船舶轴系扭振计算和审图要点.ppt

船舶轴系扭振计算和审图要点 2003年9月 扭振的基本理论 计算模型 一般处理为有有限个集中惯量和无质量弹簧组成的离散系统 扭振的基本理论 当量系统的转化原则 轴系中具有较大质量的部件 如飞轮 法兰 弹性联轴器的主 被动部分等作为惯量的集中点 它们之间的轴段等弹性件的惯量平分加在两段集中点上 两集中点之间轴或弹性件的扭振刚度 即为相连弹簧的刚度 扭振的基本理论 当量系统 1 柴油机由柴油机制造厂提供 转动惯量 动态刚度 阻尼等 2 减振器对弹性扭振减振器 其主 从动惯性轮作为两个质量点 而弹性值应取减振器中弹性元件的动态刚度值 对硅油减振器 可简化成一个由壳体惯量和惯性轮之半组成的当量惯量 扭振的基本理论 3 弹性联轴器 离合器的主 从动惯性轮应作为两个质量点 其弹性值应取弹性元件的动态刚度值 4 变速系统从动系统应转化为柴油机转速相同的当量系统 其当量值为原转动惯量 刚度除以转速比的平方 扭振的基本理论 5 螺旋桨螺旋桨惯量应计入附连水的影响 一般取其在空气中惯量的25 30 轴系扭振计算 一 自由振动计算二 强迫振动计算 1 放大系数法 2 解析计算法 自由振动计算 自由振动计算得到轴系扭转振动的固有频率 目前计算均不计阻尼计算范围 0 8nmin 1 2ne范围内直到12次的情况共振转速计算对二冲程柴油机 有1 2 3 次对四冲程柴油机 有0 5 1 1 5 2 次振型图和相对振幅矢量和 强迫振动计算 能量法 能量法是一种经验方法 计算假设共振时强迫振动的振型与频率相同的自由振动的振型相似 激励力矩输入系统的能量完全消耗在克服系统所有部件的阻尼上 用激励力矩与系统总阻尼相平衡的原理 来确定第1质量的共振振幅 然后根据相应计算轴系各截面的应力或扭矩 强迫振动计算 解析法 解析法是对轴系扭振方程组进行的一种精确的分析解法 下列情况一般采用此方法带pto的轴系多分支系统的轴系 例如多机单浆轴系大阻尼系统的轴系 例如多个高弹性联轴器采用能量法计算共振转速波坡出现在柴油机常用转速附近且转速应力 扭矩较大时 采用解析法可得到更精确的计算结果 船舶规范对扭振规定的主要内容 适用范围主柴油机推进系统 但对仅在港口航行的船舶且主推进柴油机额定功率小于110kw者除外 重要用途的额定功率等于或大于110kw的辅柴油机系统 电力推进系统 船舶规范对扭振规定的主要内容 扭转计算书的内容原始数据 轴系布置简图当量参数和当量系统图应计算的固有频率和各节霍尔茨表 相应的相对振幅矢量和计算各节各次各轴段的扭振应力 扭矩许用应力和许用扭矩 衡准 曲轴推进轴系柴油机曲轴与发电机柴油机曲轴 其许用值计算是不同的曲轴扭振应力许用值计算时 轴的基本直径指曲柄销轴颈的直径曲轴应力可进行材料修正 但对球墨铸铁曲轴 不允许对曲轴扭转应力值进行材料修正可按制造厂给出的扭振许用应力值按iacsurm53统一要求 衡准 推力轴 中间轴 螺旋桨轴和尾管轴应力规范规定与iacs统一要求的规定相一致弹性联轴器振动扭矩齿轮许用振动扭矩 扭振审图要点 当量系统计算内容的完整性共振转速计算的准确性扭振应力 扭矩计算的准确性应注意的问题对不同运转工况 应分别计算 如带离合器 带可调浆 多机并车 轴带发电机等对备用螺旋桨 如转动惯量相差较大时 也应计算 扭振审图要点 应注意的问题对确定的批准你的轴系扭转计算书 应明确图号 禁区范围等 如轴系有大的变化 需重新送审一般应计算0 8最低稳定转速至1 2额定转速范围内直到12次