使用，船舶系靠码头、船坞或他船时，根据各缆绳 的位置、出缆方向和作用，其名称和作用各不相同。 1.系靠码头时缆绳的名称与作用 船舶系靠码头时，系缆可按其位置、出缆的方向和作用，可分为：艏缆、艉缆、 前横缆、后横缆、前倒缆、后倒缆等。 (1)艏缆 (2)艉缆 (3)前倒缆 (4)后倒缆 (5)横缆 在系泊时，以上各缆并不一定同时采用。船舶系靠码头时，系缆的使用将根据码 头的情况、船舶的长度。缆绳强度、停泊时间的长短。天气和潮汐及港口涌浪等因素 的影响程度而定。当没有吹开风时，可不带横缆。头缆与尾缆至少内外档各一根，天 气转差时应增加缆绳数量。抗台时或在涌浪大的港口，还应使用保险缆，以保证系泊 的安全。2.浮筒系缆的名称与作用 船舶在某些港口停泊时，需要系浮筒，系浮筒有两种形式，一种系单浮筒，另一 种是系双浮筒，如果系浮双筒所带的缆绳有单头缆与回头缆两种。(1)单头缆。《船舶结构与设备》课程教案第 44 页共 118 页(2)回头缆 3.拖缆的名称与作用 (1)傍拖的拖缆 大船在无动力时，较多地采用吊拖或尾绑拖，一般习惯，传递推力的拖缆由大船 出，传递回转力矩、加强横向强度的头缆(领水缆)与艉缆(艄缆)由拖船出。(2)横向顶推的拖缆 靠离泊时需要拖船作横向顶推与拖开，此时应在大船的外档系一根或两根大约 1/2 大船船宽短拖缆。 (3)吊拖的拖缆 吊拖可分为船首吊拖和船尾吊拖。由大船出头缆。而尾拖缆一般由拖船出，以使 解缆时不易被卷入大船螺旋桨。 4.应急拖带装置 国际海事组织（IMO）在《油轮安全检查指南》中，要求停泊中的油轮，在其外舷 的首尾处各垂下一根应急拖缆，其琵琶头应垂于水面上方，并在装卸与压载过程中保 持此状。用于防止拖缆落入水中的绑扎小绳应便于拖船上的船员判断、解掉或拉断。我国《钢质海船入级与建造规范》对 2000 载重吨级以上的液货船，包括油船、化 学品液货船和液化气体船，在应急情况下拖离危险区时所需的应急拖带装置作了明确 的规定。主要内容有： (1)一般要求 应急拖带装置的设计应考虑到船舶在失去动力时易于操作， 并能快速与拖船连接。 应急拖带装置应经有关船级社认可，并符合下列规定： ①尾部应急拖带装置应预先装配好， 并能在泊港状态下不超过 15min 内投入使用。 ②尾部短拖索的回收装置应设计成在失去动力和不利环境下，能由 1 个人进行手 工操 作。回收装置应予以保护，以防不利的天气和其他情况。 ③首部应急拖带装置应设计成至少用 1 个适当定位的导向滚轮将短拖索紧固到防 擦装《船舶结构与设备》课程教案第 45 页共 118 页置上，以便拖索的连接。 ④首部应急拖带装置应能在泊港状态下不超过 lh 内投入使用。 ⑤符合尾部拖带应急装置规定的首部应急拖带装置可被接受。 ⑥所有应急拖带装置均应有明显的标志，以便在黑暗中和能见度差的情况下，也 能安全 和有效地使用。 二、系缆的配备 系缆的配备是根据船舶舾装数 N，在《钢质海船入级与建造规范》的所列表中查 得应配置的系缆和拖缆的长度、规格、数量和破断力。 一般每艘万吨级的沿海或远洋船舶的系船缆应至少配备：首缆和尾缆各 3-4 根、 前后倒缆左右舷各 1 根，前、后各配保险缆 1 根（兼作拖缆用） ，另配备用缆前后各 l-2 根。 如果船舶的 A/N＞0.9，规范建议系缆数量按下列要求增加： A/N： 0．9＜A/N＜1.l 1.1＜A/N＜1.2 ＞l.2 系缆增加根数： 1 2 3 作带缆用的化纤缆绳其周长应不小于 63mm（直径 20mm） ，直径大于 65nun 的可作 保险缆。 作系船缆或拖缆用的钢丝缆一般采用 6×24＋7 的软钢丝缆绳， 直径大于 56mm 时应采用 6×37＋l 的钢丝绳。一般钢丝缆绳的直径在 20~36mm 的，可用作带缆，直 径在 36mm 以上的钢丝缆可用作拖缆和保险缆。三、讲授内容重点和注意事项 1．钢丝绳种类、特点和用途； 2．船用系船缆名称和作用四、自学内容和作业 2.试述船舶系带码头和浮筒时各缆绳的名称和作用。 3.何谓绳索的破断强度、安全强度和试验强度。 4.钢丝绳中的油麻芯有什么作用？教案撰写人 刘元丰 教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 46 页共 118 页课程章节 教材版本 课程进度 教案版本系泊设备 21-22/60系泊设备的组成；系泊设备的检查、保养和使用。 修订日期《船舶结构与设备》伍生春 薛满福，2008 年一、教学目的和教学设备、资料 1.目的：掌握系泊设备的组成；系泊设备的检查、保养和使用注意事项。 2.设备与资料：计算机辅助教学系统、黑板（白板） 。 二、教学内容 除系船缆外，系泊设备还由挽缆装置、导缆装置、系泊机械和缆车及附属用具等组成。 表示了船舶系泊设备的布置图。 (一)系泊设备 l 挽缆装置 船舶首尾楼和船中部左右舷甲板等部位设有挽缆用的缆桩，用以系牢缆绳的一端。带缆 桩的受力很大，要求基座必须十分牢固，缆桩附近的甲板均需加强。缆桩有铸造的，也有用 钢板围焊而成的。 带缆桩类型很多，有单柱式、双柱式、单十字式、双十字式、斜式系缆桩和羊角桩等。 大中型船舶多采用双柱系缆桩。 l 导缆装置 船首尾及两舷都设有导缆装置， 能使缆绳按一定方向从舷内通向舷外引至码头或其他系 缆地点，限止其位置偏移，并减少了缆绳与舷边的磨损，避免因急剧弯折而增大所受应力。 常见的有： (1)导缆孔。 (2)导向滚柱。 (3)导缆钳。 (4)导向滚轮。 (5)转动导缆器l 绞缆机 1.绞缆机也称系缆绞车，主要用于收绞缆绳。 2.按动力源分，绞缆机有电动绞缆机和液压绞缆机，有的油船上还用蒸汽绞缆机； 3.按卷筒轴线方向，可分成卧式绞缆机和立式绞缆机。 4.普通卧式绞缆机的卷筒是由电机经过减速后驱动运转时，甲板占有面积大。 5.立式绞缆机又称系缆绞盘， 因其动力装置一般设在甲板下面， 所以占用的甲板面积少， 并有利于保护机器。 6.自动张力绞缆机，全称为自动张力调整绞车。 当张力达到原规定值时， 压力阀又自动开启， 压力油大部分经压力调节阀流向储液箱 l，《船舶结构与设备》课程教案第 47 页共 118 页少量油液进入液压马达补充泄漏的油液量，使卷筒停止转动。当系船缆张力大于液马达内液 压制动力时，系船缆会拉动马达反转将缆绳松出。 l 缆车及附属用具的种类与作用 1.缆车 2.制链索 3.撇缆绳 4.碰垫 5.防鼠板 6.撇缆器 (二)系泊设备的检查保养和使用注意事项 l 检查保养 平时还应经常检查缆绳的磨损、锈蚀和断丝等情况，以及检查撇缆、靠把和防鼠板是否 齐全、损坏，如损坏或丢失，应及时换新补充。 每个航次，应检查甲板眼环是否锈蚀、磨损，检查链（索）是否变形。腐蚀磨损，并应 及时除锈油漆，磨损变形严重者应予换新。 每个季度，应检查一次绞缆机和缆车，包括其外壳底脚螺栓和支架的锈蚀情况，卷筒损 环、磨耗、腐蚀情况，操纵控制器的水密情况，转动部分是否轻便灵活，刹车和离合器是否 可行轻便，并加油润滑，做好磨损记录。如装有自动张力绞缆机，应检查其有效性。 每个季度，应检查钢丝缆要检查其锈蚀和断丝情况，以及绳内油麻芯含油情况；对植物 纤维缆要检查其磨损情况，股内有否霉点；对合成纤维缆要检查其外表磨损和粗细情况。 每半年， 应对带缆桩、 导缆孔、 导缆钳和导向滚轮以及缆索卷车检查其锈蚀和磨损情况， 有否裂纹，滚轮是否活络，检查并记录其底脚锈蚀和垫木的腐烂情况，对转动部分应定期加 油，并做好其记录。 对修理后的绞缆机要进行试验，运转试验应进行 l~2h，并测定转速、拉力负荷。绞缆速 度应能达到 15m/min，绞缆拉力应能达到所配置的系船缆破断力的 75%左右，在试验过程中 还应进行制动和过载保护装置的试验。 l 使用注意事项 1.化纤绳使用注意事项 (1)不能超负荷使用。 (2)避免磨损。 (3)正确使用和存放。 2.钢丝缆绳使用注意事项 (1)避免磨损。 (2)避免扭结变形。 (3)防锈蚀。 (4)应正确使用 (5)用完后，钢丝绳应整理卷好在缆车上，罩好防水罩 3.其他应注意事项 (1)绞缆速度要听从指挥，应注意缆绳动态，不要硬绞或突然加大系缆绞车的功率。 (2)在使用制缆索时，应使用与缆绳同质的制缆索。 (3)缆绳要清理好，及时解开扭结，防止互相绞缠，不用的缆绳应盘好，钢丝绳应收卷 在缆索卷车上。 (4)人员站立位置要适当，严禁站在缆绳圈中或两脚跨在缆绳。操作时注意力要集中， 不要靠近张紧的缆绳。《船舶结构与设备》课程教案第 48 页共 118 页(5)缆绳和属具要预先准备好。 (6)操作人员应穿戴好手套、安全帽、工作鞋等防护用品，操作时动作要迅速、敏捷， 防止夹手。 (7)注意两根或两根以上缆绳同时上同一个船上缆桩或岸上缆桩的正确套桩方法。三、讲授内容重点和注意事项 1．系泊设备组成、作用和要求； 2．带缆作业注意事项；四、自学内容和作业 1.试述导缆装置的种类及作用。 2.试述带缆作业的安全注意事项。教案撰写人刘元丰教案审核人《船舶结构与设备》课程教案第 49 页共 118 页第五章：舵设备课题题目 舵设备的组成与 重点：舵设备的组成及各部分作用 转船原理 舵的种类和结构 操舵装置 操舵装置控制系 统 重点：自动舵的种类、使用时机与自动舵 自动舵 面板各旋钮的正确使用方法 自适应舵与自动 驾驶仪 重点：自适应舵的基本组成、自动驾驶仪 采用多媒体或课堂教学 的基本原理与使用注意事项 采用多媒体或课堂教学 养和试验 舵令及操舵基本 重点：操舵要领 方法 1.舵设备有哪些组成部分，其各自的作用是什么？ 2.舵是如何分类的，何谓平衡比度？ 3.试述流线