船舶推进轴系扭转振动概述

推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，其在运转过程中会不可避免地产生振动，并引起主机、传动装置振动，从而诱发船体结构振动。为避免影响船舶航行性能和安全性，对轴系扭转振动产生的原因及轴系扭转振动计算方法进行着重论述，并总结介绍轴系扭转振动的消减措施，旨在深入浅出、通俗易懂地使读者了解船舶推进轴系扭转振动。     

柴油机气缸熄火对轴系扭转振动的影响

应用经验公式与ANSYS有限元方法,以某集装箱船轴系为研究对象,建立了轴系扭转振动模型,计算柴油机在单缸熄火和两缸熄火时轴系轴系扭转振动的响应,研究气缸熄火对轴系扭转振动的影响规律。结果表明：柴油机正常工作时的扭振响应最小;单缸熄火时轴系扭振响应明显增大;两缸熄火对轴系扭振的影响与发火顺序有着明显的联系。     

低速柴油机推进轴系频域稳态扭转振动分析

以载重10 000 t低速柴油机推进轴系为研究对象，创建其当量系统模型。基于系统矩阵法对推进轴系进行自由振动分析，求得扭转振动固有频率和振型。研究柴油机在全转速下的气体和往复惯性激励力矩，针对推进轴系在柴油机和螺旋桨共同激励下的频域稳态扭转振动响应特性进行计算，求得推进轴系扭转振动的主谐次、共振转速点和推进轴系各部件的应力值。结果表明，推进轴系在低阶频率振动时气缸和中间轴振幅较大，推进轴系应力远小于材料的屈服强度，船舶能够安全稳定航行，同时为推进轴系时域瞬态扭转振动研究打下基础。     

船舶柴油机的振动和平衡

为了获得更好的动力性和经济性，新一代的船舶柴油机具有更大的行程缸径比，更低的转速和更高的燃烧压力。然而，由此而引起的船体振动，轴系的扭转和纵向振动问题也更加突出，它将影响船舶机械和电子设备的正常工作，甚至影响船体结构的安全。为了控制船舶柴油机引起的振动所造成的影响，需要在动力装置的设计过程的早期进行详细的计算，以获得最佳的平衡效果。     

船舶柴油机轴系运动仿真和结构振动分析

以船用PA6-280柴油机为背景,通过柴油机主要运动部件以及轴系的建模与运动仿真,探索了柴油机隔振装置以及轴系在各种支承条件下的动力学特性;分析了船体结构在柴油机振动激励下的响应与受力;得到了柴油机的振动沿主轴承以及隔振装置向船体结构的传递特性。     

带液力耦合器轴系扭转振动性能分析

本文以ＭＴＵ２０Ｖ９５６ＴＢ９２柴油机作为研究对象，对安装液力耦合器的不同轴系进行了分析。结果表明，液力耦合器有效地隔离了柴油机的扭转振动，使液力耦合器后面轴系的扭转振动大幅度降低，从而避免了因扭转振动而可能造成的危害。     

柴油机轴系振动计算系统开发成功

上海沪东造船厂研制开发的柴油机轴系振动计算系统,日前获得成功。 作为我国生产出口船用柴油机的主要基地,该厂制造的PC柴油机和B＆W二冲程船用低速柴油机已成系列,属于目前世界上最先进的机种之一。过去,该厂对柴油机轴系振动计算,采用的方法较为陈旧,应用范围相对狭窄,因而难以对比较复杂的内容进行全面计算,在一定程度上影响了制造进     

船舶低速柴油机推进轴系扭转振动研究

本文采用集总参数法建立10000DWT油船低速柴油机推进轴系扭转振动模型,将模型分为直链式扭转振动模型和带分支式扭转振动模型,建立单质量点的扭转振动数学方程和Simulink仿真模型,从而提出采用系统矩阵法和Simulink软件仿真方法分别对该轴系的频域振动特性和时域振动特性进行研究;同时通过对实船轴系进行扭转振动测试,验证了该船舶推进轴系扭转振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。     

半消声室长轴系动力装置的校中

文章主要介绍半消声室长轴系动力装置试验台的轴系校中。该动力装置采用了可伸缩十字轴式双万向联轴器以及辅助支撑，简化了轴系对中；通过对长轴系动力装置进行动力学分析，采用合理的轴系校中工艺方法，使轴系达到了对中精度。     

连接件不对中对轴系回旋振动的影响特性研究

船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分,在航行过程中会受到多种复杂载荷的作用。文章基于轴心与质心的相对位置关系,推导了连接件不对中所导致的不平衡力,以及轴系回旋振动的受迫响应振幅数学模型。分别以转子轴系试验台及某船轴系为对象,进行了仿真计算与试验测试。计算结果表明：连接件不对中使轴系振动响应振幅提高,具有较为明显的影响。     

潜艇艉轴及电机激振对电机基座加速度的影响

电机振动为潜艇噪声的重要振源,掌握其特性对于优化艇体结构设计有着重要的意义。采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量阻尼算法,对潜艇的2种不同位置激振的工况进行水下振动计算,并对数值计算结果进行了比较和分析。从离散频率的加速度值和功率两个层面上初步讨论了低频段内艉轴激振力与电机激振力对电机基座上加速度的影响。结果表明：在艉轴激振力比电机激振力大一个数量级的情况下,艉轴激振力对电机基座加速度的影响远小于电机激振力对其的影响,因而可以忽略。在实艇航行中,当艉轴与电机激振力同时存在的情况下,确保了电机振动特征信号测量的准确性。     

柴油发电机组轴系扭振特性的调频处理

控制船舶柴油机发电机组的轴系扭振特性是确保机组安全运行的重要因素之一。文章针对实际工作中遇到的一柴油发电机组轴系出现的扭振问题,采用一种结构简单的弹性柱销联轴器对轴系扭振特性进行调频处理,以达到轴系减振和避振的目的。     

基于扭转弹性波理论的船舶柴油机推进轴系扭振研究

本文建立了连续轴模型中沿轴向传播的扭振弹性波的波动方程组,结合方程组的初始条件和边界条件及波动方程解的行波表达式,导出了各轴段扭转弹性波传播的解析表达式,利用数值迭代方法可求解;利用弹性波分析理论对船舶柴油机推进轴系的连续模型进行了扭振响应计算的研究,在激励力上可同时计及各谐次的综合作用,可精确计算共振及非共振工况的强迫振动响应,使计算过程与扭振实测分析过程完全对应.研究中,对某船舶柴油机推进轴系的扭转振动振形和轴系扭振响应进行了计算,获得了较好的效果.     

实船主柴油机套合曲轴滑移后的振动分析

柴油机在实船使用中,因种种原因有可能使套合曲轴受力过载而发生套合部位滑移。本文对“华”字号轮主机套合曲轴滑移后作其受力以及轴系扭振影响分析,提出在小滑移量下可不作曲轴套合部位的复位,而采用调整机器定时机构来改善因套合曲轴滑移引起的机器工作粗爆性。实践表明此法是可行的。     

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.     

船舶调距桨主推进系统轴系动态校中计算模型研究

传统的船舶轴系校中计算的主要目的是在轴系静态的情况下验证和确定轴系设计状况,用来指导轴系的安装和检验.本文拟在静态校中基础上结合调距桨系统的特征,考虑调距桨主推进系统由于船体在各种装载情况下的变形、轴承支承刚度、油膜刚度、螺旋桨水动力、齿轮箱齿轮啮合力等动态因素下对轴系合理校中的影响,以满足日益复杂的现代大型船舶轴系校中计算需要.     

船舶轴系油膜计算与轴承反力分析

建立了滑动轴承油膜的有限元模型,分析了油膜对船舶轴系轴承反力的影响.计算结果表明,油膜之间的相互作用使轴系的轴承反力发生变化,对尾轴的轴承反力产生不良影响,而主机轴的各支承力会发生不同的变化.     

外载荷作用下船舶推进系统非线性动力学分析

以某船推进系统为研究对象,应用有限元和子结构缩减法,建立了包含主机、轴系、螺旋桨及简易轴承座的船舶推进系统非线性多体动力学模型。对该系统在额定功率下燃气压力和螺旋桨激振力的作用进行了多体动力学计算。分析了螺旋桨、轴系等的受力情况及位移随曲轴转角的变化。结果表明,艉轴后轴承处轴系受力与位移呈现两端大中间小的分布情况,螺旋桨竖直向下位移最大值为2.86mm,轴向位移最大值为1.18mm,相对角位移最大值为0.087rad。该方法为分析和提高船舶推进系统可靠性及其优化等提供了重要参考。     

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。