船舶轴功率测量方法

振弦原理在船舶轴功率测量中的应用研究的开题报告一、研究背景船舶的轴功率测量是衡量船舶动力性能的重要指标之一。

目前，船舶轴功率的测量主要通过滑动耦合器、数字测力计和水轮法等测量方法进行，但是这些方法有着测量精度低、测量范围有限等一些问题。

另外，随着船舶运营的增加，测量设备的维护成本也将不断增加。

因此，研究一种新型的船舶轴功率测量方法具有非常重要的现实意义。

二、研究内容本文将重点研究振弦原理在船舶轴功率测量中的应用。

具体内容包括以下几点：1. 振弦原理的原理和特点。

对振弦原理的机理和基本运动形式进行阐述，并比较传统测量方法和振弦原理的优缺点。

2. 船舶轴功率测量中振弦原理的应用。

通过建立振弦原理与船舶轴功率之间的数学模型，实现船舶轴功率的测量。

3. 实验验证与分析。

通过相关实验验证振弦原理在船舶轴功率测量中的应用效果，并将实验结果与传统测量方法进行对比和分析。

三、研究意义本研究旨在探究一种新型的、优点明显的船舶轴功率测量方法，具有以下几点研究意义：1. 提高船舶轴功率测量的精度和准确性。

相对于传统的测量方法，振弦原理具有更高的测量精度和准确性。

2. 降低船舶轴功率测量的成本和维护难度。

振弦原理测量设备简单，维护成本低。

3. 为船舶轴功率测量方法的研究提供一种新思路。

该研究为未来发展出更加优越的轴功率测量方法提供了一些启示。

四、研究方法本文将采用实验方法和理论分析相结合的方法进行研究。

具体包括：1. 建立振弦原理与船舶轴功率之间的数学模型，并进行理论分析。

2. 设计并进行实验验证。

3. 对实验数据进行分析和比较，以得出结论。

五、论文结构本文将包括以下部分内容：1. 概述2. 振弦原理的理论基础3. 船舶轴功率测量中振弦原理的应用4. 实验设计与分析5. 结论与展望六、预期成果通过本研究，预期将得到以下几个成果：1. 更加深入的了解振弦原理的机理和基本运动形式。

2. 建立振弦原理与船舶轴功率之间的数学模型，并研究其应用于船舶轴功率测量的可行性。

船舶推进轴系振动与功率测量系统设计为了确保船舶推进轴系运转平稳，减少振动干扰和提高发动机的效率，需要设计一套船舶推进轴系振动与功率测量系统。

该系统的设计需要包含以下三个方面：传感器选型、信号采集与处理、功率计算与输出。

首先，需要选用合适的传感器来实时监测船舶推进轴系的振动情况。

常见的传感器包括加速度计、速度计和应变计等等，选型应根据实际需求来确定。

加速度计可以监测推进轴系产生的加速度，速度计可以测量推进轴系的转速和位移速度，应变计则可以测量轴系的应变和转角。

不同的传感器能够提供不同的振动信息，因此在实际应用中需要综合考虑选型。

其次，需要进行信号采集和处理，将传感器获取的信号转换为数字信号。

采集芯片通常具有高精度、低功耗等特点，可以实现自动化采集和处理。

通过数字信号的分析和处理，可以得到推进轴系的振动状态，如振幅、频率、相位等。

此外，应该采用合适的滤波算法，去除干扰噪声，提高数据精度和信噪比。

最后，需要对传感器采集的数据进行功率计算与输出。

在推进轴系振动传感器安装位置，选用功率计可以实现船舶推进系统整体功率的测量。

电能转换装置会将机械能转换为电能，在处理该电能信号时，船舶推进轴系功率就可以得到评估。

根据实际需要，还可以增加多个功率计进行多点监测，以减少数据偏差并提高可靠性。

同时，需要将测量数据实时反馈给船长或操作员，以便进行早期预警和问题排查。

综上，设计一套船舶推进轴系振动与功率测量系统，需要选用合适的传感器进行振动检测，进行信号采集和处理，然后实现功率计算与输出。

在实现船舶推进轴系振动与功率测量系统时应根据实际情况选择合适的设备和测量方法，以有效地减少船舶推进系统故障，提高整个系统的效率和可靠性。

为了进行数据分析，我们需要首先收集与船舶推进轴系振动与功率测量有关的数据，主要包括以下几个方面：1. 推进轴系振动数据：包括振幅、频率、相位等参数，可通过安装合适的传感器进行实时采集。

2. 发动机功率输出数据：体现了发动机输出的机械能，可以通过对发动机的操作和控制来改变功率输出。

船舶推进轴系振动与功率测量系统设计
朱永祥
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2014(036)012
【摘要】传动轴系的功率和振动测试是船舶动力测试的主要内容,决定着船舶的整体性能,甚至影响到船舶航行的安全和可靠.本文基于信号分析和处理技术,设计船舶推进轴系振动与功率测量装置,能够对轴系功率和振动信号进行精确测量.采用设计的船舶推进轴系功率测量系统进行某船舶的轴功率和轴系振动测试实验.实验结果表明,本系统所测轴系纵向振动和回旋振动共振转速误差分别小于1.24％和1.09％,幅值误差分为小于1.23％和1.06％,峰峰值误差分别小于2.26％和2.13％,所测不同转速下轴心轨迹形状与理论轨迹趋向相吻合,满足实际测量要求.
【总页数】4页(P74-77)
【作者】朱永祥
【作者单位】南通航运职业技术学院,江苏南通226010
【正文语种】中文
【中图分类】U664.21
【相关文献】
1.船舶推进轴系纵向振动共振转换器的优化设计 [J], 胡泽超;何琳;徐伟;李正民;赵兴乾
2.基于冰载荷动态激励的船舶推进轴系瞬态振动计算研究 [J], 肖能齐; 陈保家; 徐
翔; 周瑞平; 田红亮
3.基于压缩感知与VMD的船舶推进轴系轴承振动故障分析 [J], 张涵; 万振刚
4.船舶推进轴系振动控制研究 [J], 杨俊; 王刚伟; 田佳彬; 刘正林
5.船舶推进轴系不平衡-碰摩耦合故障振动特性分析 [J], 徐锴;明廷锋;钱沣
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作业题目: 船舶轴承负荷测试的新技术课程名称: 现代舰船轮机工程作业成绩: 授课教师:为了改善这种情况，一般采取两种措施：其一，调正轴承间距，重新布置轴承位置；其二，当第一种方法调正无效时，可以调整轴承高度，使轴线变成曲线安装，以改善轴承负荷，这就是合理校中设计的内容。

轴系校中的质量目标，主要有轴承负荷的合理分配、轴在轴承处的转角、主机输出端的弯矩和剪力等；其中比较容易测量的是轴承的负荷，如果各轴承的负荷满足计算要求，那么其他指标基本上也就满足了。

因此，船舶轴系中轴承负荷的测试尤为重要。

现在最常用的船舶轴承负荷测试的方法有两种：千斤顶顶举法和电阻应变片测量法。

1 顶举法测量船舶轴承负荷1.1 千斤顶顶举法测量原理图2为千斤顶顶举法示意图，船舶轴系一般安装成直线状态，由于轴系自重作用以及轴上的垂向载荷，在轴承的支撑作用下，轴有向下的位移。

采用千斤顶顶举法测量轴承负荷，就是在轴系的某一位置J1放置液压千斤顶，将轴逐渐顶起，使被测轴承与轴颈完全脱开，轴的位移逐渐减小为零。

此时千斤顶代替了轴承的作用，千斤顶的负荷即为被测轴承受到的载荷。

图2 千斤顶顶举法示意图通过千斤顶顶举法试验，绘制图3所示的顶举曲线，纵坐标为轴的位移量，横坐标为千斤顶负荷。

分别记录千斤顶加载和卸载过程中轴的位移和千斤顶的负荷，再绘制顶举曲线，从而求出轴位移为零时对应的千斤顶负荷，就是被测轴承所承受的负荷。

图3 顶举曲线由于滞后的影响造成顶举过程中所测出的上升曲线与下降曲线不重合，因此在确定千斤顶负荷时，应该取其平均值。

所以千斤顶代替被测轴承（且轴的位移为零时）的负荷R0可以按照公式1-1计算。

R0=( A+B ) /2 (式1-1)1.2 顶举法的试验仪器和操作过程图4表示的是顶举法的操作示意图，千斤顶布置在靠近轴承的轴下方，千斤顶和轴之间的压力传感器用来测量千斤顶的负荷，测量轴位移的千分表布置在轴上同一截面的上方，通过给千斤顶加载和卸载，观察和记录压力传感器和千分表的示数，根据记录数据绘制顶举曲线。

船舶轴功率测量原理一、引言船舶轴功率是指船舶主机输出的功率，通常用于评估船舶的性能和燃油效率。

因此，准确测量船舶轴功率对于提高船舶运营效率至关重要。

本文将介绍测量船舶轴功率的原理。

二、测量方法1. 直接法直接法是通过安装传感器在主机轴上来测量输出功率。

这种方法需要在主机轴上安装扭矩传感器和转速传感器，以便通过公式计算出功率值。

这种方法可以提供非常准确的结果，但需要大量的安装工作和成本。

2. 间接法间接法是通过测量其他参数来推断出主机输出功率。

其中最常用的方法是通过测量燃油消耗来计算主机输出功率。

该方法需要考虑到燃油质量、温度和压力等因素对燃油消耗的影响。

另外，还可以通过推算螺旋桨推力来计算主机输出功率。

三、直接法原理及实现1. 扭矩传感器扭矩传感器通常采用应变片技术实现，其原理是将力或扭矩转换为应变，再将应变转换为电信号。

扭矩传感器可以测量主机轴上的扭矩值，从而计算出主机输出功率。

2. 转速传感器转速传感器通常采用霍尔效应或电容式技术实现，其原理是通过检测旋转物体上的磁场或电场来测量旋转速度。

转速传感器可以测量主机轴的旋转速度，从而计算出主机输出功率。

3. 信号处理和计算扭矩传感器和转速传感器产生的电信号需要进行处理和计算才能得到准确的功率值。

通常使用数据采集卡或PLC等设备来采集、处理和存储这些信号，并通过公式计算出功率值。

四、间接法原理及实现1. 燃油消耗测量船舶上通常安装有燃油流量计来测量燃油消耗。

该方法需要考虑到燃油温度、压力和密度等因素对燃油流量的影响。

通过将燃油消耗与主机输出功率关联起来，可以推断出主机输出功率。

2. 螺旋桨推力推算螺旋桨推力可以通过测量船舶速度和水流速度来推算。

该方法需要考虑到水流速度和方向、水流密度和粘度等因素对螺旋桨推力的影响。

通过将螺旋桨推力与主机输出功率关联起来，可以推断出主机输出功率。

五、总结本文介绍了测量船舶轴功率的原理及实现方法。

直接法需要安装传感器在主机轴上，可以提供非常准确的结果，但需要大量的安装工作和成本。