基于附加颗粒阻尼控制的船用齿轮箱减振方法

为有效解决船用齿轮箱存在的振动问题,提升舰船的隐蔽性和工作性能,设计一种基于附加颗粒阻尼控制的船用齿轮箱减振方案。以某型号船用齿轮箱箱体为研究对象,采用有限元方法建立船用齿轮箱振动物理模型,对船用齿轮箱的自由状态模态和振动响应进行分析;结合齿轮箱模型振动特性分析结果,在箱体与关键结构附近布置颗粒阻尼结构。建立颗粒阻尼等效分析模型,计算弹性波传递过程中设计减振器离散体碰撞的能量耗散结果,并将所得结果与试验结果进行对比,验证该减振方法的有效性。结果表明,该颗粒阻尼结构对船用齿轮箱产生的振动辐射有明显的抑制和削弱效果。     

船舶推进系统齿轮箱的抗冲击性能研究

齿轮箱是船舶推进系统的关键组成部分,其运行质量直接决定了船舶的动力性能。船舶推进系统齿轮箱的工况复杂,受到船舶振动和基座变形的影响,齿轮箱易产生疲劳变形和振动噪声等问题。近年来,随着机械制造技术的进步,船舶齿轮箱也向着大功率、低噪声、轻量化、高转速等方向发展。本文以船舶推进系统齿轮箱为研究对象,建立了齿轮箱的多体耦合有限元模型,对动态冲击载荷下的齿轮箱的抗冲击性能进行载荷分析,并对齿轮箱的振动和弹性变形等进行有限元分析。本研究对提高船舶推进系统齿轮箱的结构强度、提高抗冲击性能等有重要的指导作用。     

基于冲击解调法的齿轮箱异响故障诊断

文章针对某舰主齿轮箱在低速时存在明显的异响,对齿轮箱振动信号进行了采集和分析。发现主齿轮箱低速时振动信号中存在异常的周期性冲击,冲击调制频率为螺旋桨叶频,高速时,异响和异常冲击均消失。据此推断,异响原因是不正常的外载荷引起齿轮啮合不良。监测结果表明齿轮箱的齿轮和轴承状态正常,不必对齿轮箱开箱检查,避免了一次较大的检修工程。     

大功率船用齿轮箱传动系统和结构系统耦合特性分析

船用齿轮箱是船舶轮机系统的重要组成部分,其动态性能的好坏直接影响系统的性能,因而开展船用齿轮箱动态特性研究具有重要的意义。文章对某大型船用齿轮箱的固有特性进行分析,通过轴承支撑把传动子系统和结构子系统两者耦合起来,建立齿轮—转子—轴承—箱体耦合系统动力学模型。采用有限元软件中的Lanczos方法对齿轮箱系统固有特性进行了计算,得到固有频率及其振型,通过分析齿轮系统的激励频率,得出传动级离合器齿轮在工作过程中造成了较大的振动和噪音,与实际相符。     

船舶齿轮箱用磁流变弹性体动力吸振器的仿真研究

船舶齿轮箱是船舶动力装置的重要传动装置,同时齿轮箱振动又是船舶振动的主要振源之一。因此,对其安装有效的吸振装置很有必要。本文设计了一款用于齿轮箱吸振的磁流变弹性体动力吸振器模型,通过ANSYS软件对其进行不同激励电流下的模态分析和热力学分析。结果表明,该吸振器拥有较宽的移频特性,能够有效控制齿轮箱的振动,同时该模型在强制对流工况下工作性能较好。     

齿轮箱模态测试与分析

齿轮箱是舰船动力装置的一个重要部件，易出现故障，也是舰船振动与噪声的主要根源之一。本文在建立模态试验的理论模型后，采用锤击模态测试方法对某型齿轮箱模态进行了实测，测试结果显示了齿轮箱的振型并得到了模态参数，有助于掌握该型齿轮箱的动态特性。最后，对试验进行了总结并提出了建议。     

船用离心泵减振改进数值模拟分析研究

根据某型船用离心泵存在的振动较大问题,通过对设备振动测试数据的分析,针对离心泵所具有的特点,并结合工程实践,提出了造成设备振动偏大的可能原因.基于CFD性能预报的现代设计方法,对该泵进行了降低振动的改型设计.其改进方案的CFD性能预报结果表明,泵内流动的不稳定性得到了明显改善.     

基于振动监测与诊断技术的耙吸式挖泥船齿轮箱故障分析

针对耙吸式挖泥船齿轮箱振动监测技术实际应用不足的问题，文章进行了基于振动监测技术的齿轮箱故障研究。通过分析耙吸式挖泥船泥泵齿轮箱轴承磨损的频谱图，验证了振动监测与诊断技术应用于齿轮箱维修的可行性。基于研究内容提出新的船机管理理念，研究结果对保障耙吸式挖泥船安全可靠运行、降低维护成本、提高施工效率具有指导意义。     

某大型耙吸挖泥船艉部振动原因分析与优化设计

针对某大型耙吸挖泥船首制船试航时出现的艉部振动偏大的问题,在对其续造船进行设计时,对可能导致首制船艉部振动偏大的原因进行分析并采取改进措施,通过首制船与改进后的续造船实测振动数据对比分析,证实改进措施的有效性,为同类船型的设计提供借鉴和参考。     

汽轮机-减速器系统的振动特性研究:理论和模拟试验

某型汽轮机-减速器系统存在一定的振动问题,其振动主要来源于多级齿轮啮合,通过采用啮合线与水平线的夹角作为重要的参考角度的方法,可以方便地得到多级齿轮的动态啮合力模型.将此动态啮合力与有限元方法相结合,建立了汽轮机-减速器系统的动力学模型.采用数值仿真的方法求解了系统的动态响应,仿真结果表明:系统具有复杂的频率成份,包括转频、啮合频率及其边频带、啮合频率之间的组合及其边频带.采用电动机和齿轮箱来模拟汽轮机一减速器系统,建立了模拟试验台.通过试验研究了模拟试验台的动态响应,试验测试结果验证了对模拟试验台的理论计算结果.为工程实践中的汽轮机-减速器系统的振动特性分析和故障诊断提供了重要的依据.     

滑动轴承—行星齿轮耦合系统非线性动力学特性研究

文章在综合考虑了滑动轴承非线性油膜力以及行星轮系齿侧间隙等非线性因素的基础上,建立了滑动轴承-行星齿轮耦合系统的非线性动力学模型。通过数值仿真的手段初步研究了滑动轴承—行星齿轮耦合系统的非线性动力学特性,结果发现,滑动轴承非线性油膜力可以对行星齿轮系中各活动构件的啮频振动起到镇定作用,也可以导致系统各齿轮副动态啮合力的波动失去周期规律;输入轴转速的变化能够导致轴承力的振动形态在周期运动与混沌之间分岔;轴承间隙对行星齿轮传动系统各齿轮副啮合状态的影响规律是一个非常复杂的非线性映射,间隙值选择不当可能引起行星轮系齿轮副的单边冲击现象。     

某行星齿轮减速器箱台架试验振动问题分析

针对某行星传动齿轮减速器在出厂试验时振动大的问题,通过频谱测试,得到减速器的振动速度频谱图,发现减速器的主要振动频率为拖动电机转频的4倍频。针对该频率成份,对台架主要部套及其支架进行了固有频率计算,发现减速器与其支架耦合频率存在与拖动电机4倍频存在重合的现象。根据测试和计算结果,对台架的陪试增速箱转速进行从新匹配,避开该频率,最终有效降低了该行星齿轮减速器的振动烈度。     

舰船用两级行星传动系统的固有频率啮合刚度敏感度分析

国内外的学者只对单级行星齿轮传动系统的固有频率参数敏感度进行了研究,而两级人字齿行星传动系统的固有频率参数敏感度研究还未见报导。文中针对大型舰船机械装置中常用的两级人字齿行星齿轮系统,进行了固有频率的参数敏感度分析,主要研究了各啮合刚度的变化对系统固有频率的影响。首先,利用两级人字齿行星传动的振动模态特性,对敏感度的计算公式进行了简化,并建立了敏感度与模态应变能的关系,通过应变能的变化就可以确定各振动模态中固有频率的参数敏感度,从而为减小振动和结构优化设计提供重要的参考。     

基于多体动力学仿真的柴油机传动齿轮故障机理与监测方法研究

针对现有船用柴油机热工参数无法有效监测报警传动齿轮故障的问题,基于柴油机普遍缺失振动监测数据,难以有效提取故障特征的现状,采用多体动力学仿真技术研究柴油机齿轮载荷与曲轴止推轴承磨损之间的内在关联,基于仿真结果提取传动齿轮故障条件下的振动信号特征;采用实际故障案例振动数据,提取传动齿轮箱振动信号的时域、频域特征,实际特征变化规律与仿真结果一致,检验了本文仿真研究成果的正确性。     

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.     

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。     

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。     

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。