大功率船用齿轮箱系统热弹耦合分析

研究齿轮传动热平衡状态及齿面接触温度是高速重载齿轮传动的重要研究课题之一。论文利用热弹耦合方法,建立了某大型重载船用齿轮箱齿轮—轴—轴承—箱体耦合系统有限元模型。研究齿轮系统热平衡过程,结合齿轮传动的传热学、摩擦学及啮合原理确定边界条件,对系统进行了数值仿真,得到了系统耦合应力场及温度场,结果表明考虑热弹耦合后齿根应力增大了6.3%,接触应力增大11.5%,可为大功率船用齿轮箱参数、优化及润滑散热系统的合理设计奠定基础。     

船用齿轮箱传动过程耦合特性系统分析

针对原有齿轮箱传动过程耦合特性系统分析方法中获取数据为静态数据易造成分析结果失真的问题,设计新型船用齿轮箱传动过程耦合特性系统分析方法。基于齿轮箱传动过程耦合系统的工作原理,构建传动过程动力学模型,设定齿轮箱参数,得出动力计算公式。采用Abaqus软件构建三维齿轮机模型,将其与动力计算公式相结合,获取有限元单元分割后的子单元分析结果,将各子单元的分析结果相结合,得到系统整体分析结果。至此,船用齿轮箱传动过程耦合特性系统分析方法设计完成。构建实验环境对其分析可知,与原有分析方法相比,此方法获取到的数据为动态数值,原有方法获取到的数据为静态数据。相较原有方法,此方法不易造成分析结果失真。因而,此方法效果更佳。     

考虑耦合与刚度影响的齿轮传动系统分析

模态分析是了解各类振动的有效途径之一。为分析某齿轮传动系统的振动特性,建立齿轮—转子系统的多级传动有限元模型,对齿轮传动系统的模态特性进行分析,并综合考虑系统耦合及刚度对系统模态产生的影响。仿真结果表明,当齿轮系统耦合时,模态将以成对出现的形式在单级传动的基础上发生改变,并会产生新模态。通过改变齿轮啮合刚度与轴承支撑刚度,得到不同刚度影响下各阶模态的变化规律,为齿轮系统提升减振降噪性能提供参考。     

大功率船用齿轮箱传动异常检测系统设计

大功率船用齿轮箱作为船舶系统中最重要的部分之一,影响着整个船舶系统在正常运行中的性能,但传统大功率船用齿轮箱传动异常检测无法满足实际需求,因此对大功率船用齿轮箱传动异常检测系统进行设计。系统设计主要从硬件与软件两方面进行研究,通过对系统硬件整体设计,从而确定传动异常检测系统电路图。以硬件为基础,对系统数据库进行设计,通过数据分析与实践实现对大功率船用齿轮箱传动的异常检测。模拟实验证明,大功率船用齿轮箱传动异常检测系统与传统异常检测方式相比,检测提高10%。     

船用齿轮箱多级行星齿轮传动系统设计

为实现船舶齿轮箱的精准运转,进而完成多级行星齿轮的稳定传动,设计一种新型的船用齿轮箱多级行星齿轮传动系统。遵照齿轮箱转台结构的传动需求,连接多级行星驱动齿轮和传动汇流环,完成新型齿轮传动系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,计算船用齿轮的称重结果,在满足轻量化标准的前提下,连接齿轮传动接口,实现新型齿轮传动系统的软件运行环境搭建,联合相关硬件设备结构,完成新型船用齿轮箱多级行星齿轮传动系统设计。对比实验结果表明,与普通传动系统相比,应用新型船用齿轮传动系统后,船舶齿轮箱运转精准度最大值超过95%、最小值达到60%,有效促进了多级行星齿轮的稳定传动。     

船用齿轮箱刚度评价方法的研究

基于船用齿轮箱使用性能及相关技术条件,综合考虑轴、轴承、齿轮和箱体等主要零部件的变形及其在传动过程中的相互影响,提出了一种较为精确的船用齿轮箱传动系统刚度评价新方法.与传统方法相比,该方法不但可以对箱体刚度进行量化评价,避免根据经验定性评价,而且对整个传动系统的刚度分析及评价更为合理和准确.这一方法也可应用到其它类型齿轮箱的刚度分析及评价中.     

船用齿轮箱系统动态性能与其分析方法研究

随着齿轮箱结构的不断大型化,齿轮箱结构在工作过程中会出现显著的结构振动,传统的静力学设计手段已无法满足齿轮箱结构的精确设计。为此,本文以某船用齿轮箱为研究对象,建立了齿轮啮合动力学模型,以有限元法为基础计算得出了齿轮啮合碰撞载荷与轴承冲击载荷。随后将计算得出的冲击载荷作为边界条件对齿轮啮合动力学模型进行数值计算,获得齿轮啮合动力学特性,可为工程设计提供参考。     

船用大功率两级人字齿行星传动系统的振动特性研究

单级行星传动的动态特性已有很多学者研究,但特大型机械装置(如舰船)中应用的两级人字齿行星传动的动态特性研究还未见报导。为此文章在两级人字齿行星齿轮系统的弯扭耦合动力学方程的基础上,对此行星齿轮系统进行了自由振动的动态特性分析,揭示出两级人字齿行星传动的三种振动模式:星形轮系振动模式、行星轮系振动模式和耦合振动模式,并对三种振动模式进行了特征值问题和模态问题的研究,得到了系统固有频率和振型之间的相互关系,为进一步的动态特性分析奠定了理论基础。     

二级斜齿圆柱齿轮转子系统的振动特性分析

文章针对二级斜齿圆柱齿轮减速传动,建立了一个包含时变啮合刚度、齿轮侧隙、齿轮偏心、轴承刚度、轴弯扭刚度和动态传递误差的42个自由度斜齿轮转子耦合传动系统,利用Runge-Kutta法对系统方程进行了求解,分析了输入转速、输入转矩和齿轮螺旋角变化对系统动态特性的影响。研究结果表明:由于存在陀螺效应,齿轮转子系统的高频模态频率随转速变化较大,螺旋角增大会导致模态频率减小,高速传动中轮齿啮合力较大,而且在高速传动中或者较小外载荷作用时齿轮转子更易出现脱齿和背冲现象。     

荷兰制造的船用齿轮箱

本文简述了荷兰皇家斯凯尔德公司关于船用齿轮箱的生产能力和目前生产情况。介绍该公司设计制造的一种最新颖的船用齿轮箱,其特点是大齿轮采用部分焊接和机械联接结构,改善了齿轮渗碳性能;并在齿轮箱内部采用喷油润滑的主推力轴承,齿轮本体就作为推力环,使推力轴承结构极为紧凑,作用在船体上的推力问题也得到圆满的解决。还介绍了该公司的一项专利,带有弹性轴和箱内推力轴承的中速船用柴油机齿轮箱结构。发动机与齿轮箱小齿轮之间,装有可起浮动作用的离合器/联轴节组合装置,允许轴有较大的平行位移和不重合度而不引起大的反作用力。一套长度为625毫米的这种浮动轴装置可以承受联接轴长期径向位移达2毫米。     

船舶动力系统中齿轮箱故障特征提取与模式识别方法研究

A marine propulsion system is a very complicated system composed of many mechanical components.As a result,the vibration signal of a gearbox in the system is strongly coupled with the vibration signatures of other components including a diesel engine and main shaft.It is therefore imperative to assess the coupling effect on diagnostic reliability in the process of gear fault diagnosis.For this reason,a fault detection and diagnosis method based on bispectrum analysis and artificial neural networks (ANNs) was proposed for the gearbox with consideration given to the impact of the other components in marine propulsion systems.To monitor the gear conditions,the bispectrum analysis was first employed to detect gear faults.The amplitude-frequency plots containing gear characteristic signals were then attained based on the bispectrum technique,which could be regarded as an index actualizing forepart gear faults diagnosis.Both the back propagation neural network (BPNN) and the radial-basis function neural network (RBFNN) were applied to identify the states of the gearbox.The numeric and experimental test results show the bispectral patterns of varying gear fault severities are different so that distinct fault features of the vibrant signal of a marine gearbox can be extracted effectively using the bispectrum,and the ANN classification method has achieved high detection accuracy.Hence,the proposed diagnostic techniques have the capability of diagnosing marine gear faults in the earlier phases,and thus have application importance.     

电站仿真系统模型分析

此电站仿真系统是DMS-2000大型船舶机舱模拟器仿真系统的一个子系统,通过对系统进行分析并建立数学模型,应用计算机仿真技术模拟船舶电站的操作功能,并与虚拟配电盘相结合, 实现了具有视景和人机自然交互界面的电站仿真系统。     

齿轮箱弹性隔振时的推进装置模态分析研究

随着推进主机隔振性能的提升,齿轮箱已成为影响船舶声学性能的重要振源,因此需要采取隔振措施以减小其向船体传递的能量。弹性隔振技术可以改善齿轮箱的振动性能,但是挠性传动部件将导致齿轮箱与推进主机隔振系统之间产生振动耦合,从而增大对推进装置进行模态分析的难度。以某船推进装置为研究对象,基于多刚体动力学理论,推导了计及齿轮箱与推进柴油机隔振系统之间振动耦合特性的推进装置整体隔振系统运动微分方程,并进行了模态分析。结果表明,计及隔振系统之间振动耦合的模态分析结果与两个隔振系统单独进行模态分析的结果存在显著差异,证明了齿轮箱弹性隔振时建立推进装置整体隔振系统分析模型的必要性。最后,对该推进装置的设计和使用进行了评估和建议。     

可调桨推进系统故障原因分析

通过对某轮可调桨推进系统的电气控制系统和液压系统的检查分析,揭示了该推进系统齿轮箱螺距油压和离合油压压力偏低以及螺距失控故障的根本原因,为制订推进系统修复方案提供了依据。     

轻型高速船用齿轮箱发展现状研究

轻型高速船用齿轮箱的发展对于我国船舶工业的发展起着重要作用。本文以造船完工量及游艇市场未来产业规模预测为数据基础，分析发展轻型高速船用齿轮箱的重要性。文章通过研究国内外轻型高速齿轮箱发展现状，总结其发展趋势。分析我国轻型高速船用齿轮箱发展中主要问题，并提出相应的措施，为我国在轻型高速齿轮箱发展提供研究基础。     

某船制氮仪供气系统故障分析及排除

文章介绍了船用制氮仪供气系统的工作原理与系统工作流程,重点介绍了制氮仪空气预处理分系统、氮气膜分离分系统和自动控制系统。针对某船制氮仪在运行过程中出现自动报警停机故障,进行原因分析,最终发现是制氮仪冷冻装置故障,导致进膜组前的空气温度过高,从而造成停机。最后进行了故障定位并排除了故障。     

基于云存储的海量海洋监测数据平台设计

海洋监测数据规模较大,当前平台处理数据能力较低,无法有效处理海量海洋监测数据,不能满足监控实时性的要求,为此,设计一种基于云存储的海量海洋监测数据平台,给出了平台的总体结构,主要包括海洋数据监测子系统和云存储子系统。针对海洋数据监测子系统,详细分析了数据采集卡、传感器、AD7606芯片的设计过程,传感器将得到的海洋监测数据发送至数据采集卡中,采集卡将结果传输至 AD7076芯片中,对数据进行处理,将处理后的结果存储至云存储子系统中。针对云存储子系统,给出了其详细架构和工作流程,设计了关键的实现代码。实验结果表明,所设计系统具有较高的运行效率,且采集的海洋数据较真实,监测结果可靠。     

新型脉动无级变速器在船舶上的应用探讨

为解决船舶减速器无法使发动机与螺旋桨同时高效率工作带来的机、桨配合难的问题,提出用新型脉动无级变速器代替减速器,实现恒功率无级变速的思想。介绍新型无级变速器的基本结构和面接触超越离合器的自锁与解锁,计算新型脉动无级变速器的效率及寿命,讨论新型无级变速器的完全平衡问题,结果表明,新型脉动无级变速器能够实现恒功率无级变速,使发动机与螺旋桨同时高效率工作,用新型脉动无级变速器代替减速器是可行的。     

基于复合建模方法的轴系扭转振动特性及仿真

为了提高主机轴系计算准确度,本文提出了一种新型的主机轴系建模方法,该方法将主机轴系分为连续子系统和离散子系统。推进轴段如螺旋桨轴、中间轴、螺旋桨及法兰划分为连续子系统,柴油机曲轴端划分为离散子系统。分别应用波分析法和多自由度动力特性分析,得到连续子系统和离散子系统的控制方程,同时通过边界条件将两个子系统动态刚度矩阵连接,推导出全局控制方程。对某型主机轴系扭转振动计算进行了仿真分析,并与传统建模方法比较。从计算结果可知,在高阶模态上,新型建模方法计算更精确,更接近真实振动状态,同时在保证相同计算精度的情况下,新型建模计算方法计算时间和计算资源占用较少,相对更为简便。同时,新型建模方法克服了当模态节点集中于轴段时,传统建模方法由于将轴系等效为一至两个质量单元而引起的节点偏移所带来的误差,这在实际主机轴系计算特别是长推进轴和刚度较低的轴系中具有重要意义。