專利名稱:船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝位置檢測方法、以及安裝檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測大型發(fā)動機(jī)、或檢測在配備有這類發(fā)動機(jī)的船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度的方法及裝置、以及安裝高度檢測用程序。
背景技術(shù)：
通常，在將發(fā)動機(jī)安裝在船體上的情況下，必須正確地求出其曲軸以及使螺旋槳轉(zhuǎn)動的推進(jìn)軸的中心位置。
因此，對于曲軸而言，提出了調(diào)整其中心位置的裝置，并且，對于推進(jìn)軸而言，與曲軸相比能夠比較容易地安裝，因此，操作者可在不使用裝置的情況下通過手工作業(yè)進(jìn)行調(diào)整。
可是，作為現(xiàn)有的調(diào)整曲軸中心位置、即其安裝高度的裝置，已知特開平8-91283號中披露的主發(fā)動機(jī)的自動對中測量裝置。
這種自動對中測量裝置，在連接主發(fā)動機(jī)(柴油發(fā)動機(jī))和推進(jìn)軸的前后一對連接器的相對面之間以及主發(fā)動機(jī)的曲臂之間，分別安裝有變形傳感器，并且，使曲軸轉(zhuǎn)動1圈并檢測出在相對于基準(zhǔn)位置的規(guī)定角度位置的偏移量(在軸向上的位移量)，同時，將其輸入計算機(jī)裝置中，然后使這些被檢測出的偏移量以畫面的方式可視化，同時觀察被可視化的圖形，根據(jù)操作者的經(jīng)驗調(diào)整曲軸的軸承的高度。
根據(jù)這種自動對中測量裝置的結(jié)構(gòu)，雖然可以檢測出哪個曲柄臂之間的距離偏移并確定應(yīng)進(jìn)行高度調(diào)整的曲軸的軸承，但是，由于不能確定以何種程度進(jìn)行高度調(diào)整為好，即由于不能精度良好地檢測出曲軸的位置，因此，實際的高度調(diào)整作業(yè)依賴于作業(yè)者的經(jīng)驗，因此，存在不能迅速且精度良好地進(jìn)行含有推進(jìn)軸的驅(qū)動軸系的調(diào)整作業(yè)的問題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法及安裝高度檢測裝置、以及安裝高度檢測用程序，所述方法、裝置及程序能夠迅速且精度良好地檢測出曲軸及推進(jìn)軸的安裝高度本發(fā)明的第1種船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法，用于檢測在船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度，所述船舶用推進(jìn)裝置由串連設(shè)置多個活塞的船舶用發(fā)動機(jī)以及推進(jìn)軸構(gòu)成，該方法由以下步驟構(gòu)成輸入對應(yīng)于各個活塞的推進(jìn)曲柄中的實際測定的曲柄臂之間的位移量(以下，稱為曲柄偏差)的實測值的工序；輸入軸承載荷的實測值的工序，所述軸承載荷的實測值是通過將使螺旋槳轉(zhuǎn)動的推進(jìn)軸的軸承附近抬起而獲得的；作為數(shù)據(jù)，臨時設(shè)定相對于曲軸及推進(jìn)軸的基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)安裝高度而言的其余各軸承的安裝高度的工序；根據(jù)該臨時安裝高度，利用轉(zhuǎn)移矩陣法計算各個推進(jìn)曲柄中的曲柄偏差及推進(jìn)軸中的各軸承載荷的工序；根據(jù)該計算偏差值與上述測定的測定偏差值的差、以及由上述計算工序求出的計算軸承載荷值與上述測定的測定軸承載荷值的差計算評價值的工序；判斷由上述計算工序求出的評價值是否在允許范圍內(nèi)的工序；在由所述判斷工序判斷出評價值在允許范圍之外的情況下，通過遺傳算法重新生成上述臨時安裝高度的工序，并且，根據(jù)所述新生成的臨時安裝高度，進(jìn)行計算上述軸承偏差及軸承載荷的工序，直到評價值進(jìn)入允許范圍之內(nèi)為止，重復(fù)進(jìn)行通過遺傳算法重新生成臨時安裝高度的步驟，將評價值進(jìn)入允許范圍內(nèi)時的臨時安裝高度檢測作為曲軸的安裝高度。
另外，本發(fā)明的第2種檢測船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法，在上述第1種安裝高度檢測方法中多次重復(fù)進(jìn)行從軸承中的臨時安裝高度的設(shè)定到評價值的判斷的各個工序，
并且，在設(shè)定臨時安裝高度時，在初次運算時，較寬地設(shè)定相對于基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)高度而言的安裝高度的設(shè)定高度范圍和高度間隔，同時，較寬地設(shè)定判斷工序中的允許范；在下一次運算時，縮小在前一次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍，以計算安裝高度。
本發(fā)明的第1種船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測裝置，用于檢測在船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度，所述船舶用推進(jìn)裝置由串連設(shè)置多個活塞的船舶用發(fā)動機(jī)以及推進(jìn)軸構(gòu)成，該裝置由以下裝置構(gòu)成曲柄偏差檢測裝置，用于測定發(fā)動機(jī)中各個推進(jìn)曲柄中的曲柄臂之間的位移量(以下，稱為曲柄偏差)；測定支承推進(jìn)軸的軸承中的軸承載荷的軸承載荷檢測裝置；作為數(shù)據(jù)臨時設(shè)定曲軸及推進(jìn)軸的安裝高度的假定安裝高度設(shè)定裝置；偏差·載荷運算裝置，用于根據(jù)由所述假定安裝高度設(shè)定裝置獲得的臨時安裝高度，利用轉(zhuǎn)移矩陣法，計算作為各個推進(jìn)曲柄中曲柄臂之間的位移量的曲柄偏差以及推進(jìn)軸中各軸承的軸承載荷；評價值運算裝置，用于根據(jù)由所述偏差·載荷運算裝置求出的計算偏差值與通過所述曲柄偏差檢測裝置測定的測定偏差值的差、以及由偏差·載荷運算裝置求出的計算軸承載荷值與由所述軸承載荷檢測裝置測定的測定軸承載荷值的差，計算評價值；判斷裝置，用于判斷由所述評價值運算裝置得出的評價值是否在允許范圍內(nèi)，同時，在評價值處于允許范圍內(nèi)的情況下，判斷所述臨時安裝高度為曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度位置；安裝高度生成裝置，在所述判斷裝置判斷為評價值在允許范圍之外的情況下，對所述臨時安裝高度實施遺傳算法，以生成新的臨時安裝高度；并且，在利用上述安裝高度生成裝置生成新的臨時安裝高度的情況下，利用所述新的臨時安裝高度求出運算偏差值及運算軸承載荷值，同時，直到基于這些運算偏差值與測定偏差值的差以及運算軸承載荷值與測定軸承載荷值的差的評價值進(jìn)入允許范圍內(nèi)為止，反復(fù)進(jìn)行通過遺傳算法重新生成臨時安裝高度的步驟。
另外，本發(fā)明的第2種船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測裝置，在上述第1種安裝高度檢測裝置中，配備有參數(shù)設(shè)定裝置，用于設(shè)定由假定安裝高度設(shè)定裝置設(shè)定臨時安裝高度時的設(shè)定高度范圍以及高度間隔、以及判斷安裝高度的評價值的允許范圍；最終判斷裝置，用于在判斷裝置判斷為評價值處于允許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)一步判斷所述評價值是否處于目標(biāo)允許范圍內(nèi)；重復(fù)運作裝置，用于在所述最終判斷裝置判斷為評價值處于目標(biāo)允許范圍之外的情況下，重復(fù)多次進(jìn)行從由假定安裝高度設(shè)定裝置進(jìn)行的臨時安裝高度的設(shè)定到由最終判斷裝置進(jìn)行的評價值的判斷的步驟；并且，在由所述假定安裝高度設(shè)定裝置設(shè)定臨時安裝高度時，利用上述參數(shù)設(shè)定裝置，在初次運算時，較寬地設(shè)定相對于基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)高度而言的安裝高度的設(shè)定高度范圍以及高度間隔，同時，較寬地設(shè)定利用判斷裝置進(jìn)行的判斷中的允許范圍，在下一次運算時，縮小設(shè)定在上次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍。
另外，本發(fā)明的第1種船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測程序，用于根據(jù)曲柄臂之間的位移量(以下，稱為曲柄偏差)以及支承推進(jìn)軸的軸承的載荷，由計算機(jī)裝置計算并檢測船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度，所述船舶用推進(jìn)裝置由串連設(shè)置多個活塞的船舶用發(fā)動機(jī)以及推進(jìn)軸構(gòu)成，該程序由以下步驟構(gòu)成輸入步驟，用于輸入曲柄偏差的實測值以及推進(jìn)軸中各個軸承的軸承載荷的實測值，其中，所述曲柄偏差的實測值是在與各個活塞對應(yīng)的推進(jìn)曲柄中的實際測定的曲柄臂之間的位移量；臨時安裝高度設(shè)定步驟，用于臨時設(shè)定相對于曲軸以及推進(jìn)軸的基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)安裝高度而言的其余各個軸承的安裝高度；偏差·載荷運算步驟，用于根據(jù)由所述臨時安裝高度設(shè)定步驟設(shè)定的臨時安裝高度、采用轉(zhuǎn)移矩陣法計算各個推進(jìn)曲柄中的曲柄偏差及軸承載荷；評價值運算步驟，用于根據(jù)由所述偏差·載荷運算步驟求出的運算偏差值與所述輸入的測定偏差值的差、以及通過所述運算部求出的運算軸承載荷與所述輸入的測定軸承載荷的差，計算評價值；判斷步驟，用于判斷由所述評價值運算步驟求得的評價值是否在允許范圍內(nèi)；安裝高度生成步驟，用于在由所述判斷步驟判斷為評價值在允許范圍之外的情況下，通過遺傳算法重新生成所述臨時安裝高度；并且，具有命令步驟，用于根據(jù)新生成的臨時安裝高度，在所述偏差·載荷運算步驟中，進(jìn)行曲柄偏差及軸承載荷的運算，直到評價值進(jìn)入允許范圍內(nèi)為止，在所述安裝高度生成部中，通過遺傳算法重新生成臨時安裝高度。
另外，本發(fā)明的第2種船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測程序，在上述第1種安裝高度檢測程序中，具有參數(shù)設(shè)定步驟，用于設(shè)定由臨時安裝高度設(shè)定步驟設(shè)定臨時安裝高度時的設(shè)定高度范圍和高度間隔、以及判斷安裝高度的評價值時的允許范圍；最終判斷步驟，用于在利用判斷步驟判斷出評價值在允許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)一步判斷該評價值是否處于目標(biāo)允許范圍內(nèi)；重復(fù)步驟，在由所述最終判斷步驟判斷為評價值在目標(biāo)允許范圍之外的情況下，多次重復(fù)進(jìn)行從由臨時安裝高度設(shè)定步驟進(jìn)行的臨時安裝高度的設(shè)定到由最終判斷步驟進(jìn)行的評價值的判斷的步驟；并且，在通過所述臨時安裝高度設(shè)定步驟設(shè)定臨時安裝高度時，利用上述參數(shù)設(shè)定步驟，在初次運算時，較寬地設(shè)定相對于基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)高度的安裝高度的設(shè)定高度范圍以及高度間隔，同時，較寬地設(shè)定由判斷步驟進(jìn)行判斷時的允許范圍，在下一次運算時，縮小設(shè)定在上次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍。
根據(jù)上述各項發(fā)明的構(gòu)成，在檢測曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度時，預(yù)先臨時設(shè)定各個軸承中的安裝高度，根據(jù)所述臨時安裝高度，利用轉(zhuǎn)移矩陣法通過計算求出各個推進(jìn)曲柄中的曲柄偏差以及推進(jìn)軸的軸承載荷，同時，求出基于所述計算偏差值與實際測定的測定偏差值以及計算軸承載荷與實際測定的軸承載荷的差的評價值，判斷所述評價值是否在允許范圍內(nèi)，在評價值全部在允許范圍之外的情況下，對所有的臨時安裝高度實施遺傳算法處理，以生成新的臨時安裝高度，再次重復(fù)求出計算偏差值的步驟，因此，與根據(jù)操作者的經(jīng)驗進(jìn)行判斷的情況相比，能夠迅速并精度良好地檢測出曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度。
另外，多次重復(fù)進(jìn)行從軸承中的臨時安裝高度的設(shè)定到評價值的判斷的步驟，同時，在設(shè)定臨時安裝高度時，在初次運算時，較寬地設(shè)定所述設(shè)定高度范圍以及高度間隔，同時，也較寬地設(shè)定判斷時的允許范圍，在下一次運算時，縮小設(shè)定在上次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍，因而，可以縮短計算時間。
圖1為作為本發(fā)明的理想的安裝高度檢測方法的檢測對象的船舶用推進(jìn)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2為顯示船舶用推進(jìn)裝置的安裝高度檢測裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3為顯示安裝高度檢測裝置中的曲柄偏差檢測裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4為顯示曲柄偏差檢測裝置中的測定部向曲軸上安裝的狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖5為顯示由曲柄偏差檢測裝置的測定部得到的曲軸中的測定位置的圖示。
圖6為說明船舶用推進(jìn)裝置的推進(jìn)軸中的軸承載荷的測定方法的側(cè)視圖。
圖7為說明船舶用推進(jìn)裝置的推進(jìn)軸中的軸承載荷的測定方法的側(cè)視圖。
圖8為顯示軸承載荷的測定數(shù)據(jù)的曲線圖。
圖9為顯示曲軸中的整體坐標(biāo)系的整體模式圖。
圖10為曲軸的1個推進(jìn)曲柄的模式正面圖。
圖11為顯示曲軸的局部坐標(biāo)系的模式側(cè)面圖。
圖12為流程圖，表示船舶用推進(jìn)裝置中驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法的詳細(xì)步驟。
圖13為模式圖，說明曲軸中曲柄偏差的運算步驟。
具體實施方式
為了更詳細(xì)地說明，下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。
本發(fā)明涉及對由船舶用發(fā)動機(jī)、螺旋槳等構(gòu)成的船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度的檢測，所述檢測對象是使船舶用發(fā)動機(jī)中的曲軸和螺旋槳轉(zhuǎn)動的推進(jìn)軸。
在以下的說明中，在對曲軸的檢測進(jìn)行了說明之后，對推進(jìn)軸的檢測進(jìn)行說明。
在圖1中顯示了作為檢測對象的驅(qū)動軸系的具體例。
在所述驅(qū)動軸系中包括通過連桿2連接多個活塞1的曲軸3，通過法蘭4與所述曲軸3相連并使螺旋槳5轉(zhuǎn)動的推進(jìn)軸6，以及各軸3、6的軸承7。
在船舶用發(fā)動機(jī)中，支承曲軸3的軸承7至少設(shè)有8個，同時，支承推進(jìn)軸6的軸承7例如設(shè)有5個。下面，由#1～#9表示支承曲軸3的9個軸承7，由#10～#13表示支承推進(jìn)軸6的4個軸承7。
另外，上述各個軸承7內(nèi)，將船頭側(cè)的軸承7(#1)以及船尾管側(cè)的2個軸承7(#12，#13)當(dāng)作基準(zhǔn)軸承，將這些軸承7的安裝高度作為基準(zhǔn)安裝高度(高度＝0)，并且固定這些軸承。另外，固定船尾管側(cè)的軸承7(#12，#13)，是為了一旦完成組裝，人就不能接近了。總之，在通常的狀態(tài)下，不能進(jìn)行軸承的測定。
因此，驅(qū)動軸系的安裝高度被檢測為除了船頭側(cè)和船尾側(cè)3個部位以外的10個部位(#2～#11)的軸承7的中心高度。
下面，對驅(qū)動軸系的安裝高度檢測裝置進(jìn)行說明。
如圖2所示，所述安裝高度檢測裝置主要由以下裝置構(gòu)成曲柄偏差檢測裝置11，其用于測定船舶用發(fā)動機(jī)中的曲柄臂間的位移量(即，曲軸偏差)；軸承載荷檢測裝置12，其用于測定作用于支承推進(jìn)軸6的軸承7(#9～#11)上的載荷(以下，稱為軸承載荷)；安裝高度運算裝置13，其用于根據(jù)臨時設(shè)定的臨時安裝高度計算曲柄偏差以及軸承載荷，同時，通過將這些計算偏差值以及計算載荷值與由曲柄偏差檢測裝置11以及軸承載荷檢測裝置12輸入的測定偏差值以及測定載荷值進(jìn)行比較，評價上述臨時安裝高度，以檢測出最可靠的安裝高度。
如圖3和圖4所示，上述曲柄偏差檢測裝置11由以下裝置構(gòu)成在插入于曲柄臂8、8之間的Y字形的安裝體51；設(shè)置在所述安裝體51的叉形部分中、同時可從所述叉形部分經(jīng)由彈性體自由進(jìn)退的測定棒52；設(shè)置在上述安裝體51上并且將上述測定棒52的進(jìn)退量作為電氣信號進(jìn)行檢測的變位計53；檢測曲軸3的轉(zhuǎn)動角度的曲柄角檢測器(例如，可采用旋轉(zhuǎn)脈沖儀)54；運算器58，其用于分別通過放大器55、56以及A/D變換器57輸入來自所述變位計53以及曲柄角檢測器54的檢測信號，以求得規(guī)定的曲柄角中的曲柄偏差。另外，對于安裝體51的叉形部分的兩個前端部，雖然也與測定棒52一樣地以借助彈性體可自由進(jìn)退的方式設(shè)置，但是，它們能夠在曲柄臂8、8之間保持安裝體51本身，因此，設(shè)置在測定棒52上的彈性體的推壓力應(yīng)比設(shè)置在安裝體51的叉形部分的兩個前端部側(cè)的彈性體的推壓力強(qiáng)。
在利用上述曲柄偏差檢測裝置11測定曲柄偏差的情況下，如圖4和圖5所示，在將安裝體51設(shè)定在曲柄臂8、8之間且在與曲柄銷9相反側(cè)的位置處之后，使其大致轉(zhuǎn)動1圈，測定曲柄銷9位于頂部(0度位置，TOP)時以及底部(180度位置，Bottom)時的曲柄偏差。
但是，在實際測定底部時，由于連桿會形成阻礙而不能進(jìn)行測定，因此，在位于從底部向左右略微偏離的位置處的BS(底部的右舷)以及BP(底部的左舷)2點處進(jìn)行測定，同時，使在這2點處的測定值的平均值形成底部的測定值。
上述軸承載荷檢測裝置12，如圖6所示，由油壓千斤頂61和刻度盤式指示器62構(gòu)成，其中，所述油壓千斤頂61設(shè)置在軸承7附近并用于直接或間接地提升推進(jìn)軸6(用千斤頂頂起)，所述刻度盤式指示器62用于測定所述推進(jìn)軸6的位移量。
在圖6中，顯示了測定在曲軸3和推進(jìn)軸6的連接用法蘭4中且在支承曲軸3側(cè)的#9軸承7中的軸承載荷的情況，作為軸承7附近的軸部，由油壓千斤頂61提升法蘭4并進(jìn)行測定。另外，雖然顯示了多個刻度盤式指示器62，但是，也可以使用任意一個刻度盤式指示器。
如圖7所示，在測定設(shè)置在推進(jìn)軸6的中間部分處的軸承7(#10以及#11)處的軸承載荷的情況下，利用油壓千斤頂61提升軸承7附近的軸部并進(jìn)行測定。
在對該測定方法進(jìn)行具體說明時，如圖8中的曲線(a)所示，逐漸提高油壓千斤頂61的壓力，在由刻度盤式指示器62指示的指示值達(dá)到例如接近軸部和軸承的最大間隙(0.80mm)的近旁(0.70mm)附近時，如曲線(b)所示，若逐漸降低壓力，則在最初保持水平狀態(tài)之后，如曲線(c)所示，在與上升時平行下降之后，形成大致水平狀態(tài)，最終，由刻度盤式指示器62指示的指示值為0。
并且，在求出通過所述上升時和下降時的中間部的直線(d)之后，判斷所述直線(d)與橫軸相交的點、即間隙為0的點的壓力為利用軸承7支承軸部的載荷。在圖8的情況下，為340×105Pa(340巴)。所述340×105Pa為油壓千斤頂?shù)膲毫?，通過除以油壓作用的面積，可以求出軸承載荷。
下面，對上述安裝高度運算裝置13進(jìn)行說明。
所述安裝高度運算裝置13由計算機(jī)裝置、鍵盤等數(shù)據(jù)輸入裝置、圖像顯示裝置等輸出裝置、存儲各種計算用程序及數(shù)據(jù)的存儲裝置等構(gòu)成。
所述安裝高度運算裝置13預(yù)先將各個軸承7中的安裝高度相對于基準(zhǔn)高度(0)設(shè)定為適當(dāng)?shù)募俣ㄖ?，同時，根據(jù)所述臨時安裝高度，利用計算公式求出在曲軸3中的曲柄偏差以及推進(jìn)軸6的軸承載荷，分別評價所述計算偏差值及計算軸承載荷值與利用上述曲柄偏差檢測裝置11得出的測定偏差值及利用上述軸承載荷檢測裝置12得出的測定軸承載荷值的差，以判斷上述設(shè)定的臨時安裝高度是否合適，在不合適的情況下，改變臨時安裝高度并反復(fù)進(jìn)行計算，直到進(jìn)入適當(dāng)?shù)姆秶鸀橹埂?br> 可是，對于以下說明的“軸承的安裝高度”，雖然使用了所謂“數(shù)據(jù)串”的語句，但是，其用于連續(xù)排列表示作為多個軸承的安裝高度的數(shù)值。
如圖2所示，所述安裝高度運算裝置13由以下裝置構(gòu)成參數(shù)輸入裝置21，其用于輸入關(guān)于曲軸3的參數(shù)數(shù)據(jù)，如缸體(活塞)個數(shù)、沖程、推進(jìn)曲柄(指對應(yīng)1個活塞的兩個曲柄臂以及曲柄銷)的質(zhì)量(重量)、斷面二次力矩、斷面二次極性力矩等各種數(shù)據(jù)，及軸頸、曲柄銷、曲柄臂等的各種尺寸，以及關(guān)于推進(jìn)軸6的參數(shù)數(shù)據(jù)，例如關(guān)于軸承的彈性彈簧常數(shù)、斷面二次力矩、集中載荷等各種數(shù)據(jù)、以及軸徑、軸長等各種尺寸；假定安裝高度設(shè)定裝置22，用于設(shè)定多組、例如46組各個軸承7中的臨時安裝高度的數(shù)據(jù)串；偏差·載荷運算裝置23，其用于利用由所述假定安裝高度設(shè)定裝置22設(shè)定的臨時安裝高度(作為數(shù)據(jù)串)，計算對應(yīng)于各個推進(jìn)曲柄的曲柄偏差及推進(jìn)軸6中軸承7中的軸承載荷；評價值運算裝置24，其用于同時得出基于利用所述偏差·載荷運算裝置23求出的計算偏差值和利用上述曲柄偏差檢測裝置11測定的測定偏差值的差的偏差評價值、以及基于同樣利用偏差·載荷運算裝置23求出的計算軸承載荷和利用上述軸承載荷檢測裝置12測定的測定軸承載荷值的差的載荷評價值，并計算考慮了這兩個評價值的總評價值；判斷裝置25，其用于輸入由所述評價值運算裝置24得出的總評價值以及預(yù)先設(shè)定的允許值(作為允許范圍的一個例子，雖然形成下限值或形成上限值是依賴評價式的，但是，此處，設(shè)定為下限值)，并且在總評價值超過允許值的情況(在處于允許范圍內(nèi)的情況)下，則判斷設(shè)定的臨時安裝高度為適當(dāng)，并將這一含義輸出，另一方面，在總評價值小于允許值的情況(在允許范圍之外的情況)下，則判斷為設(shè)定的臨時安裝高度不適當(dāng)；安裝高度生成裝置26，在由所述判斷裝置25判斷為總評價值在允許范圍之外的情況下，對上述設(shè)定的臨時安裝高度實施由遺傳算法(遺傳操作)進(jìn)行的處理，以生成(推測)新的臨時安裝高度；最終判斷裝置27，其用于在利用上述判斷裝置25判斷總評價值處于允許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)一步判斷所述總評價值是否處于最終允許值(最終允許范圍、目標(biāo)允許值范圍)(對于其而言，雖然形成下限值或形成上限值依賴于評價式，但是，此處，設(shè)定為下限值)內(nèi)；重復(fù)運作裝置28，其用于在利用所述最終判斷裝置27判斷總評價值在最終允許范圍外的情況下(在總評價值小于最終允許值的情況下)，重復(fù)多次(例如，4次)進(jìn)行從上述假定安裝高度設(shè)定裝置22的臨時安裝高度的設(shè)定到最終判斷裝置27中的最終評價值的判斷的步驟(計算)，另外，還具有參數(shù)設(shè)定裝置29，其用于設(shè)定多組并存儲允許值，所述允許值為利用上述假定安裝高度設(shè)定裝置22設(shè)定多組臨時安裝高度數(shù)據(jù)串組時的設(shè)定高度范圍及高度間隔，以及由上述判斷裝置25中對臨時安裝高度的評價值進(jìn)行判斷時的允許值；以及參數(shù)讀入裝置30，其用于在利用所述重復(fù)運作裝置28重復(fù)規(guī)定的步驟時，對應(yīng)于重復(fù)次數(shù)，讀出由上述參數(shù)設(shè)定裝置29存儲的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許值，并將它們讀入上述假定安裝高度設(shè)定裝置22以及判斷裝置24，并且，在利用上述參數(shù)讀入裝置30讀入?yún)?shù)時，即在利用上述假定安裝高度設(shè)定裝置22設(shè)定臨時安裝高度的數(shù)據(jù)串組時，在初次運算時，較寬(較粗或較大)地設(shè)定相對于基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)高度的臨時安裝高度的設(shè)定高度范圍以及高度間隔，同時，也較寬(較粗或較大)地設(shè)定利用上述判斷裝置25進(jìn)行的判斷中的允許范圍，在下一次運算時，較窄(精度良好或較小)地設(shè)定在上次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍。
在此，對假定安裝高度設(shè)定裝置22以及偏差·載荷運算裝置23進(jìn)行詳細(xì)說明。
在假定安裝高度設(shè)定裝置22中，以船頭側(cè)的第1軸承(基準(zhǔn)軸承)7(#1)的安裝高度作為基準(zhǔn)值并將其設(shè)定為0，同時，利用-0.400mm～+0.375mm的范圍及0.025mm間隔(也稱為高度間隔、刻度間隔)，利用例如隨機(jī)函數(shù)臨時設(shè)定與所述軸承7相鄰的第2～第8共計7個軸承7(#2～#8)的安裝高度。
之所以采用所述設(shè)定高度范圍以及高度間隔，是因為利用安裝高度生成裝置26，采用遺傳算法，在求得最適合的臨時安裝高度時，以“0”和“1”二進(jìn)制碼表示安裝高度。若以0.025mm間隔將-0.400mm～+0.375mm范圍的數(shù)值化，則形成32個階段，由“0”和“1”二進(jìn)制碼表示，必需5比特(32個階段)。即，能夠利用5比特的數(shù)據(jù)表示相對于基準(zhǔn)軸承7(#1)的其它軸承7(#2～#8)的安裝高度，因此，能夠利用35比特(5比特×7個)的數(shù)據(jù)，將7個軸承7的高度表示為大量數(shù)據(jù)串(排列一系列7個軸承的高度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串)。并且，將安裝高度二進(jìn)制碼化僅僅是在使用遺傳子算法時，在除此之外的處理中，由10進(jìn)制表示。不言而喻，即使在概括表示由10進(jìn)制表示的多個軸承7的高度時，仍稱為數(shù)據(jù)串。
之后，最初設(shè)定的各軸承7的臨時安裝高度的數(shù)據(jù)串被設(shè)定為1組以上，例如設(shè)定為46組(不言而喻，不局限于46組，可適當(dāng)增減)。
在上述偏差·載荷運算裝置23中，根據(jù)臨時安裝高度，采用轉(zhuǎn)移矩陣法，通過計算求出各個推進(jìn)曲柄中的曲柄偏差，同時，同樣利用轉(zhuǎn)移矩陣法，對于軸承載荷也通過計算求出。另外，在推進(jìn)軸承6中，在各個軸承間的軸部采用節(jié)間轉(zhuǎn)移矩陣，并且，在各個軸承部分采用節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣。
下面，對曲柄偏差的運算方法和軸承載荷的運算方法進(jìn)行說明。
首先，對曲柄偏差的運算方法進(jìn)行說明。
在這種曲柄偏差的運算方法中，在計算跨越整個曲軸3計算各個部分的位移(稱為狀態(tài)量)時，對如梁這樣的直線部使用傳遞位移的節(jié)間轉(zhuǎn)移方程式(將其系數(shù)稱為節(jié)間轉(zhuǎn)移矩陣)，同時，對于截斷梁的連續(xù)性的支點(部件在軸承或軸方向的位置變化)使用傳遞位移的節(jié)點轉(zhuǎn)移方程式(將其系數(shù)稱為節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣)。
在以下的說明中，雖然沿著曲軸3采用轉(zhuǎn)移矩陣法，但是，將沿曲軸軸心(為軸頸的軸心)的方向作為整體坐標(biāo)系(由x，y，z表示，也稱為絕對坐標(biāo)系)，同時，將沿曲柄臂8以及曲柄銷9的方向稱為局部坐標(biāo)系(由x，t，r表示，也稱為相對坐標(biāo)系)。
另外，在圖9中表示將曲軸3模型化的整體圖(整體坐標(biāo)系)，在圖10中表示推進(jìn)曲柄的整體坐標(biāo)軸的取向，在圖11中表示在局部坐標(biāo)系中分解作用于推進(jìn)曲柄上的力。
在以下的說明中，特別是，沒有提到的符號如下所述。
a曲柄臂之間的初期長度A截面積D曲柄臂間之間的距離Def曲柄偏差E縱向彈性系數(shù)F剪切力
G剪切系數(shù)I截面二次力矩J截面二次極性力矩K軸承的彈性彈簧系數(shù)L長度M彎曲力矩T扭轉(zhuǎn)力矩θ曲柄角首先，如以下的公式所示，形成將船頭側(cè)軸承中的狀態(tài)量(位移以及作用力)B作為未知數(shù)的方程式。在下面的公式中，已知S為節(jié)間轉(zhuǎn)移矩陣，P為節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣，R為表示船頭側(cè)的邊界條件的邊界矩陣，R’為船尾側(cè)的邊界矩陣。
R′SnsPns-1Sns-1…P1S1RB＝0上述公式中的下標(biāo)ns表示由軸承劃分沿船的頭尾方向設(shè)置的軸的部分的個數(shù)。
并且，通過求解上述公式，能夠求出在船頭側(cè)的狀態(tài)量B。
該狀態(tài)量B作為在以下說明中所示的位移矢量q以及力的矢量Q，以下，將這些狀態(tài)量作為初期值，重復(fù)使用節(jié)間轉(zhuǎn)移方程式以及節(jié)點轉(zhuǎn)移方程式，求出在整個曲軸中的狀態(tài)量。
即，作為整體坐標(biāo)系中的狀態(tài)量的位移矢量q以及力的矢量Q由以下的公式(1)以及(2)表示。并且，在公式中的矢量由黑體字表示。
q＝[dxdydzφxφyφz]T(1)Q＝[TxMyMzFxFyFz]T(2)但是，在(1)式中，dx，dy，dz表示位移·撓曲等，另外，φx，φy，φz表示扭轉(zhuǎn)角·撓曲角，在(2)式中，Tx，My，Mz表示扭轉(zhuǎn)力矩·彎曲力矩等，F(xiàn)x，F(xiàn)y，F(xiàn)z表示軸向力·剪切力等。
另外，作為局部坐標(biāo)系中的狀態(tài)量的位移矢量q′以及力的矢量Q′由以下的公式(3)以及(4)表示。
q′＝[dxdtdrφxφtφr]T(3)
Q′＝[TxMtMrFxFtFr]T(4)同樣，在(3)式中，dx，dt，dr表示位移·撓曲等，φx，φt，φr表示扭轉(zhuǎn)角·撓曲角，在(4)式中，Tx，Mt，Mr表示扭轉(zhuǎn)力矩·彎曲力矩等，F(xiàn)x，F(xiàn)t，F(xiàn)r表示軸向力·剪切力等。
下面，對由轉(zhuǎn)移矩陣法使用的節(jié)間轉(zhuǎn)移方程式以及節(jié)點轉(zhuǎn)移方程式進(jìn)行說明。
利用以下的公式(5)表示求得從船頭側(cè)(在船頭側(cè)，由F的下標(biāo)表示)至船尾側(cè)(在后側(cè)，由A下標(biāo)表示)的狀態(tài)量的節(jié)間轉(zhuǎn)移方程式。但是，在公式(5)中，i表示軸承號碼(由軸承劃分的部分(軸)的號碼)。
這里
下面，利用下面的公式(6)表示將狀態(tài)量從整體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至局部坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式(轉(zhuǎn)移方程式)。
這里 另一方面，利用下面的公式(7)表示將狀態(tài)量從局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至整體坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式(轉(zhuǎn)移方程式)。
這里 例如，利用下面的公式(8)表示從軸頸至曲柄臂的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式(轉(zhuǎn)移方程式)。
這里 另外，對于從曲柄臂至軸頸的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換而言，也使用了上面的公式(8)。
利用下面的公式(9)表示從曲柄銷向曲柄臂的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式(轉(zhuǎn)移方程式)，對于從曲柄臂至曲柄銷的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換而言，同樣使用了下面的公式(9)。
這里 不過，各個軸承7中的節(jié)點轉(zhuǎn)移方程式由下面的公式(10)表示。
這里 h2=0000kydyikzdziT]]>另外，將上述臨時安裝高度代入上述h2中的dz0(但dv0恒定)，并且，將通過遺傳算法生成并改變的新的臨時安裝高度(其中，d的添加的字0(零)意味著初期值)。
下面，對曲柄偏差的運算步驟進(jìn)行說明。
此處，若將dx1，dy1，dz1作為推進(jìn)曲柄中在船頭側(cè)部分的位移量，將dx2，dy2，dz2作為推進(jìn)曲柄中在船尾側(cè)部分的位移量，并且將a作為在推進(jìn)曲柄的初期長度，則相互鄰接的推進(jìn)曲柄之間的距離D由以下公式(11)表示(其中，d的添加字中的1表示后面所述的圖13的(b)位置，同樣，添加字中的2表示圖13的(h)位置)。
D=(a+dx2-dx1)2+(dy2-dy1)2+(dz2-dz1)2---(11)]]>另外，若將活塞的上死點(TDC，0度)處的距離設(shè)定為D0，將活塞的下死點(BDC，180度)的距離定為D180，則由以下的公式(12)表示曲柄偏差(Def)。
Def＝D0-D180(12)可是，由于a的冪指數(shù)為102mm，另外，dx，dy，dz為10-3mm，因此，上述(11)公式可以按下面所述的(13)公式那樣變形。
D-a=2a(dx2-dx1)D+a+(dx2-dx1)2+(dy2-dy1)2+(dz2-dz1)2D+a]]>＝dx2-dx1(13)這里D+a＝2a(dx2-dx1)2+(dy2-dy1)2+(dz2-dz1)2D+a<<dx2-dx1]]>因此，能夠利用公式(14)求出曲柄偏差。
Def＝(dx2-dx1)0-(dx2-dx1)180(14)由(14)式可知，曲柄偏差主要依賴于在曲柄軸心方向的變形量。
此處，根據(jù)圖13說明以上面的計算公式為基礎(chǔ)的曲柄偏差的具體計算步驟。
此處，針對1個推進(jìn)曲柄，按順序說明各個部件的計算步驟。
笫1步.對于(a)的軸承部分，使用了(5)式的節(jié)間轉(zhuǎn)移方程式。
第2步.對于(b)的彎曲部，將第1步中的(5)式的左邊代入(6)式的坐標(biāo)變換式的右邊，將此時的(6)式的左邊代入(8)式的坐標(biāo)變換式的右邊(軸頸)。
第3步.對于(c)的曲柄臂，將第2步中的(8)式的左邊代入(5)式的右邊。
第4步.對于(d)的彎曲部，將笫3步中的(5)式的左邊代入(9)式的坐標(biāo)變換式的右邊。
第5步.對于(e)的曲柄銷，將第4步中的(9)式的左邊代入(5)式的坐標(biāo)變換式的右邊。
第6步.對于(f)的彎曲部，將第5步中的(5)式的左邊作為(9)式的坐標(biāo)變換式的左邊。
第7步.對于(g)的曲柄臂，將第6步中的(9)式的右邊[q′Q′1]Tarm代入(5)式。
第8步.對于(h)的彎曲部，以第7步中的(5)式的左邊作為(8)式的左邊，將此時的(8)式的右邊的[q′Q′1]Tjournal代入(7)式的左邊變換式的右邊。
第9步.對于(i)的軸承部分，將第8步中的(7)式的左邊代入(5)式的右邊。
另外，在從某一推進(jìn)曲柄1向相鄰的推進(jìn)曲柄2的[以在{j部}處顯示的支點為邊界]的轉(zhuǎn)移中，采用了(10)式的節(jié)點轉(zhuǎn)移方程式，并且是通過將i步驟中的(5)式的左邊代入(10)式的右邊進(jìn)行的。
這樣，作為狀態(tài)量的q以及Q(Q＝0)通過作為轉(zhuǎn)移方程式系數(shù)的各個轉(zhuǎn)移矩陣，從船頭側(cè)轉(zhuǎn)移至船尾側(cè)并求出各個位移。不言而喻，在轉(zhuǎn)移過程中，由于(5)式和(10)式的f1，f2，h1，h2，Q也會改變。
下面，對軸承載荷的運算方法進(jìn)行簡單說明。
可以通過以下的(17)公式求出軸承載荷[Brg(JB，K)]。
＝K(JB)×{d(JB，K)-d0(JB)}…(17)上面所述的公式(17)中的符號如以下所述。
Brg(JB，K)為在曲柄角度K中的第JB號的軸承的軸承載荷(實測值)，k(JB)為第JB號軸承中的垂直方向的彈性彈簧常數(shù)，并由輸入數(shù)據(jù)(參數(shù)數(shù)據(jù))提供。
另外，d(JB，K)為曲柄角度K中的第JB軸承中的推進(jìn)軸的垂直方向上的位移量，并由運算結(jié)果提供。
另外，d0(JB)為相對于第JB軸承中的基準(zhǔn)軸承的基準(zhǔn)高度的安裝高度，并由計算結(jié)果提供(是與運算求得的軸承的安裝高度相同的值)。
下面，根據(jù)圖12顯示的示意性流程圖，說明檢測驅(qū)動軸系的安裝高度的步驟。
可是，在檢測所述驅(qū)動軸系的安裝高度的情況下，雖然最好以規(guī)定的設(shè)定高度范圍并且利用規(guī)定的高度間隔、預(yù)先隨機(jī)且僅生成1次(初次)臨時安裝高度的數(shù)據(jù)串并進(jìn)行檢測，但是，在以下說明的本實施例的安裝高度檢測順序中，為了縮短運算時間，在多次重復(fù)進(jìn)行運算步驟(順序)的同時，在每個運算步驟中，逐漸縮小在運算開始時生成形成初期數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串組時的二進(jìn)制碼化所用(為了實施由遺傳算法進(jìn)行的處理而進(jìn)行編碼)的設(shè)定高度范圍以及高度間隔的寬度，同時，也逐漸較小允許范圍的值(并且，將設(shè)定高度范圍，高度間隔以及允許范圍統(tǒng)稱為參數(shù))，下面，對在上述運算步驟為4次(若將初次運算計為1次，則實際重復(fù)次數(shù)為3次)的情況進(jìn)行說明。
首先，在步驟1中，輸入發(fā)動機(jī)以及推進(jìn)軸的參數(shù)數(shù)據(jù)、曲柄偏差的實測值、以及在推進(jìn)軸部分中的軸承載荷的實測值。
另外，如上所述，發(fā)動機(jī)以及推進(jìn)軸的參數(shù)數(shù)據(jù)是由參數(shù)數(shù)據(jù)輸入裝置21輸入的，它們包括運算所必需的與缸體相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如，缸體的個數(shù)、行程、推進(jìn)曲柄的質(zhì)量、慣性力矩以及軸頸、曲柄銷、曲柄臂等各種尺寸，以及關(guān)于推進(jìn)軸6的數(shù)據(jù)，例如軸承中的彈性彈簧常數(shù)，截面二次力矩、集中載荷等各種數(shù)據(jù)，以及軸徑、軸長度等各種尺寸。
另外，作為曲柄偏差的實測值，通過曲柄偏差檢測裝置11，測定在各個推進(jìn)曲柄的規(guī)定角度位置處的曲柄偏差，同時輸入該測定偏差值。
進(jìn)而，作為推進(jìn)軸6的軸承載荷的實測值，通過軸承載荷檢測裝置12，輸入被測定的載荷。
隨后，在步驟2中，作為初期設(shè)定，將全部軸承7的相對安裝高度設(shè)定為0。
隨后，在步驟3中，將運算步驟的次數(shù)計算用變量設(shè)定為“1”。
隨后，在步驟4中，利用參數(shù)讀入裝置30，對應(yīng)于運算步驟的次數(shù)，將在每一運算步驟中預(yù)定的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍讀入假定安裝高度設(shè)定裝置22以及判斷裝置25中。
另外，如上所述，最初加寬了讀入的臨時安裝高度的設(shè)定高度范圍(設(shè)定時的高度允許范圍)、高度間隔(也稱為刻度間隔)以及允許范圍，但是，隨著運算步驟次數(shù)的增加，會使它們逐漸縮小。例如，在第1運算步驟中，以-6.4mm+6.0mm設(shè)定臨時安裝高度的設(shè)定高度范圍，同時，將高度間隔設(shè)定為0.4mm，在第2運算步驟中，以-1.6mm+1.5mm設(shè)定臨時安裝高度的設(shè)定高度范圍，同時，將高度間隔設(shè)定為0.1mm，在第3運算步驟中，以-0.80mm+0.75mm設(shè)定臨時安裝高度的設(shè)定高度范圍，同時，將高度間隔設(shè)定為0.05mm，在第4運算步驟中，以-0.40mm+0.375mm設(shè)定臨時安裝高度的設(shè)定高度范圍，同時，將高度間隔設(shè)定為0.025mm。即，在第3步驟之后，數(shù)值為前面的值的一半。
隨后，在步驟5中，根據(jù)利用步驟4輸入的設(shè)定高度范圍以及高度間隔，通過假定安裝高度設(shè)定裝置22，使相對于基準(zhǔn)高度的各個軸承7(#2～#11)的臨時安裝高度的數(shù)值串形成例如46組(臨時安裝高度數(shù)據(jù)集合)。
隨后，在步驟6中，利用偏差·載荷運算裝置23，如上所述，采用轉(zhuǎn)移矩陣法，在求出每個推進(jìn)曲軸上的船頭尾側(cè)的位移(dx1，dy1，dz1)以及船尾側(cè)的位移(dx2，dy2，dz2)后，利用(11)公式以及(12)公式，運算求出曲柄偏差，同時，同樣利用轉(zhuǎn)移矩陣法，通過運算求出軸承載荷。另外，將節(jié)間轉(zhuǎn)移矩陣用于各個軸承之間的推進(jìn)軸6，另外，將節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣用于各個軸承。
此處，對軸承載荷的計算方法進(jìn)行簡單說明，可以通過下面所述的(17)公式求出軸承載荷[Brg(JB，K)]。
Brg(JB，K)＝K(JB)×{d(JB，K)-d0(JB))…(17)上面所述的公式(17)中的符號如以下所述。
Brg(JB，K)為在曲柄角度K中的第JB號的軸承的軸承載荷(實測值)，k(JB)為第JB號軸承中的垂直方向的彈性彈簧常數(shù)，并由輸入數(shù)據(jù)(參數(shù)數(shù)據(jù))提供。
另外，d(JB，K)為曲柄角度K中的第JB軸承中的推進(jìn)軸的垂直方向的位移量，并由計算結(jié)果提供。
另外，d0(JB)為相對于笫JB軸承中的基準(zhǔn)軸承的基準(zhǔn)高度的安裝高度，并由計算結(jié)果提供(是與通過運算求得的軸承的安裝高度相同的值)。
隨后，在步驟7中，在利用評價值運算裝置24，計算求出以運算值和測定偏差值差的差為基礎(chǔ)的載荷評價值，以及計算求出以運算軸承載荷值和測定軸載荷值的差為基礎(chǔ)的載荷評價值之后，考慮這兩個評價值，例如，將這兩個評價值相加以求出總評價值。
在此，表示出求出上述各個評價值的運算式。
利用以下的(18)公式求出偏差評價值(Fitnessdef)。
Defmeasured(i)第i號曲柄部的曲軸偏差的測定結(jié)果Defcalculated(i)第i號曲柄部的曲軸偏差運算結(jié)果n活塞總數(shù)利用以下的(19)公式求出載荷評價值(FitnessBrg)。
Brgmeasured(i)第i號軸承部的軸承載荷測定結(jié)果Brgcalculated(i)第i號軸承的軸承載荷運算結(jié)果n經(jīng)過測定的軸承部總數(shù)利用以下的(20)公式求出總評價值(Fitnessall).
隨后，在步驟8中，將利用上述評價值運算裝置24求出的總評價值與預(yù)先設(shè)定的較寬允許值作比較，以判斷總評價值是否處于允許范圍內(nèi)。
并且，在對全部46組數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷之后，在存在1組總評價值超過允許值的數(shù)據(jù)串(在允許范圍內(nèi)時)的情況下，進(jìn)入步驟10，判斷總評價值是否超過最終允許值。
另一方面，在全部46組總評價值小于允許值的情況下(在允許范圍之外的情況下)，進(jìn)入步驟9，利用安裝高度生成裝置26，對當(dāng)前的臨時安裝高度(46組數(shù)據(jù)串)實施遺傳算法處理以生成新的臨時安裝高度(作為下一代集合的數(shù)據(jù)串)。另外，在遺傳算法中采用了“0”和“1”的碼，因此，在以二進(jìn)制數(shù)表示各個軸承中的安裝高度(二進(jìn)制數(shù)據(jù))的同時，所述安裝高度的數(shù)據(jù)串為按順序排列全部軸承的高度(二進(jìn)制數(shù)據(jù))所得的數(shù)據(jù)串。
隨后，再次重復(fù)從步驟6至步驟8的步驟，在所述總評價值仍小于允許值的情況下，經(jīng)過步驟9，重復(fù)進(jìn)行從步驟6至步驟8的步驟，直到超過允許值為止。
在步驟10中，對總評價值和最終允許值進(jìn)行比較，在即使上述46組安裝高度內(nèi)有1組的總評價值超過最終允許值的情況下(總評價值在最終允許范圍內(nèi)的情況下)，輸出所述安裝高度。
另一方面，在總評價值小于最終允許值的情況下(總評價值在最終允許范圍之外的情況下)，利用重復(fù)運作裝置88，在計算次數(shù)(n)上加1，并再次返回步驟4，此處，通過參數(shù)讀入裝置30，分別將在第2次運算中使用的新的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許值讀入假定安裝高度設(shè)定裝置22以及判斷裝置25。
之后，在步驟5中，再次使用隨機(jī)函數(shù)設(shè)定新的臨時安裝高度的數(shù)據(jù)串之后，重復(fù)進(jìn)行上述步驟6～10。即，直到總評價值超過最終允許值為止，上述運算步驟最多重復(fù)4次(直至n＝4)。不言而喻，最大次數(shù)不應(yīng)局限于4次，3次或5次均可。
不言而喻，在步驟10中，在總評價值超過允許值的情況下，輸出其安裝高度。
如上所述，在檢測曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度時，將各個軸承的安裝高度數(shù)據(jù)串臨時設(shè)定為預(yù)定的多個組(例如，46組)，根據(jù)所述臨時安裝高度，采用轉(zhuǎn)移矩陣法，通過運算求出各個推進(jìn)曲柄的曲柄偏差以及推進(jìn)軸中軸承的軸承載荷，同時，求出以所述運算偏差值與實際測定的測定偏差值的差、以及運算軸承載荷值與實際測定的測定軸承載荷值的差為基礎(chǔ)的總評價值，所述總評價值中即使有一組在允許范圍內(nèi)，也判斷該組臨時安裝高度是適當(dāng)?shù)?，另一方面，在總評價值在允許范圍之外的情況下，對全部臨時安裝高度進(jìn)行遺傳算法處理，以設(shè)定新的臨時安裝高度，并再次重復(fù)求出運算數(shù)據(jù)以及運算軸承載荷值的步驟，因此，與象以往那樣根據(jù)測定偏差值、通過操作者的經(jīng)驗推定安裝高度的情況相比，能夠迅速、精度良好地檢測驅(qū)動軸系的安裝高度。
之后，由于在重復(fù)運算時，最初加寬當(dāng)設(shè)定臨時安裝高度時的設(shè)定高度范圍、高度間隔、允許值(允許范圍)等參數(shù)，并逐漸縮小這些參數(shù)，因此，能夠縮短運算時間。
另外，在涉及上述實施例的安裝高度運算裝置中設(shè)有程序，所述程序用于利用計算機(jī)裝置計算(檢測)上述曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度。
即，用于計算(檢測)上述曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度的程序具有用于將與曲軸3以及推進(jìn)軸6相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)輸入運算裝置中的參數(shù)數(shù)據(jù)輸入步驟；實測值輸入步驟，其用于輸入曲柄偏差的實測值以及推進(jìn)軸中各個軸承的軸承載荷的實測值，其中，所述輸入曲柄偏差的實測值是對應(yīng)于各個活塞的推進(jìn)曲柄中的實際測定的曲柄臂之間的位移量；臨時安裝高度設(shè)定步驟，其用于臨時設(shè)定多組對應(yīng)于曲軸以及推進(jìn)軸的基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)安裝高度的其余各個軸承的安裝高度；偏差.載荷運算步驟，其用于根據(jù)利用所述設(shè)定步驟設(shè)定的臨時安裝高度、采用轉(zhuǎn)移矩陣法計算各個推進(jìn)曲柄的曲柄偏差以及軸承載荷；評價值運算步驟，其用于根據(jù)由所述運算步驟求出的運算偏差值與上述輸入的測定偏差值的差以及由所述運算部求出的運算軸承載荷與上述輸入的測定軸承載荷的差計算總評價值；判斷步驟，用于判斷利用所述評價值運算步驟求得的總評價值是否在允許范圍內(nèi)；安裝高度生成步驟，其用于在通過所述判斷步驟判斷所有組的總評價值在允許范圍之外的情況下，通過遺傳算法重新生成上述多組臨時安裝高度；命令步驟，其用于根據(jù)利用所述安裝高度生成步驟新生成的臨時安裝高度，在上述偏差·載荷運算步驟中，實施曲柄偏差以及軸承載荷的運算，并在上述安裝高度生成步驟中通過遺傳算法重新生成臨時安裝高度，直到總評價值進(jìn)入允許范圍內(nèi)為止；最終判斷步驟，其用于在利用上述判斷步驟判斷出即使1組總評價值在允許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)一步判斷該總評價值是否處于最終允許值(最終允許范圍)內(nèi)，同時，輸出該組安裝高度(數(shù)據(jù)串)；重復(fù)步驟，在利用所述最終判斷步驟判斷總評價值在最終允許范圍之外的情況下，多次重復(fù)進(jìn)行從通過臨時安裝高度設(shè)定步驟中的臨時安裝高度的設(shè)定到通過最終判斷步驟對最終評價值的判斷的步驟；參數(shù)設(shè)定步驟，其用于設(shè)定并存儲利用所述臨時安裝高度設(shè)定步驟設(shè)定臨時安裝高度時的設(shè)定高度范圍以及高度間隔，以及判斷安裝高度的評價值時的允許范圍；參數(shù)讀入步驟，其用于在利用上述重復(fù)步驟重復(fù)規(guī)定的步驟時，根據(jù)所述重復(fù)次數(shù)，讀出存儲在上述參數(shù)設(shè)定步驟中的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍并將它們讀入上述臨時安裝高度設(shè)定步驟以及判斷步驟；并且，在通過上述安裝高度設(shè)定步驟設(shè)定臨時安裝高度時，利用上述參數(shù)設(shè)定步驟，在初次運算時，較寬地設(shè)定相對于基準(zhǔn)軸承的基準(zhǔn)高度的安裝高度的設(shè)定高度范圍以及高度間隔，同時，較寬地設(shè)定進(jìn)行判斷步驟中的判斷時的允許范圍(允許值)，在進(jìn)行下一次運算時，縮小設(shè)定在前一次運算時設(shè)定的臨時安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍(允許值)。所述程序具有譯碼功能，該功能是在采用遺傳子算法時，能夠?qū)惭b高度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼并使二進(jìn)制碼化的安裝高度數(shù)據(jù)返回十進(jìn)制數(shù)(十進(jìn)制化)。另外，在參數(shù)設(shè)定步驟中逐步改變參數(shù)是為了縮短處理時間，若不必縮短，則在加寬設(shè)定高度范圍的同時，縮小高度間隔，并且通過使允許值與最終允許值相同，在不設(shè)置最終判斷步驟、重復(fù)步驟、參數(shù)設(shè)定步驟以及參數(shù)讀入步驟的情況下，利用判斷步驟的判斷，輸出進(jìn)入允許范圍內(nèi)的安裝高度(優(yōu)選為評價值最高的組的安裝高度)。
另外，上述安裝高度運算裝置13的各個裝置(除輸入裝置以外的例如假定安裝高度設(shè)定裝置、偏差·載荷運算裝置、評價值運算裝置、判斷裝置、安裝高度生成裝置、最終判斷裝置、重復(fù)運作裝置、參數(shù)設(shè)定裝置、參數(shù)讀入裝置等)，例如通過通用的運算電路和執(zhí)行由所述各個裝置執(zhí)行的步驟的程序構(gòu)成，或由用于執(zhí)行各個裝置中的步驟(功能)的電路構(gòu)成。
根據(jù)上述驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法、以及船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測裝置、以及船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測用程序的結(jié)構(gòu)，由于在檢測曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度時，預(yù)先將各個軸承的安裝高度臨時設(shè)定成數(shù)據(jù)，根據(jù)所述臨時安裝高度，采用轉(zhuǎn)移矩陣法，運算求出各個推進(jìn)曲柄中的曲柄偏差以及推進(jìn)軸中的軸承載荷，同時，求出以所述運算偏差值以及實際測定的測定偏差值的差以及運算軸承載荷與實際測定的測定軸承載荷的差為基礎(chǔ)的評價值，判斷所述評價值是否在允許值范圍內(nèi)，在評價值全部在允許值范圍之外的情況下，在全部臨時安裝高度上實施遺傳算法處理，以生成新的臨時安裝高度，并再次重復(fù)求出運算偏差值的步驟，因此，與以往那樣根據(jù)操作者經(jīng)驗判斷的情況相比，能夠迅速并精度良好地檢測出曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度。
另外，在多次重復(fù)進(jìn)行從軸承中的臨時安裝高度的設(shè)定到評價值的判斷的步驟的同時，在設(shè)定臨時安裝高度時，在初次運算時，較寬地設(shè)定所述設(shè)定高度范圍以及高度間隔，同時，也較寬地設(shè)定判斷時的允許范圍(允許值)，以便在下一次運算時，縮小設(shè)定在前一次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍，高度間隔以及允許范圍，因此，能夠縮短運算時間。
不過，采用在上述實施例中說明的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法以及安裝位置檢測裝置，例如通過測定例如船舶空載荷時以及具有載荷時的曲軸中各個軸承部分的安裝高度以及推進(jìn)軸的各個軸承部分的軸承載荷，能夠檢測出與所述船體相關(guān)的變形量，并且，在下一次制造新的船舶時，考慮所述變形量，即在堆積貨物的狀態(tài)下，能夠預(yù)先提供在相反方向中的變形量，以使曲軸以及推進(jìn)軸保持大致直線狀。
工業(yè)實用性如上所述，由于能夠迅速并精度良好地檢測出曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度，因此，本發(fā)明的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法適用于將船舶用推進(jìn)裝置安裝船體上時的作業(yè)。
權(quán)利要求
1.船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法，用于檢測在船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度，所述船舶用推進(jìn)裝置由串連設(shè)置多個活塞的船舶用發(fā)動機(jī)以及推進(jìn)軸構(gòu)成，其特征在于，該方法由以下步驟構(gòu)成輸入對應(yīng)于各個活塞的推進(jìn)曲柄中的實際測定的曲柄臂之間的位移量即曲柄偏差的實測值的工序；輸入軸承載荷的實測值的工序，所述軸承載荷的實測值是通過將使螺旋槳轉(zhuǎn)動的推進(jìn)軸的軸承附近抬起而獲得的；作為數(shù)據(jù)，臨時設(shè)定相對于曲軸及推進(jìn)軸的基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)安裝高度而言的其余各軸承的安裝高度的工序；根據(jù)該臨時安裝高度，利用轉(zhuǎn)移矩陣法計算各個推進(jìn)曲柄中的曲柄偏差及推進(jìn)軸中的各軸承載荷的工序；根據(jù)該計算偏差值與上述測定的測定偏差值的差、以及由上述計算各軸承載荷的工序求出的計算軸承載荷值與上述測定的測定軸承載荷值的差計算評價值的工序；判斷上述評價值是否在允許范圍內(nèi)的工序；在由所述判斷工序判斷出評價值在允許范圍之外的情況下，通過遺傳算法重新生成上述臨時安裝高度的工序，并且，根據(jù)所述新生成的臨時安裝高度，進(jìn)行計算上述軸承偏差及軸承載荷的工序，直到評價值進(jìn)入允許范圍之內(nèi)為止，重復(fù)進(jìn)行通過遺傳算法重新生成臨時安裝高度的步驟，將評價值進(jìn)入允許范圍內(nèi)時的臨時安裝高度檢測作為曲軸的安裝高度。
2.如權(quán)利要求
1所述的船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測方法，其特征在于，多次重復(fù)進(jìn)行從軸承中的臨時安裝高度的設(shè)定到評價值的判斷的各個工序，并且，在設(shè)定臨時安裝高度時，在初次運算時，較寬地設(shè)定相對于基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)高度而言的安裝高度的設(shè)定高度范圍和高度間隔，同時，較寬地設(shè)定判斷工序中的允許范，在下一次運算時，縮小在前一次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍，以計算安裝高度。
3.船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測裝置，用于檢測在船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度，所述船舶用推進(jìn)裝置由串連設(shè)置多個活塞的船舶用發(fā)動機(jī)以及推進(jìn)軸構(gòu)成，其特征在于，該裝置由以下裝置構(gòu)成曲柄偏差檢測裝置，用于測定發(fā)動機(jī)中各個推進(jìn)曲柄中的曲柄臂之間的位移量，即曲柄偏差；測定支承推進(jìn)軸的軸承中的軸承載荷的軸承載荷檢測裝置；作為數(shù)據(jù)臨時設(shè)定曲軸及推進(jìn)軸的安裝高度的假定安裝高度設(shè)定裝置；偏差·載荷運算裝置，用于根據(jù)由所述假定安裝高度設(shè)定裝置獲得的臨時安裝高度，利用轉(zhuǎn)移矩陣法，計算作為各個推進(jìn)曲柄中曲柄臂之間的位移量的曲柄偏差以及推進(jìn)軸中各軸承的軸承載荷；評價值運算裝置，用于根據(jù)由所述偏差·載荷運算裝置求出的計算偏差值與通過所述曲柄偏差檢測裝置測定的測定偏差值的差、以及由偏差·載荷運算裝置求出的計算軸承載荷值與由所述軸承載荷檢測裝置測定的測定軸承載荷值的差，計算評價值；判斷裝置，用于判斷由所述評價值運算裝置得出的評價值是否在允許范圍內(nèi)，同時，在評價值處于允許范圍內(nèi)的情況下，判斷所述臨時安裝高度為曲軸以及推進(jìn)軸的安裝高度位置；安裝高度生成裝置，在所述判斷裝置判斷為評價值在允許范圍之外的情況下，對所述臨時安裝高度實施遺傳算法，以生成新的臨時安裝高度；并且，在利用上述安裝高度生成裝置生成新的臨時安裝高度的情況下，利用所述新的臨時安裝高度求出運算偏差值及運算軸承載荷值，同時，直到基于這些運算偏差值與測定偏差值的差以及運算軸承載荷值與測定軸承載荷值的差的評價值進(jìn)入允許范圍內(nèi)為止，反復(fù)進(jìn)行通過遺傳算法重新生成臨時安裝高度的步驟。
4.如權(quán)利要求
3所述的船舶用推進(jìn)裝置中的驅(qū)動軸系的安裝高度檢測裝置，其特征在于，配備有參數(shù)設(shè)定裝置，用于設(shè)定由假定安裝高度設(shè)定裝置設(shè)定臨時安裝高度時的設(shè)定高度范圍以及高度間隔、以及判斷安裝高度的評價值的允許范圍；最終判斷裝置，用于在判斷裝置判斷為評價值處于允許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)一步判斷所述評價值是否處于目標(biāo)允許范圍內(nèi)；重復(fù)運作裝置，用于在所述最終判斷裝置判斷為評價值處于目標(biāo)允許范圍之外的情況下，重復(fù)多次進(jìn)行從由假定安裝高度設(shè)定裝置進(jìn)行的臨時安裝高度的設(shè)定到由最終判斷裝置進(jìn)行的評價值的判斷的步驟；并且，在由所述假定安裝高度設(shè)定裝置設(shè)定臨時安裝高度時，利用上述參數(shù)設(shè)定裝置，在初次運算時，較寬地設(shè)定相對于基準(zhǔn)軸承中的基準(zhǔn)高度而言的安裝高度的設(shè)定高度范圍以及高度間隔，同時，較寬地設(shè)定利用判斷裝置進(jìn)行的判斷中的允許范圍，在下一次運算時，縮小設(shè)定在上次運算時設(shè)定的安裝高度的設(shè)定高度范圍、高度間隔以及允許范圍。
專利摘要
將相對于曲軸以及推進(jìn)軸的基準(zhǔn)軸承的基準(zhǔn)安裝高度的其余各個軸承的安裝高度臨時設(shè)定為數(shù)據(jù)，根據(jù)所述臨時安裝高度，利用轉(zhuǎn)移矩陣法計算各個推進(jìn)曲柄的曲柄偏差以及推進(jìn)軸的軸承載荷，之后，根據(jù)所述計算偏差值以及計算軸承載荷值與實際測定的測定偏差值以及測定軸承載荷值的差求出評價值。比較所述評價值以及允許值，在評價值超過允許值的情況下，通過遺傳算法新生成二進(jìn)制化的臨時安裝高度，并計算出基于所述新的臨時安裝高度的再次評價值。之后，重復(fù)相同的步驟，直至所述評價值進(jìn)入允許值內(nèi)。
文檔編號G01B21/00GKCN1247959SQ02801469
公開日2006年3月29日 申請日期2002年4月22日
發(fā)明者杉本嚴(yán)生 申請人:日立造船株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan