舰船水润滑尾轴承降噪关键技术分析

水润滑形式的尾轴承广泛运用于舰船推进轴系,其摩擦、润滑与振动等特性对舰船声隐身性能有较大影响,国外海军强国对这一问题进行了系统深入的研究,研制了先进的水润滑尾轴承产品,很好地解决了舰船轴系的摩擦诱导振动噪声问题。本文综述国外舰船水润滑尾轴承发展历程与现状,对水润滑尾轴承发展过程中产生的关键性降噪技术进行系统分析,对国内舰船水润滑尾轴承的发展方向提出建议。     

磁水复合式水润滑艉轴承设计及其润滑性能研究

推进轴系是舰船艉部振动最重要的激励源，而传统的推进轴系与船体结构通过支承轴承联接，这两部分之间没有相应的减振措施，因此推进轴系上的激励直接作用于船体结构，形成辐射噪声。本文以舰船艉部减振及提高水润滑轴承使用寿命为目的，利用磁力轴承低摩擦、结构简单等优点，设计一种新型磁水复合式水润滑艉轴承，对其摩擦学性能进行数值分析，并与传统水润滑艉轴承的性能进行对比。结果表明，磁水复合式艉轴承在外载荷、转速及轴承间隙相同的情况下，最小液膜厚度变大，最大液膜压力减小，轴承温升降低，说明磁力支承可以有效改善水润滑轴承润滑状态，提升轴承承载能力，减少轴承摩擦损失，可为未来舰船低摩擦艉轴承设计提供新的技术途径。     

基于流固耦合的桨轴系统横向振动特性研究

随着大型化、高速化船舶的发展,桨轴系统的工作负荷加重,尺寸增大,尾轴承的润滑状态会改变轴系的支撑特性,而对支撑系统敏感的横向振动也就更容易受到影响.以某实验室长轴系为研究对象,建立尾轴承实体模型,采用多点支撑,建立水润滑轴承的润滑特性模型,计算基于流固耦合的轴系横向振动特性,并与传统单点支撑的轴系横向振动计算进行对比....     

船舶水润滑尾轴承服役性能研究及其进展

尾轴承是船舶推进轴系的关键部件,近年来水润滑尾轴承的研究有新的进展。在润滑水黏度低、载荷环境复杂(重载、边缘负载和不确定性负载)、低速、启停和沙粒侵扰等恶劣工况条件下,尾轴承的承载机理复杂、磨损严重和摩擦噪声大。从船舶水润滑尾轴承的特点出发,围绕其性能演化与防治机理,就承载机理和模型、试验技术、摩擦磨损机理和预测方法、异常摩擦噪声机理及性能提升措施等五个方面,综合分析船舶水润滑尾轴承的研究进展,指出尚待解决的问题和今后的研究方向。     

美国舰艇水润滑尾轴承材料研究进展

针对美国舰艇尾轴承材料的发展现状及存在的问题,对美国Duramax公司生产的ROMOR I水润滑橡胶尾轴承的工作特点及摩擦磨损特性进行了研究分析。就目前美国对水润滑橡胶尾轴承振鸣音机理、振动特性以及影响因素等问题的研究,进行了深入剖析。最后介绍了美国海军军标MIL-DTL-17901C(SH)的内容规定。认为低噪声、低摩擦、长寿命等因素将指引整体式、表面光滑的新型橡胶轴承材料研发,且新材料的研制是尾轴承主要发展方向。     

基于有限元的轴系回旋振动响应计算及试验

为更好地了解轴系振动对舰船声辐射的影响,以某台架轴系为研究对象,基于Workbench软件建立仿真分析,对轴系回旋振动涡动频率及响应和轴系振动对轴承基座的影响进行研究。研究表明,有限元法计算所得回旋振动的固有频率与传统的传递矩阵法结果一致。通过轴系激励力的分析,给出有限元法回旋振动响应的分析方法,获取轴系振动的位移响应。提取轴承处频域激励力施加于尾轴承上,得到尾轴承基座上点的振动响应加速度。设计台架测试方案,通过试验验证轴系振动的位移响应和轴承基座振动加速度响应计算的正确性。基于有限元的轴系回旋振动涡动频率及响应提出的计算方法,可为推进轴系振动对舰船声辐射的研究提供一定的理论指导。     

水润滑橡胶艉轴承摩擦振动图像序列的处理方法

为了掌握水润滑橡胶艉轴承摩擦诱导振动的特征,文章搭建了一种基于计算机视觉的原位测量系统。以测量系统中高速相机采集的图像序列为研究对象,提出了一种处理方法,用来挖掘试块的摩擦振动信息。结果表明,该方法能有效处理分析不同工况下采集的图像序列,为水润滑橡胶艉轴承摩擦振动机理研究和推进轴系减振降噪提供思路。     

多体动力学在船舶推进轴系轴承润滑中的应用

船舶轴系是船舶动力系统的重要组成部分,由于轴系上的轴承承载着很大的载荷和应力,再加上工作环境比较恶劣,船舶轴系上的轴承会出现润滑质量差等问题,导致轴系的变形和破坏,因此,有必要对船舶推进轴系的轴承润滑问题进行研究。本文结合多体动力学和流体润滑基本原理,结合有限元分析技术和摩擦试验机等设备,从理论和实践上对船舶轴系的轴承润滑特性进行系统的研究,有助于改善船舶轴系的轴承润滑特性,提高使用寿命。     

水润滑橡胶轴承摩擦行为及试验研究

水润滑橡胶轴承在一些环境下有无可比拟的优越性,但在使用中其摩擦噪声是不可避免的技术难题.本文首先对轴承噪声特性分析,对轴承摩擦影响因素进行分析并进行大量试验验证,从而为设计低摩擦水润滑轴承,提高水润滑轴承振动噪声性能提供参考.     

水润滑球面艉轴承振动试验研究

组合关节轴承与普通水润滑艉轴承,制成一种可调心水润滑球面艉轴承,代替普通艉轴承,以增加艉轴承的接触面积,减小由于螺旋桨重力悬臂作用或轴系校中不良等原因所产生的边缘效应,降低艉轴承振动水平。球面艉轴承与普通艉轴承的减振效果评价在轴系试验台上进行,两艉轴承的振动特性对比结果表明,球面艉轴承的减振效果较好。     

大型船舶艉管轴承结构参数优化设计

推进轴系在船舶动力装置中起着重要的作用,船舶艉管轴承在船舶非正常运行过程中,往往出现高温报警。基于径向滑动轴承的水动力润滑机理,建立了某大型船舶艉管轴承油膜润滑的数学模型,采用超松弛迭代法计算流体动力润滑二维Reynolds方程,分析了船舶艉管轴承间隙比和沟漕位置对轴承承载力的影响。通过对艉管轴承的优化设计,改变了艉管轴承的沟槽位置及轴承间隙,提高了轴承的承载力,该船在再次试航和实际营运中艉管轴承未再出现高温报警。     

轴承支承长度及间距对船舶轴系振动特性影响

针对某船舶轴系进行了不同位置、不同支承长度的轴承条件下固有振动特性分析.得到了不同位置不同支承长度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响.计算结果表明,不同位置轴承支承长度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同.在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中支承长度会发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化.     

基于电阻应变片法的船舶推进轴系负荷测试方法研究

船舶推进轴系负荷测试是船舶推进轴系设计、校中计算、轴系安装、调整等过程中不可缺少的环节,其目的是使船舶实际运营中的轴承负荷在设计允许的范围之内.利用轴系截面应变测量原理,推导出轴系应变、截面弯矩与轴承负荷三者之间的数学关系式,在此基础上,确定了后艉轴承载荷分配比例与支点位置计算方法.经过实船数据的测量计算,并与国外实验结果的比较和分析,证明了该方法能够满足目前国内船舶推进轴系负荷测试的需要.     

轴承刚度及间距对水下结构声振特性影响研究

为掌握轴承刚度及间距对水下结构振动声辐射的影响,本文建立了桨-轴-壳体简化模型,利用三维水弹性力学理论和三维水弹性声学分析软件,分析了不同轴承刚度及间距下壳体结构的声源级曲线。结果表明：轴承刚度越大,水下结构的辐射总声级越大;螺旋桨横向力激励下艉后轴承刚度对水下结构声辐射影响最大,艉前轴承次之,推力轴承影响最小;轴承间距变化对水下结构的声辐射影响不大,但容易改变推进轴系的振动状态。     

基于顶举法的船舶推进轴系负荷测试方法研究

船舶推进轴系负荷测试是轴系安装过程和检验过程中不可缺少的环节,通过有效的检验方法,检测中间轴承以及主机的主轴承所承受的实际负荷是否在理论计算允许的范围之内。本文介绍了基于顶举法的轴承负荷测量原理、测量过程和计算方法。经过实船数据的测量计算,并与应用电阻应变片法测量数据比较和分析,说明该方法在船舶推进轴系负荷测试的可行性和经济性。     

Ship propulsion shafting bearing fault diagnosis based on holographic SDP similarity visual recognition北大核心CSCD

[目的]针对船舶推进轴系轴承的故障诊断问题,提出一种基于全息对称点图形(SDP)和相似性识别的可视化诊断方法。[方法]首先,多方位采集轴承振动信号,全面监测轴承发生故障时的规律性冲击在时域和频域中引起的非平稳性变化特征;然后,基于SDP对称点分布原理,将多个维度信号的时域和频谱融合至同一个二维图形,以放大信号之间的差异性;最后,基于相似性识别方法对轴承进行简易诊断。[结果]轴承故障实验平台的验证结果表明,该方法可以实现多个信号的有效图形融合,全面展示设备信号的状态特征,从而准确地诊断故障。[结论]研究成果可为船舶推进轴系轴承的可视化故障简易诊断提供参考。     

38000 DWT杂货船轴系方案比较分析

以38 000 DWT杂货船推进轴系为研究对象,比较分析艉管有前、后轴承和艉管仅有后轴承两种轴系布置方案下各轴承负荷、垂直位移等变化,特别是SMCR工况下轴承负荷的分布情况。结果表明:仅有后轴承,并将中间轴承后移,能够更好地改善轴系运行状态。     

船舶艉轴承的工作特性分析

根据某近海拖轮的推进系统,将其轴系进行分析和简化,并利用有限元软件ANSYS建立轴系横向振动的有限元模型,并分析船舶艉轴承发生磨损的原因。如果艉轴承支撑位置安装不当以及螺旋桨激励力的影响,会使轴承负荷分配不均,引起超负荷轴承的过度磨损。而艉轴承的过度磨损则会引起其支承长度的变化,不同位置轴承支承长度的变化对轴系固有振动特性的影响也不同。     

中间轴承流体润滑性能分析

中间轴承是船舶轴系主要支承单元,其运行性能直接影响到船舶动力推进系统性能的优劣。文中以流体润滑理论为基础,建立中间轴承三维流体润滑数值分析模型。采用有限差分法求解Reynolds方程,获得了油膜厚度、摩擦力、摩擦系数及摩擦功耗等润滑性能参数。对比分析了不同转速工况及润滑油温度对中间轴承润滑性能的影响,完成了中间轴承运行性能的评价。