数据挖掘在陆用锅炉-汽轮机装置中的应用及对舰船蒸汽动力装置的启示

某型试验训练平台舰采用增压锅炉-汽轮机装置作为全舰主动力。由于该型舰的入役在我国船舶领域尚属首次,在其运行管理中缺乏可资借鉴与参考的信息。文中从舰用动力装置集散式控制系统DCS这一角度出发,概述了陆地火电站锅炉-汽轮机领域利用数据挖掘技术结合DCS系统丰富的运行数据进行机组及设备的性能监测和状态重构的应用,通过比较陆用锅炉-汽轮机装置与舰用型的异同点,为舰用增压锅炉-汽轮机装置的运行管理提供了一个有重要实际应用价值的研究方向。     

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。     

船用减速齿轮箱功率损失一般解析式数学证明及其应用

研究船用减速齿轮箱功率损失的数学模型。在不考虑自带辅助泵功率消耗的条件下,推导并证明了任意级减速齿轮箱功率损失的一般解析式。要点是:先由船用一级减速齿轮箱功率损失的试验曲线推导出功率损失与传递功率、输出转速之间的线性关系;然后将该线性关系的适用性由一级减速齿轮箱推广到任意级减速齿轮箱,并用数学归纳法给予证明。最后分析了该功率损失一般解析式的物理意义,列举了它的实际应用。     

新型船用齿轮箱

挪威一家公司制造了一种新型的4500型船用齿轮箱,这种齿轮箱弥补了6000型大型齿轮箱和3000型较小型齿轮箱之间的空白,不论是单级还是双级减速齿轮箱都采用了螺旋齿轮传动机构。     

齿轮箱振动监测系统

对齿轮箱开发一套振动故障监测系统,及时发现和预防故障的发生。以减速齿轮箱试验台为基础,利用传感器分别对正常齿轮和故障齿轮的振动信号进行采集,采用时域分析、频域分析和阶次分析对所得的两组信号进行比较。观察和分析频谱和阶次谱,可明显地看到在故障存在时,两种情况下图谱存在的差异,由此可判断出故障的发生和位置。所开发的系统能有效地监测在故障发生时的特征,对齿轮箱故障监测有一定的参考价值。     

基于波分析法油膜刚度对轴系扭转振动影响的研究

为确保带减速齿轮箱主推进系统的可靠性,文章对船舶轴系的扭转振动进行了研究。首先根据各组成部件的特点将轴系分解为连续和离散的两个子系统,分别利用波分析法和多自由度系统分析法列出连续子系统的波动形式及离散子系统的振动微分方程,同时考虑了减速齿轮箱油膜刚度的影响。然后根据两子系统连接处的动态平衡和连续条件,建立整个轴系在扭转振动模式下总运动方程,通过求解总方程得到系统的位移响应。该扭转振动分析被应用到某LNG船带减速齿轮箱的轴系振动计算中,通过考虑轴系减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度使轴系扭转振动模型更接近轴系实际运转工况。计算结果显示：随着减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度的增加,最大轴系扭转应力向低转速区域偏移。这对船舶轴系转速禁区的划分产生极大的影响。有助于防止因不良轴系振动计算引起轴系事故的发生。     

基于波分析法油膜刚度对轴系扭转振动影响的研究（英文）

为确保带减速齿轮箱主推进系统的可靠性,文章对船舶轴系的扭转振动进行了研究。首先根据各组成部件的特点将轴系分解为连续和离散的两个子系统,分别利用波分析法和多自由度系统分析法列出连续子系统的波动形式及离散子系统的振动微分方程,同时考虑了减速齿轮箱油膜刚度的影响。然后根据两子系统连接处的动态平衡和连续条件,建立整个轴系在扭转振动模式下总运动方程,通过求解总方程得到系统的位移响应。该扭转振动分析被应用到某LNG船带减速齿轮箱的轴系振动计算中,通过考虑轴系减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度使轴系扭转振动模型更接近轴系实际运转工况。计算结果显示:随着减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度的增加,最大轴系扭转应力向低转速区域偏移。这对船舶轴系转速禁区的划分产生极大的影响。有助于防止因不良轴系振动计算引起轴系事故的发生。     

舰用齿轮箱抗冲击能力时域计算

为找出舰船设备的潜在问题或薄弱环节，从而保证舰船的战斗力；以及为避免由于对设备的抗冲击性能不了解即进行冲击试验可能对设备造成的损坏，抗冲击数值模拟分析对于舰用设备是必要的。对舰用齿轮箱抗冲击能力进行时域数值模拟，使用MDT软件建立齿轮箱三维几何模型，利用HyperMesh软件进行前处理以及有限元网格划分，并将有限元模型导入ABAQUS软件，对齿轮箱抗冲击能力进行时域计算。分析数值模拟结果得到了齿轮箱典型部位处冲击响应，总结了齿轮箱抗冲击的一些规律，并找出了齿轮箱结构抗冲击的薄弱环节，为齿轮箱结构优化设计提供了参考。     

子模型方法在舰船设备连接结构强度研究中的应用

对子模型方法进行了详细的介绍,并以某舰用齿轮箱为计算模型,验证了冲击载荷下子模型方法计算舰船大型设备中的连接结构强度问题的有效性,其计算结果与常规计算方法的结果十分吻合．以某舰用齿轮箱为算例进行抗冲击计算,应用子模型方法对该齿轮箱连接构件进行了强度校核．计算结果表明,该齿轮箱的连接构件可以满足相关抗冲击要求,螺栓结构的动态响应特性与螺栓的连接形式有密切关系．研究结果对大型舰载设备连接构件的强度校核提供了新思路,具有一定的参考价值．     

带减速齿轮箱的中速感应电动机－在全电力推进中永磁电动机的另一种可行替代电机

为了在战舰上实现综合全电力推进（IFEP），推进电动机的转矩密度必须是常规同步或异步电机的3倍，目前正开发适应高转矩密度直接驱动战舰推进装置需要的永磁电动机。但还未在战舰中被证实。本文讨论了可替代永磁电动机的配有齿轮箱的中速感应电动机，概括了典型战舰需要的电力，列举了永磁和感应电动机的性能约束，同时在考虑其他性能例如齿轮箱噪音和可靠性的基础上，并对一些象护卫舰类型战舰的可选配置进行了评估，并对推进系统配置和齿轮箱布置之间的关系以及它们 与战舰航行工况的关系进行了探索，还比较了直接推进和带减速齿轮箱电动机的重量，尺寸和成本，综合考虑了电动机和控制系统的效率。之后，提出了用于护卫舰和航母的带减速齿轮箱的电动机的布局方案，结果是带减速齿轮箱的电动机是永磁推进电动机的可行替代物，具有低开发风险，高可靠性和低维护的特点，且装置采购费（UPC）和全寿命周期费用（TLC）大大低于任何直接推进电动机。     

减速齿轮箱机带泵损坏故障案例分析

为了查找减速齿轮箱机带泵故障的真正原因,彻底排除故障,分析齿轮箱液压系统及排查各项可能的原因发现:系统中的一个单向阀关闭不严造成系统内液压油在停车后流回齿轮箱,每次启动主机时机带泵产生短时缺油磨损,日积月累导致机带泵损坏。在三用工作拖船主机减速齿轮箱的日常管理中,应加强对液压系统单向阀的功能检查,特别是机带泵发生故障时更应进行单向阀功能试验,发现异常需及时换新。     

舰用齿轮箱及推力轴承抗冲击三维数值模拟

采用动态设计分析方法对舰用齿轮箱和推力轴承进行抗冲击性能分析,同时创新性地引入质量控制领域中的[3σ]准则思想,基于齿轮箱和推力轴承冲击作用响应确定齿轮箱和推力轴承的抗冲击危险区域,针对大齿轮传动轴轴承、轴承座、大齿轮传动轴辐板部位、下箱体箱壁交叉处等抗冲击的薄弱环节和危险区域进行结构优化设计,并与原结构进行对比分析。结果显示,适当增加危险区域的板厚,在设备质量仅微量增加的前提下可显著提高舰用齿轮箱的抗冲击能力,所采用的评估体系和流程适用于舰船所有设备的抗冲击性能预测与评估。     

舰用主汽轮机汽缸振动特性研究

针对舰用主汽轮机汽缸振动特性研究较少的现象,研究主汽轮机低压缸的振动特性,对某型舰用主汽轮机汽缸进行数值仿真分析,并通过试验验证。研究表明,在1—1000Hz频域内,舰用主汽轮机汽缸整体模型只出现了一阶振型,低压缸结构中的筋板、肋板、薄板等局部尺寸较小的部位易引起振动出现局部模态;低压缸结构局部尺寸较大的部位,不易引起振动;进行扫频试验时,通过纵向扫频及垂向扫频能够很好地弥补单向扫频时出现的峰值点频率的大幅跳跃。     

船用万向联轴器—减速齿轮箱传动系统的动力学仿真分析

分析了船用十字轴可伸缩式万向联轴器的结构特点及运动规律。利用CAD软件Pro/E和机械系统动力学仿真软件ADAMS对万向联轴器—减速齿轮箱传动系统进行了多体动力学仿真分析,研究其速度、角加速度、惯性力偶矩以及相关受力随机构运转的变化规律。分析了万向联轴器不同的折角对减速齿轮箱的大齿轮两轴承受力的影响,以及两轴承在旋转一周内的受力最大值随折角变化的变化规律。     

改进舰用增压锅炉系统运行特性的一种优化方法研究

在舰用增压锅炉系统实际运行中,工作环境的改变会导致涡轮机组无法运行在最佳功率匹配点,继而导致增压锅炉系统偏离设计工况运行。为改进该问题,提出采用压气机喷水方式优化系统运行特性。首先分析了舰用增压锅炉的结构及原理,依据舰用增压锅炉系统的特征建立了压气机、辅助汽轮机、烟气涡轮、舰用锅炉等相关系统的全工况数学模型,然后通过仿真实验,验证了加湿度对锅炉燃油耗量,涡轮机组烟气进汽量、烟气温度、做功能力和辅助汽轮机耗功等主要参数的影响,仿真结果表明压气机喷水是改进舰用增压锅炉系统运行特性的一种有效方式。     

FPSO吊车回转行星减速箱升级改造

针对FPSO吊车回转行星减速箱第一级存在较高故障率的问题,从回转行星减速箱的设计和原理入手,分析故障的主要原因是内部传动滚针的散落和行星轮润滑失效。把改变行星轮传动机构和改善行星轮润滑条件作为两个方面对减速箱第一级进行升级改造,改造后减少了回转齿轮箱故障率,减少了吊机停机维护时间。     

引进装置HCS404汽轮机转子的设计与国产化

1.七○四所汽轮机科于八十年代之前,主要从事舰船用辅汽轮机的研究与设计工作。之后,随着国家经济体制的改革和日益开放的技术市场的需求,开始将舰用汽轮机技术向陆用产品转移,他们凭籍数十年的技术造诣与设计经验,对石化行业引进装置中的汽轮机关键部件进行了国产化的研究和相关业务开拓,取得     

中海工业菠萝庙船厂技术创新解难题

<正>8月下旬,中海工业菠萝庙船厂技术人员通过对吸扬12轮的大型挖泥船水下吸泥泵轴的一项小型技术改造,解决了泵轴震动大,减速齿轮箱联轴节易损坏,影响装置稳定运行的难题,为吸泥装置安稳运行夯实了基础。据了解,菠萝庙船厂每年都承接几艘大型挖泥船的修理。主要的挖泥吸泥泵中间轴经常出现挠振,造成减速齿轮箱联轴节损坏。由于该吸泥泵中间轴长度太长,工作环境恶劣,而且与水平线有一定的夹角造成轴的重心变化不定,在使用一定时     

船舶主汽轮机模块化建模方法及实验研究

将某船舶主汽轮机作为研究对象,充分考虑船舶汽轮机的结构特性,基于机理建模原理对船舶汽轮机进行模块划分。在MINIS仿真平台上搭建汽轮机的仿真模型,并对其进行稳态实验和动态实验,其中动态试验包含升速过程和减速过程。仿真结果表明,该模型具有较好的准确性,且动态趋势合理,与汽轮机的实际运行状态相符。     

基于特征提取的齿轮箱震动故障信号检测

齿轮箱是汽轮机、发电机等船舶机械设备的重要组成部分,其在机械设备中通常负责力的传递,是当前各种机械中最为常见和关键的构件,通常情况下,齿轮箱能否正常工作,将直接影响到相关的机械设备能否正常工作。因此对于齿轮箱故障的检测和排除至关重要,当前,通过齿轮箱震动信号对齿轮箱的运转状态进行判断,是最为常用的方法,然而这一方法至今仍然需要较多的人工经验,难以利用计算机进行自动的探测和判断,一方面效率较低,另一方面精度较差,在实际操作中应用的并不广泛。为此,本文提出一种基于特征提取的齿轮箱震动故障信号检测方法,通过自动化的信号检测和判断技术,对齿轮箱的当前状态进行判断,并能够对出现的故障进行自动化的检测。