船用柴油发电机组轴系扭振分析若干问题

柴油机发电机组轴系与螺旋桨推进轴系的扭振特性是不同的,在进行柴油机发电机组的扭振计算时,不仅要校核柴油机曲轴扭振应力和发电机转子轴的扭振应力在规范允许范围内,而且发电机转子处的振动惯性扭矩以及合成扭转振幅(电角)也应在规范允许范围之内。     

短路冲击下的船用柴油机瞬态扭振特性分析

[目的]为提出船用柴油发电机组的轴系扭振参数优化方案,需分析其在短路冲击下的瞬态扭转振动特性。[方法]采用Newmark法,以某型20 V柴油发电机组的短路冲击工况为例,对比不同轴系参数对轴系瞬态扭振特性的影响规律,进而基于参数优化结果来确定新的机组减振器刚度与联轴器刚度选配方案。[结果]研究结果表明：发生短路冲击时,轴系扭振特性将显著恶化;经优化之后（将扭振减振器刚度、联轴器刚度分别优选为原始值的0.9和0.70倍）,短路冲击工况下的电机轴瞬时最大附加应力、联轴器瞬时最大扭矩、曲轴各轴段瞬时最大应力分别降低了13.43%,10.51%,5.29%。[结论]该参数优化方案可以有效降低轴系的瞬态扭振水平,研究成果可为柴油发电机组的减振降噪设计提供参考。     

含有皮带驱动附件的船舶柴油机轴系扭振分析

按照造船规范,船舶柴油机轴系扭振计算中,皮带驱动部件可不予考虑。在测试中发现,1台含皮带驱动附件的柴油发电机组轴系扭振固有频率测试值多于计算值。在传统计算模型上增加皮带驱动部件后,并根据实际布置形式建立带分支的扭振计算模型,轴系固有频率的计算与测试结果吻合。分析表明:皮带系统对轴系的扭振存在不可忽视的影响,而且若皮带及驱动设备的参数选择不当,可使轴系扭振固有频率在机组额定转速附近,威胁轴系安全运行。     

MTU柴油机推进轴系的联轴器匹配研究及扭振特性预报

[目的]为明确中、高速柴油机与多弹性联轴器匹配的扭振计算方法及推进轴系扭振特性,[方法]以某船MTU柴油机推进轴系为研究对象,分析与之匹配的多弹性联轴器选型方法,建立MTU柴油机推进轴系的扭振计算模型,分析MTU柴油机的激励特性和推进轴系扭振特性,开展MTU柴油机与多弹性联轴器匹配系列轴系的扭振特性预报,并提出基于实测振幅和解析法的阻尼修正推算方法,用以修正轴系扭振特性的预报结果。[结果]研究结果表明:实测共振频率与计算频率吻合;经修正,共振转速处的曲轴应力降低了16%,弹性联轴器的振动扭矩降低了15%,验证了扭振计算方法的正确性。[结论]所得结论可为后续同型舰船的轴系扭振分析提供工程参考。     

船舶推进轴系扭转振动影响因素分析

船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分,在载荷的作用下,产生扭振。根据轴系扭振的基本原理,分析了船舶推进轴系产生扭振的原因,在此基础之上,分析各个因素对扭振特性的不同影响效果,从而为推进轴系的避振减振提供参考。     

冰载荷冲击下的推进轴系扭振特性影响分析

以某破冰船电力推进轴系为研究对象,建立轴系扭转振动集总参数模型及边界条件分析,采用时域方法,分别对常规推进轴系及冰载荷作用下的推进轴系的扭振特性进行对比分析,说明冰载荷对轴系扭振特性的影响十分强烈,需要进行重点关注;同时,对构成轴系的主要部件中的联轴器刚度、离合器惯量等进行轴系扭振敏感性分析,获得轴系主要部件性能参数对轴系扭转振动特性影响情况的普遍规律,用于指导轴系设备设计和选型。文章对破冰船轴系设计具有一定的指导意义。     

船舶柴油发电机组轴系扭转振动影响因素

扭转振动是船舶柴油发电机组固有特性,在机组设计工作中,需分析轴系固有自振频率、各轴段扭振应力、发电机轴电位角和联轴器变动扭矩等,对比计算结果与各自的许用限值,确保轴系运转安全可靠。以典型机组为例,分析机组轴系各部位参数变化对轴系扭转振动的影响,为轴系改进设计提供方向性指导。     

柴油机技术状态及故障诊断的一种有效的新方法

本文论述了柴油机技术状态及故障诊断的新方法-应用轴系扭振的特性作为故障诊断的手段。笔者根据研究成果，阐明了柴油机工作过程与扭振特性之间的紧密关系及相互间对应的因果联系，讨论了柴油机机械故障与扭振特性的影响，结论是轴系扭振将是柴油机技术状态及故障诊断的一种前途广阔的有效的新途径，将成为振动噪声故障诊断的一项极其重要的方法。文章还提出了今后的研究方向。     

大型船舶推进轴系扭振特性仿真和试验

基于多体动力学耦合理论结合有限元理论,以1艘大型船舶为研究对象,建立其推进轴系的刚柔耦合多体动力学仿真模型,对大型低转速推进轴系在工作中的扭振特性进行研究。在仿真计算的基础上,利用扭振测试系统对实船的扭振进行测量,并从多个谐次将轴系扭振的仿真计算值与试验测量值进行对比和分析。分析结果表明,通过仿真计算得到的轴系扭转振动变化趋势与实际测量值基本相符,验证了仿真模型的正确性和可行性。同时,通过Adams/Virbration模块分析了船体变形对轴系扭振的影响,证明了船体变形会导致轴系扭转振动增大。     

船艇轴系扭振状态测试与分析

由于船艇轴系扭振产生的原因复杂性,开展轴系扭振的测量技术研究显得非常重要.本文主要综合分析了齿轮加工及其工艺、脉冲发生电路时钟频率、船体振动3个方面对扭振测量精度的影响,系统分析了基于频率计数法的扭振测试系统的测试原理,并进行了相应的实船测试实验.结果表明,该测试方法对于船艇轴系扭振的测试达到与理论分析一致,是一种方便有效的船艇轴系扭振的测试方法.     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

不同轴承型式对汽轮发电机组轴系振动 的影响研究

影响汽轮发电机组轴系振动的因素很多，对于已设计加工好的转子，由轴承组成的支承系统为主要影响因素。文章以某型20MW级汽发的研制项目为依托，探索不同型式的轴承对汽发机组轴系振动的影响。通过应用软件DyRoBes对轴系进行建模分析，并建立试验台架对不同型式轴承的振动表现进行试验研究，为汽发机组轴承的选型设计提供了重要的参考意义。     

不同轴承型式对汽轮发电机组轴系振动的影响

影响汽轮发电机组轴系振动的因素有很多,对已经设计加工好的转子而言,由轴承组成的支承系统为主要影响因素。以某型20MW级汽发的研制项目为依托,探索不同型式的轴承对汽发机组轴系振动的影响。通过应用软件Dy Ro Bes对轴系进行建模分析,并建立试验台架,对不同型式轴承的振动表现进行试验研究,为汽发机组轴承的选型设计提供参考。     

某型船用大功率柴油发电机组轴系扭振分析及惯量盘设计

基于轴系扭振计算分析,对某型船用大功率柴油发电机组轴系加装惯量盘,使其扭转振动固有频率低谐次避开工作转速区,消减机组运行安全隐患,并借助三维造型和有限元分析优化惯量盘结构设计。     

船舶推进轴系扭矩非接触式监测系统研究

柴油机是船舶动力的核心,船舶推进轴系的状态决定了机桨传动的效率.由于以接触式方法测量与计算轴功率和扭矩很不方便,因此需要更方便、更灵活的非接触式测量方法.提出一种新的基于光电技术的非接触式轴工况监测系统.两个编码盘和光电开关用来检测一定长度内轴的扭转角度,轴的扭转角度可根据计数器频率和叶片中心角,通过现场可编程门阵列（FPGA）量化,轴功率与扭矩可在计算机上显示出来.实验结果表明,该方法适用于量化轴的扭转角,去除了可能导致在线监测系统危险的冗余光纤.该监测系统的设计为船舶推进轴系的监测与故障诊断提供了一种思路.     

基于变特性的双机并车轴系扭振计算与分析

本文针对某船双机并车柴油机推进系统,进行轴系扭转振动当量简化,同时考虑盖斯林格联轴器扭转刚度、阻尼随着转速变化而变化的特性,对轴系扭转振动自由特性及强迫振动特性进行分析,说明盖斯林格联轴器的变特性不可忽视,并经实船测试验证计算结果的正确性。     

船用轴带发电机的并网控制

本文对轴带发电机和柴油发电机的并网控制进行了分析。首先,介绍了轴带发电机和柴油发电机的原理和功率调节方式,然后对轴带发电机采用变频器作为稳压稳频单元的使用和变频器输出有功功率和无功功率的解耦控制。     

Z型可伸缩全回转推进器轴系扭振计算

以某2000t浮吊动力定位用Z型可伸缩全回推进器为例,分析了Z型可伸缩全回转推进器轴系的结构特点,建立扭振计算的集中质量模型,计算轴系的固有频率及振型,采用模态叠加法进行轴系的强迫振动响应计算,验证高弹联轴器的选型。     

基于Z源逆变器的船用轴带发电机系统仿真研究

船舶轴带电机能够充分利用主柴油机的富裕功率,达到节能减排的作用.相较于传统的逆变器,Z源逆变器能同时实现升/降压功能,且电路结构简单,控制方便.在船舶轴带发电机系统结构的基础上,详细论述了Z源逆变器的结构和工作原理,并结合并网PQ控制策略,实现对船舶轴带电机系统的控制.通过Matlab/simulink仿真波形,可知基于Z源逆变器和并网控制策略船舶轴带发电机系统可以输出需要的电压和电流,进一步验证了所提控制策略的正确性和可行性.     

利用振动噪声信号诊断柴油机故障研究的现状与发展

简述了利用扭转振动、噪声、缸盖系统振动、机身及侧面振动等振动噪声信号监测柴油机状态和诊断柴油机故障的原理和方法,介绍了国内外这方面研究的现状;归纳了利用振动噪声信号诊断柴油机几种典型故障的研究发展方向,以及故障诊断中采用不同方法的优缺点;最后总结了近年来柴油机故障诊断的几种较新的发展趋势.