船舶轴系异常噪声的分析与控制

分析了某大型船舶在低速航行中尾轴的异常噪声.运用理论分析和相关检验的方法研究了轴系异常噪声的根源和产生机理:船舶轴系受多个载荷作用,导致船体、螺旋桨轴和尾轴承发生变形,在尾轴承中心线与螺旋桨轴颈中心线之间形成1个变形角;船舶低速航行时,轴系变形产生的回旋运动对轴承润滑性能的影响以及二者之间的相互耦合是轴系产生振动并辐射噪声的根本原因.提出了在船舶设计和建造过程中降低轴系异常噪声的措施.     

船舶轴系异常噪声的诊断与分析

对船舶轴系可能产生异常噪声的结构进行分析和检查,确定异常噪声产生的根源,并对轴系异常噪声的产生机理进行研究。研究表明:船舶低速航行时,轴系变形产生的回旋运动对轴承润滑性能的影响以及二者之间的相互耦合是轴系产生振动并辐射噪声的根本原因。提出了降低船舶轴系低速航行时异常噪声的设计方法。     

轴系不镗孔的新设想

尽管船舶艉柱、艉轴管与船体定位相当精确,但是在船台上经过船体合拢、焊接,特别是艉柱、艉轴管与船体焊接后,艉柱或者艉轴管与船体的原来定位会发生变化,结果艉柱内孔或者艉轴管内孔的中心线不可能与船舶所要求的轴系中心线相重合。传统的解决方法就是在船台上进行轴系镗孔。在镗孔工作完成之后,根据艉柱孔或者艉轴管孔的实际尺寸加工艉轴管外径或者艉轴承外径,并将其安装到船舶轴系中去,这样就能达到艉轴管或者艉轴承的中心线和船舶所要求的轴系中心线的一致性。这是一个相当花费财力、物力和时间的工作。而且由于加工条件恶劣,所以工作质量也很差,工人的劳动强度也很大。     

船舶艉轴承间隙测量的作用及方法

船舶轴系是船舶动力装置重要组成部分,其中各个轴承的磨损量大小直接影响着轴系的工作轴线和船舶航行安全。文章通过对艉轴承及艉轴管装置的结构分析与讨论,阐述了艉轴承间隙测量的作用及方法,为艉轴承及艉轴管的维护保养及检修提供一定的参考。     

3676kW三用拖轮轴线校准与轴系安装工艺

船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分,其功能是将主机发出的功率传递给螺旋桨,再将螺旋桨产生的轴向推力传递给船体实现推船航行.轴系的安装质量直接关系到主机推进系统运转的可靠性和船舶的安全航行.通过从生产准备、轴系校准、轴承浇注、尾轴安装等方面,介绍了结合拉线法与望光法确定轴系理论中心线,使用环氧树脂浇注尾轴承,轴系安装及下水后的调整,最后通过该船型的试航情况分析证明安装质量是合格的.     

应用激光在水上测量船舶轴系

船舶轴系中心线的状态,直接影响发动机输出功率的效率和轴系运转质量,从而关系到船舶能否正常航行。轴系中心线的状态,指轴系中心线弯曲度和艉轴与发动机曲轴中心线的不同轴度。艉轴与发动机曲轴中心线的不同轴度,多在坞内或船排上,采用拉钢丝测量或者光学测量的方法进行测量。无论是在船坞中或是在船排上进行测量,船舶都不处于自由状态,由此测量的数据,当船下水后是要发生变化的。     

长轴系主机船台预装工艺

主机和轴系安装工艺概况 7500吨“长征”型客货轮的动力装置的一个主要特点是轴系长。该轴系由五根中间轴和一根艉轴组成。其中艉轴长达十五米多,中间轴每根长也有五米多。因此,连同九缸柴油机的曲轴,整根轴系共长达五十米之多。对于此类长轴系船舶的主机和轴系的安装,以往旧的工艺路线是:测定轴系中心线→搪削人字架和艉轴管轴承孔→安装人字架衬套艉轴管→安装艉轴螺旋桨、可拆联轴节→定位主机、中间轴承基座上复板→风磨轮加工复板平面→依次安装调整五根中间     

舰船推进轴系的螺旋桨激励力传递特性

螺旋桨激励力会通过轴系向各轴承基座传递,并激发船体结构产生振动声辐射问题。为掌握螺旋桨不同方向激励力通过轴系的传递规律,利用船舶推进轴系试验台,在轴系固有特性计算与测试的基础上,测试分析螺旋桨水平、垂向与纵向激励力通过轴系向3个轴承基座的传递特性。结果表明:单方向激励力作用下,轴系会产生不同方向的耦合振动,并在基座处产生3个方向的振动,其中轴系振动固有频率有明显体现;不同方向的激励力传递路径不同,水平激励在艉轴后轴承基座处产生较大水平振动,垂向激励在艉轴后轴承和推力轴承基座处产生较大垂向振动,纵向激励在推力轴承基座处产生较大纵向振动,螺旋桨激励力通过轴系向艉轴前轴承基座的传递相对较弱;与垂向激励相比,水平激励会在3个轴承基座处产生更大的振动响应。     

艉置消振推力轴承降噪机理分析及试验验证

本文针对螺旋桨-轴系-船体耦合振动产生的高辐射噪声问题,从新型推力轴承设计出发,提出了艉置消振推力轴承的设计方案。该新型推力轴承具有艉部对称安装、纵向刚度低噪声匹配、径向采用隔振处理等技术特点。通过建立螺旋桨-轴系-船体耦合振动声辐射计算模型,采用数值计算方法揭示了艉置消振推力轴承的降噪机理,并在开阔水域开展了艉置消振推力轴承降噪效果的验证试验,试验结果表明,该新型推力轴承具有良好的降噪效果,可将螺旋桨纵向激励力经轴系传递到试验模型壳体引起的辐射噪声降低7.3 dB。该研究为降低舰船桨-轴-船耦合振动辐射噪声提供了一种新的技术途径。     

轴承刚度对船体辐射噪声的影响

针对船舶推进轴系振动对船体结构产生的辐射噪声问题,采用有限元及边界元方法分析不同轴承刚度下的轴系-船体耦合结构辐射声压及声功率,结果表明,纵向振动时辐射声功率曲线反映出结构辐射噪声声功率与轴承刚度的明显正相关关系,艉轴后轴承刚度变化对整体辐射噪声影响最大。     

船舶艉管轴承的设计与应用

为了避免船舶试航时，艉管轴承发生高温等非正常情况可能导致船舶轴系再次进船坞的拆检、修复；航行时艉管轴承的失效将导致船舶轴系故障，甚至主机停车等严重威胁船舶航行安全的事故，对艉管轴承合金（成分），艉管轴承结构（止动螺钉等），艉管轴承油楔（压力区）进行了设计研究。通过对船舶艉管轴承的设计研究与应用，可以改进船舶（轴系）的建造质量，改善船舶艉管轴承的工作状态，减少船舶艉管轴承发生故障的概率。研究结果可为船舶研发、设计和工程技术人员提供有益的参考和信息。     

船舶无余量长轴系安装技术

船舶轴系是船舶动力装置的重要组成部分,是船舶航行的生命线,是从主机动力输出端到螺旋桨之间动力传动构件的总称。某船从船舶操纵性、机动性要求出发选用了水润滑轴承及可调桨系统,轴系布置采用长轴系、双艉轴架设计,且中间轴为无余量加工安装。通过分析无余量长轴系安装技术要点,对各关键点进行精度控制,从而实现船舶无余量长轴系的高效精准安装。     

船舶轴系振动激励特性试验研究

船舶轴系振动会降低轴系的可靠性和使用寿命，开展轴系振动监测能及时发现故障隐患并避免重大事故发生。文章研究了船舶轴系不同激励源的激励特性，介绍了2种主要的船舶轴系振动监测方法并在中间轴承上开展轴系振动测试。基于实船监测数据，分析了波浪、轴、螺旋桨激励对轴系中间轴承振动的贡献率，数据表明，在较低工况下，轴自身激励占主导，随着转速工况的增加，螺旋桨激励影响逐渐上升，并且越靠近轴系艉部，影响越剧烈。     

基于有限元法的艉轴静态计算与模态分析

船舶轴系的工作状态对主推进动力装置甚至整个船舶的正常运转起到至关重要的作用,艉轴部分与螺旋桨直接相连,运转工况多变、影响因素复杂。利用基于ANSYS APDL的有限元法,对某实船艉轴通过位移约束、弹簧单支点约束和弹簧三支点约束条件施加的方式进行轴承模拟建模,并进行静态校中计算和模态分析,得到不同约束条件下静态和模态的各项状态参数计算结果,分析不同轴承建模方法下的静态计算结果差异和模态频率与振型,为轴系校中计算、船舶艉轴设计及故障诊断提供参考。     

艉轴大跨距轴系校中计算

中、小型船舶吃水较浅,其螺旋桨转速快、直径小、重量轻,一旦艉管前后轴承跨距较大,艉管后轴承支点位置就将超出标准给定的范围。本文基于有限元法,将轴系简化为Timoshenko梁单元建立有限元模型,考虑船舶轴系实际安装间隙和基于赫兹接触理论计算的载荷-刚度曲线,使用不同支撑位置和多种支撑模型对艉轴大跨距轴系进行校中计算对比。研究发现,对于艉轴大跨距的轴系,CB/Z 338-2005中对艉管后轴承支点位置的取值已不适合。如果轴承支点选取准确,则单点刚性支承、单点弹性支承、多点非线性弹性支承的轴承负荷计算结果相近。     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。     

船舶艉部激励耦合振动噪声机理研究进展与展望

[目的]船舶减振技术经过几十年的发展,降低艉部激励引起的桨—轴—船体振动辐射噪声成为我国现阶段船舶声隐身的紧迫任务。[方法]针对船舶艉部激励耦合振动噪声问题,从船舶螺旋桨激励力特性、桨—轴—船体耦合振动噪声特性及其控制方法 3个方面对当前研究进展与发展趋势进行综述,[结果]得到了船舶艉部激励与桨—轴—船体系统振动噪声的映射关系,并提出了针对低频振动噪声的控制方法。[结论]在此基础上对在螺旋桨非定常力测试、艉轴承摩擦诱导振动机理和桨—轴系统横向振动控制等方面提出进一步开展研究的建议。     

舰船艉轴铜套修换厚度取值的探讨

轴系修理是舰船坞修的主要工程之一，亦是缩短修船周期，提高在航率所要重视的一个问题。轴系修理大体上有以下几个大项目：轴系中心线的检查、调正；艉轴的校调；艉轴铜套的修换；艉轴承的修换；推进器的修换等。其中轴承中心线的合理找中，艉轴承间隙的合理取舍，艉轴铜套厚度的取值均为修理中的关键。在此仅对艉轴铜套厚度的修换值做一下探讨。     

船舶螺旋桨—艉部流场互作用噪声的研究

由螺旋桨引起的互作用噪声构成了船舶中高速航行时整个辐射噪声的重要部分。由螺旋桨叶片和船舶艉部非均匀流场相互作用引起了低频离散谱噪声。由螺旋桨叶片和艉部湍流场相互作用产生了螺旋桨低频宽带噪声。利用升力面理论和声学方法得到的离散谱噪声的预报公式,对螺旋桨不同直径、侧斜、纵倾对离散谱噪声的影响作了数值计算,并得到了工程上有实用意义的结果。在分析螺旋桨低频宽带噪声成因的基础上得到了理论分析方法,并作了数值计算。整个方法不仅对船舶螺旋桨噪声预报提供了十分重要的工具,而且对螺旋桨的噪声控制也有重要的实用价值。