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试析船舶柴油机轴系运动结构振动摘要：本文以船用PA6 -280柴油机为背景，通过柴油机主要运动部件及轴系建模与运动仿真，探索柴油机隔振装置及轴系在各支承条件下动力学特性，分析了船体结构在柴油机振动激励下的响应与受力，得到柴油机振动沿主轴承及隔振装置向船体结构的传递特性。
关键词：船舶柴油机；轴系运动；结构；振动随着柴油机强化指标不断提高，各运动机构的工作条件更加苛刻，要求具有较高的强度、刚度与良好的动态特性。
本文以PA6 -280 柴油机为背景，利用三维建模软件，建立柴油机主要运动部件及船舶轴系、螺旋桨、船体等三维实体模型。
用软件装配功能，将其装配成一个包括柴油机动力装置及推进器在内的船体结构。
以此为基础，将模型导入仿真软件，对各部件添加约束与仿真参数，以模拟船舶动力及推进装置动态特性。
一、柴油机轴系运动概述与建模船舶柴油机轴系由传递主机功率用的传动轴、减速器、联轴节等组成。
轴系基本任务是将柴油机功率传给螺旋桨，使螺旋桨转动并推动船舶前进。
同时，轴系还将螺旋桨产生的轴向推力通过轴系及推力轴承传给船体。
在柴油机轴系及船舶振动严格控制下，轴系常用高弹联轴节或万向节，来适应柴油机运动所导致的轴系不对中。
因此，船舶柴油机轴系仿真模型应该包括曲轴、主机的输出法兰和螺旋桨之间的轴段、各轴承座以及轴段中的各种附件。
对PA6 -280柴油机主要运动部件结构、尺寸参数进行建模时，以不影响柴油机及轴系主要功能为前提，合理简化模型。
所建立的三维实体仿真模型包括柴油机各缸活塞与连杆、曲轴、传动轴、螺旋桨及船体等结构。
利用软件，根据各部件相对运动，将上述部件装配成一个包括柴油机动力装置、推进器及船体结构在内的模型。
二、柴油机轴系运动仿真模型与参数的确定为便于比较各条件下柴油机运动学规律、动力学特性和船体结构振动，分别在3 种不同情况下对动力学参数进行仿真分析：l）在台架刚性固定条件下，对柴油机主要运动部件位移、速度、加速度进行运动仿真分析；对活塞顶部压力、连杆小端受力、曲柄销的切向力和法向力进行动力学仿真分析。
船舶柴油主推进装置及控制系统分析随着时代的进步和社会经济的发展，我国船舶制造行业发展迅速;要想促使船舶能够安全航行，就需要合理设计柴油主推进装置及控制系统;如果在这两个方面出现了问题，就会直接影响到船舶整体的建造质量，需要引起人们足够的重视，采取科学措施，进行设计。
本文简要分析了船舶柴油主推进装置及控制系统，希望可以提供一些有价值的参考意见。
标签：船舶;主推进装置;控制系统1 前言船舶主动力推进系统的控制装置就是推进控制系统，它包括诸多方面的组成部分，如柴油主机、齿轮箱、安全保护以及远距离操纵系统等等。
一个现代船舶，非常重要的标志就是推进控制系统，是船舶机舱自动系统的核心内容。
目前，计算机技术、通信技术以及自动控制技术得到了飞速发展和应用，在现代船舶中开始广泛应用以计算机网络技术为基础的综合自动化系统，这样原来那些大量繁重的人工操作就可以替换为数字化以及高层次的自动化技术，促使工作效率得到有效提高。
通过本项技术的应用，可以在很大程度上提高船舶自动化程度，代表了船舶推进控制系统的发展方向。
2 船舶推进动力装置系统概述具体来讲，船舶的主推进动力装置包括很多方面的内容，如柴油机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、电力推进动力装置以及蒸汽推进动力装置和核动力推进装置。
一是蒸汽推进动力装置，主要是将蒸汽作为工质，这种发电机主要是在发电机外的锅炉中燃烧燃料，这种加热方式是间接的，因此也被人们称之为外然式发动机;一般情况下，又可以将其分为两种类型，分别是往复式汽轮机和回转式汽轮机，这种划分依据是运动方式的差异。
它的优点是结构较为简单，可以可靠的运行，并且管理难度不大，但是在实践过程中，因为没有较好的经济性，并且有着较大的尺寸和重量，逐渐淡出了历史舞台。
二是电力推进动力装置：指的是发电机发电有原动机来带动，然后向推进电动机供电，可以直接供电，也可以通过交流器来实现，这样推进器就可以由推进电动机来带动，促使船舶能够正常航行。
船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究【摘要】本文通过一些国内因轴系扭转振动而引起的断轴断桨的事故实例，来分析引起轴系扭转振动的主要原因，分析扭振主要特性，并提取一些减振和防振的基本控制措施。
【关键词】船舶柴油机轴系扭振危害分析措施在现代船舶机械工程中，船舶柴油机轴系扭转振动已经成为一个很普遍的问题，它是引起船舶动力装置故障的一个很常见的原因，国内外因轴系扭转而引起的断轴断桨的事故也屡见不鲜，随着科学水平的提高和航运业的发展，人们越来越重视船舶柴油机组的轴系扭转振动，我国《长江水系钢质船舶建造规范》和《钢质海船入级与建造规范》（简称《钢规》）和也均规定了在设计和制造船舶过程中，必须要向船级社呈报柴油机组的轴系扭转振动测量和计算报告，以此来表明轴系扭转振动的有关测量特性指标均在“规范”的允许范围内。
1 船舶柴油机轴系扭转振动现象简介凡具有弹性与惯性的物体，在外力作用下都能产生振动现象。
它在机械，建筑，电工，土木等工程中非常普遍的存在着。
振动是一种周期性的运动，在许多场合下以谐振的形式出现的，船舶振动按其特点和形式可分为三种，船体振动，机械设备及仪器仪表振动，和轴系振动。
船舶柴油机轴系振动按其形式可分为三种：扭转振动，纵向振动，横向振动。
柴油机扭转振动主要是由气缸内燃气压力周期性变化引起的，它的主要表现是轴系上各质点围绕轴系的旋转方向来回不停的扭摆，各轴段产生不相同的扭角。
纵向振动主要是由螺旋桨周期性的推力所引起的。
横向振动主要是由转抽的不平衡，如螺旋桨的悬重以及伴流不均匀产生的推力不均匀等的力的合成。
船舶由于振动引起的危害不但可以产生噪音，严重影响旅客和船员休息，还会造成仪器和仪表的损害，严重的时候甚至出现船体裂缝断轴断桨等海损事故，直接影响船舶的航行安全。
而在船舶柴油机轴系的三种振动中，产生危害最大的便是扭转振动，因扭转振动而引起的海损事故也最多，因此对扭转振动的研究也最多。
而且当柴油机轴系出现扭转振动时，一般情况下，船上不一定有振动的不适感，因此这种振动也是最容易被忽视的一种振动形式，一旦出现扭转振动被忽视，往往意味着会发生重大的事故。
《船舶推进系统振动》课程教学大纲_、课程基本信息1、课程代码：NA4182、课程名称（中/英文）：船舶推进系统振动/Vibration of propulsion system onboard3、学时/学分：34/24、先修课程：《数学物理方法》、《船舶动力装置》、《工程力学》5、面向对象：轮机工程6、开课院（系）、教研室：船舶海洋与建筑工程学院船舶与海洋工程系轮机工程专业7、教材、教学参考书：《动力机械振动与噪声学》，陈端石，赵玫，周海亭，上海交通大学出版社，1996《船舶推进轴系振动》，陈之炎，上海交通大学出版社，1987二、课程性质和任务《船舶推进系统振动》是轮机工程本科学习的一门重要课程，它主要介绍了船舶主推进系统的各类振动（包括柴油机振动，轴系的横振、纵振、回旋振动以及扭转振动等）现象的产生，物理建模和数学分析，以及相应的控制手段。
船舶主推进系统的振动对于船舶动力系统的设计及维护都有着十分重要的影响。
剧烈的振动不仅会影响到船舶的正常航行，严重的甚至会引起轴系及设备的疲劳损坏。
本课程的主要任务就是让轮机工程的学生对船舶推进系统振动的产生及危害有较为全面地认识，掌握研究推进系统振动的基本建模及分析方法，以及学会基本的船舶推进系统振动控制方法，从而培养学生用系统化的研究方法解决实际问题的能力。
三、教学内容和基本要求本课程的教学内容来自《动力机械振动与噪声学》，其基本内容和要求如下：第一章绪论要求掌握机械振动基本概念及分类，机械振动问题分类，简谐振动及周期振动的谐波分析，声波及噪声的物理特征。
第二章离散系统的振动微分方程要求掌握离散化力学模型，单自由度及多自由度振动微分方程。
第三章自由振动要求掌握无阻尼系统振动特性，粘性阻尼系统阻尼特性及多自由度系统特性分析。
第四章受迫振动要求通过二阶非齐次线性微分方程的解掌握单自由度系统和多自由度系统的幅频响应与相频响应特性。
第五章离散系统振动理论在动力机械中的应用要求掌握识别自然频率的共振法、确定阻尼比的半功率带宽法以及隔振器的设计原理。
船舶推进系统的组成船舶推进系统是船舶的核心部件之一，主要作用是将船舶推动在水中前进。
船舶推进系统一般由以下几个组成部分：1. 主机：主机是船舶推进系统的核心，主要的功率输出器。
主机的类型有很多，包括柴油机、涡轮机和电动机等。
柴油机是最常用的主机类型，其具有结构紧凑、功率大、经济实用等特点。
2. 转向装置：转向装置是控制船舶方向的关键部件，主要包括舵机和操纵系统。
舵机可以通过转动舵叶实现船舶方向的变化，而操纵系统则是控制舵机的执行机构。
3. 螺旋桨：螺旋桨是船舶推进系统的动力输出器，通过螺旋桨叶片的旋转产生推力，从而驱动船舶前进。
螺旋桨的类型有很多，包括固定桨、可调桨和船尾推进等。
4. 螺旋桨轴线系统：螺旋桨轴线系统负责将主机输出的动力传递到螺旋桨上，并保证其转动平稳。
主要包括轴线、轴承、轴封等组件，其中轴封是保护水密性的一种关键部件。
5. 油系统：船舶推进系统需要多种液体来提供润滑、冷却和燃料等功能。
油系统通常包括储油箱、油泵、滤器等部件。
6. 冷却系统：船舶推进系统需要通过冷却系统将发动机的余热排出。
冷却系统通常包括水泵、散热器、海水冷却器等组件。
7. 控制系统：控制系统是船舶推进系统的大脑，其负责协调和监控整个推进系统的运行。
控制系统可以通过自动化和智能化手段提高系统的控制精度和灵活性。
总之，船舶推进系统的组成部分是复杂而多样的，需要各个部件之间协调配合，方可实现高效而可靠的航行。
在船舶使用过程中，还需要对各个部件进行定期检查和维护，以确保系统的正常运行。
船舶柴油机动力装置的振动李维坚(广州航海高等专科学校,广东广州 510725)摘要:文章对船舶柴油机动力装置振动的主要形式,引起振动的激振力矩,柴油机动力装置轴系的振动响应及其对轴系的危害进行分析。
关键词:船舶柴油机动力装置;振动;激振力矩中图分类号:U644.21 文献标识码:C 文章编号:1001-8328(2005)06-0013-03 Abstract:Based on research and analyses t o vibrati on of marine engine and p r opelling shaft syste m ,the i m 2pulse t orque on the p r opelling shaft syste m ,es pecially on the engine cylinders are deep ly analysed .Key words:power installati on of marine diesel engine;vibrati on;activating vibrati on moment作者简介:李维坚(19692),男,广西桂平人,硕士,讲师,主要从事船舶电气自动化的教学与研究。
1 柴油机动力装置振动的主要形式柴油机由于具有良好的经济性及工作可靠性,因此被广泛应用于国民经济的各个方面。
在船舶中的柴油机动力装置主要有:柴油机带动螺旋桨的主推进装置,柴油发电机组,柴油机空压机组,柴油机同时带动螺旋桨、发电机等装备。
因柴油机的主要机件运动的往复性及工作的周期循环性,因而不可避免地导致整个柴油机产生整机性的振动及噪声,此时安装在柴油机上的部件及管系也将会产生局部性的振动。
在柴油机运转过程中,伴随着动力的输出,柴油机动力装置还可能产生以下振动:横向振动、纵向振动、扭转振动、螺旋桨的陀螺振动等。
所有这些振动及噪声不但影响柴油机装置本身结构及整个系统的工作性能和寿命,也会使与之邻近的设备产生振动而降低工作效能。
