磁水复合式水润滑艉轴承设计及其润滑性能研究

推进轴系是舰船艉部振动最重要的激励源，而传统的推进轴系与船体结构通过支承轴承联接，这两部分之间没有相应的减振措施，因此推进轴系上的激励直接作用于船体结构，形成辐射噪声。本文以舰船艉部减振及提高水润滑轴承使用寿命为目的，利用磁力轴承低摩擦、结构简单等优点，设计一种新型磁水复合式水润滑艉轴承，对其摩擦学性能进行数值分析，并与传统水润滑艉轴承的性能进行对比。结果表明，磁水复合式艉轴承在外载荷、转速及轴承间隙相同的情况下，最小液膜厚度变大，最大液膜压力减小，轴承温升降低，说明磁力支承可以有效改善水润滑轴承润滑状态，提升轴承承载能力，减少轴承摩擦损失，可为未来舰船低摩擦艉轴承设计提供新的技术途径。     

水润滑橡胶艉轴承摩擦振动图像序列的处理方法

为了掌握水润滑橡胶艉轴承摩擦诱导振动的特征,文章搭建了一种基于计算机视觉的原位测量系统.以测量系统中高速相机采集的图像序列为研究对象,提出了一种处理方法,用来挖掘试块的摩擦振动信息.结果表明,该方法能有效处理分析不同工况下采集的图像序列,为水润滑橡胶艉轴承摩擦振动机理研究和推进轴系减振降噪提供思路.     

水润滑艉管轴承磨损机理分析及结构设计

某电力推进试验平台艉轴出现下沉,并伴有振动噪声过大现象;试验方遂对平台进行拆检,发现艉管后轴承磨损严重,经测量,艉管轴承磨损量超出设计使用范围.文章针对此磨损现象进行了研究分析,通过水润滑艉管轴承承载校核、水润滑艉管轴承润滑特性数值计算等方法分析艉管轴承过度磨损机理,最后制定解决方案,重新对水润滑艉管轴承进行了选材与结...     

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。     

饱和含液穿孔板条水润滑艉轴承减振性能研究

[目的]水润滑艉轴承是轴系振动的主要传递部件,为了提高其减振降噪的动态性能,[方法]设计一种饱和含液穿孔板条。基于流固耦合理论,利用有限元软件ANSYS进行常规水润滑艉轴承和阻尼增强型水润滑艉轴承的模态分析及谐响应分析,以得到穿孔板条对轴承动态特性的影响规律。[结果]仿真和试验结果表明:饱和含液穿孔板条设计可以有效降低艉轴承振动的幅值传递水平。[结论]研究结果对于艉轴承的减振性能提升具有一定的指导意义。     

一种基于机器视觉技术的水润滑橡胶艉轴承振动测量方法

采用机器视觉技术,对水润滑橡胶艉轴承的振动进行测量分析,结果表明,0.28 MPa比压下,水润滑橡胶艉轴承振动幅值的变化范围为水润滑0.25~0.81 mm,半干摩擦约0.27~0.68 mm;干摩擦0.92~2.57 mm,且振动频率皆在2 k Hz之内。该方法可记录分析水润滑橡胶艉轴承的真实运动状态、弹性变形以及振动等随时间、转速和润滑条件变化的规律。     

水润滑艉轴承水膜厚度与压力数值计算分析

考虑到进行艉轴承水膜厚度与压力计算时须考虑内衬材料的弹性变形,以提高艉轴承弹性流体动压计算精度,应用有限元法方法求得艉轴承内衬的弹性变形,结合雷诺方程求得计入弹性变形后的艉轴承水膜厚度与压力分布,并与流体动压润滑进行对比。结果表明,水润滑艉轴承弹流润滑计算得到的水膜压力减小,水膜厚度增大;艉轴是否倾斜对弹流动压润滑计算结果有明显影响。在相同工况下,随着艉轴倾斜率的增大,弹流润滑最大水膜压力上升,最小水膜厚度减小。     

螺旋桨激励下船艉结构振动控制试验研究

[目的]对于船艉结构在螺旋桨激励下的振动控制问题,尝试采用隔振、阻振质量和阻尼涂层3种方法进行振动抑制.[方法]通过振动测试获得轴系?船艉耦合系统的振动传递规律,根据测试结果,针对艉后轴承结构实施振动控制,检验所提3种控制方法抑制振动的有效性.[结果]试验结果表明:受刚度变化限制,轴承座隔振降低中、低频共振峰值的效果有...     

润滑油参数对船舶艉轴承润滑特性影响研究

为降低低速重载滑动轴承的摩擦磨损,解决航行期间出现的船舶艉轴承高温现象,文章建立了艉轴与艉轴承之间的流体润滑数学模型,利用转子轴承系统分析软件DLAP (dynamic lubrication analysis program),求解Reynolds方程和黏温方程。以双侧进油圆瓦轴承为研究对象,得到了进油温度、入口压力对艉轴与艉轴承最大油膜压力、最小油膜厚度、温升、功耗和流量等之间的影响关系。结果表明,进油温度对轴承润滑特性的影响很小,入口压力对最大油膜压力、最小油膜厚度、流量等的影响较大,可适当控制入口压力的大小,为进一步分析不同工况下船舶艉轴承润滑特性提供依据。     

艉轴倾角对水润滑艉轴承冷却性能的影响

应用Fluent有限元软件,建立计入轴线倾斜的水润滑艉轴承水膜CFD模型,研究艉轴倾角、冷却水流速、轴承间隙和艉轴转速对水润滑轴承冷却性能的影响规律,为水润滑轴承结构优化设计提供参考。结果表明,将冷却水流速、轴承间隙和艉轴转速控制在一定范围内可以有效地降低轴承温度;艉轴倾角增大会导致严重的轴承边缘效应、局部水膜变薄、轴承温度急剧升高、工作环境恶化。     

泰州市慧通机械工程有限公司

泰州市慧通机械工程有限公司，前身为泰州市慧通船舶机械有限公司，与1988年开始生产船用艉轴系列产品。现已成为生产各类船用艉轴密封装置、船用管接头产品及附件的专业生产与服务公司。专业生产船用轴系、舵系艉轴密封、水润滑密封、中间轴承、上下舵承、整体式橡胶轴承、[第一段]     

船舶水润滑轴承振动状态的光纤传感监测及信号分解

为分析船舶运行过程中水润滑轴承的振动状态,对光纤光栅传感器进行封装保护,将其植入轴承橡胶轴瓦中,监测轴承的受力振动信号,并对其进行小波包分解.研究结果表明,光纤光栅传感器能适应水润滑轴承所处的恶劣工况,监测轴承的振动状态信号;采用小波包技术能快速地对轴承的低频回旋振动信号和高频摩擦振动信号进行分离.研究成果可应用于水润滑轴承的智能化设计和船舶的健康监测中.     

Performance decay of stern bearing based on lubrication numerical model and state parameters北大核心CSCD

[目的]为了实现对船舶艉轴承润滑状态的监测和评估,提出一种结合润滑性能衰变模型和支持向量机(SVM)算法的艉轴承润滑性能评估方法。[方法]针对船舶艉轴承润滑状态难以监测和识别的问题,建立轴承润滑衰变数值模型,并运用实验数据对该模型进行验证,研究载荷、粗糙度和半径间隙对润滑状态衰变机理的影响。基于SVM算法,构建润滑状态分类器,通过网格搜索算法优化超参数,利用不同润滑状态的数据集进行训练,最后实现对艉轴承润滑状态的评估。[结果]结果显示,随着外部载荷、粗糙度和半径间隙的增大,轴承润滑状态恶化的临界速度增大,动压润滑工作范围减小,混合润滑工作范围增大;由仿真数据集对润滑状态识别模型的验证表明,所提的润滑状态识别方法准确率达96.88%。[结论]所提方法能监测轴承的润滑性能特征,有效识别轴承的润滑状态。     

两种船舶尾轴碰摩工况特性研究

文章针对船舶轴系振动试验台的碰摩试验方法与技术,比较分析了试验台碰摩工况与实际船舶碰摩工况的不同之处。利用轴心轨迹曲线和振幅-时间响应曲线对两种工况的载荷响应特征进行了数值模拟,进而在带有碰摩装置的试验台上进行了试验验证。结果表明:实际工况中碰摩载荷越大、轴系转速越快,激起艉轴振动越强烈;相比试验台工况,艉轴的最大振幅更大,因此需要修正试验条件以接近真实船舶尾轴碰摩工况。     

Ship propulsion shafting bearing fault diagnosis based on holographic SDP similarity visual recognition北大核心CSCD

[目的]针对船舶推进轴系轴承的故障诊断问题,提出一种基于全息对称点图形(SDP)和相似性识别的可视化诊断方法。[方法]首先,多方位采集轴承振动信号,全面监测轴承发生故障时的规律性冲击在时域和频域中引起的非平稳性变化特征;然后,基于SDP对称点分布原理,将多个维度信号的时域和频谱融合至同一个二维图形,以放大信号之间的差异性;最后,基于相似性识别方法对轴承进行简易诊断。[结果]轴承故障实验平台的验证结果表明,该方法可以实现多个信号的有效图形融合,全面展示设备信号的状态特征,从而准确地诊断故障。[结论]研究成果可为船舶推进轴系轴承的可视化故障简易诊断提供参考。     

船舶艉轴轴线定位的3种常用方法及优缺点

文章从节约船台时间、控制综合成本等方面综合考虑,介绍了选择合适的船舶艉轴轴线定位方法。船舶艉轴轴线定位的3种常用方法:艉轴轴承座先与艉部分段焊接好,轴承座内孔镗孔,保证轴线;前后艉轴轴承座先通过艉轴管连接成整体,然后现场拉线,特殊烧焊保证轴线;艉轴轴承座先加工,内孔大于艉轴承外径20~25 mm,然后通过浇注环氧,保证轴线。     

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。     

船用水润滑艉轴承的润滑承载特性

船用水润滑艉轴承由于其节能环保、结构简单和维护便利等优点一直作为船舶推进系统的研究热点。本文主要总结了船用水润滑艉轴承润滑承载特性方面的内容,轴承的润滑承载性能主要通过偏心率、最小水膜厚度、水膜压强和摩擦系数等参数描述。分别说明了工况参数、结构参数、材料参数对轴承承载润滑特性参数的影响,分析了上述三个方面的参数对轴承承载润滑参数的影响规律。其中,工况参数包括负载、速度、温度等,结构参数包括间隙、长径比、轴承直径、导水槽结构等方面,材料参数主要为材料的弹性模量和泊松比等。本文可以对船舶水润滑艉轴承的研究工作提供参考。     

基于ANSYS的水润滑橡胶艉轴承模态及谐响应分析

文章采用三维建模软件Solidworks对水润滑橡胶艉轴承进行几何建模,并导入ANSYS Workbench中建立有限元模型。通过对水润滑橡胶艉轴承进行十阶模态分析,结果表明轴承的各阶固有频率分布非常密集,其低阶模态主要取决于内衬的固有特性。为了进一步得到轴承在某一频率范围内的振动情况,对其进行了谐响应分析,计算出轴承易发生共振的频率、应力幅值,为水润滑橡胶艉轴承进一步设计优化和使用中避免发生共振提供了理论依据。     

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。