舰用齿轮箱及推力轴承抗冲击三维数值模拟
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磁力轴承电机的抗冲击仿真计算摘要:可控磁悬浮轴承的刚度对系统的稳定性和可用性十分关键,在必须考虑水下爆炸冲击作用的船舰系统中更为重要。
本文使用有限元软件ABAQUS建立了磁力轴承电机组的三维有限元模型,着重分析系统在不同方向的冲击作用下,采用不同刚度的磁悬浮轴承的电机结构的响应,以及轴承-轴之间作用力的变化。
分析结果表明在船舰水下爆炸冲击下,磁悬浮轴承受力与轴承刚度相关。
所得结论对磁悬浮轴承的设计和在船舰上的应用提供了一定参考。
关键词:磁力轴承;冲击;有限元;A Preliminary Finite Element Analysis of the Shock Resistance of a Motor withMagnetic BearingsAbstract:The applications of magnetic bearings on warship equipments and submarine have gained more attentions recently. However, only limited researches have been carried out on the shock resistance of the equipments with magnetic bearings when exposed to underwater shock. The paper presents a finite element analysis of a motor with magnetic bearings subjected to impact loadings. The non-linear finite element package ABAQUS was employed to create the 3D model of the motor and analyze its shock response. Different stiffnesses of the bearings were considered in the FE analysis. The results show that the interactive forces between rotor and bearing vary significantly using magnetic bearings with different stiffness. Further research should be carried out by considering the impact between the rotor and bearings.Key words:finite element method;shock resistance;magnetic bearing0 前言在舰艇轴系中,轴承是其至关重要的组成,确保轴系在各种工况下正常运行,并且应具有隔音、减振、减噪等功能。
船用齿轮箱的有限元振动特性分析和试验胡磊;杨建国【摘要】主要介绍船用齿轮箱的振动激励力分析、多级齿轮传动系统和箱体的有限元建模,以及箱体表面的振动特性计算,试验验证了模型和计算方法的正确性。
研究表明:有限元分析为齿轮箱振动特性的分析提供了有效的分析方法。
%The analysis of vibration exciting forces for a marine gearbox, the model establishments of a multi-stage gear transmission and the marine gearbox and the vibration characteristics calculation of the gearbox body surface are proved in the paper. The models and the calculation method are verified by the vibration experiment. The finite element analysis is an effective method for the vibration characteristics of the marine gearbox.【期刊名称】《机电设备》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P38-42)【关键词】齿轮箱;振动特性;有限元【作者】胡磊;杨建国【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉 430063; 船舶动力系统运用技术交通行业重点实验室,武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】U661.44作为传递动能和连接动力机械的船用齿轮箱广泛应用于船舶动力系统,目前船用齿轮传动系统正朝着高速、重载、轻型自动化和高可靠性方向发展,船用齿轮箱振动特性的研究具有十分重要的意义。
61工业技术0 引言 大功率船舶大多采用中低速柴油机作为动力源,按船舶推进所需的螺旋桨转速设计合适的减速齿轮箱(低速机不需要齿轮箱),工作时桨叶旋转产生的正/倒车轴向推力通过齿轮箱输出轴上的滑动推力瓦传递给与船体刚性连接的齿轮箱壳体上,从而实现船舶的前进或倒退。
齿轮箱输出滑动推力瓦一般设计在输出轴法兰侧,对于采用浸泡方式润滑的输出轴推力瓦,输出轴密封结构的设计对船舶正常使用及日常维护尤为重要。
1 齿轮箱输出轴推力瓦润滑油量设计 大功率船用齿轮箱输出轴上的推力瓦一般采用米歇尔滑动轴瓦结构形式,采用巴氏合金的推力瓦设计计算比压要求不大于4Mpa,螺旋桨推力的大小一般由设计院提供。
我司推力瓦根据尺寸不同有相应的推荐润滑油量Q,据此,按公式πZ Q d /8=计算出润滑油进油孔直径d(Q:润滑油推荐流量l/min;Z:进油孔数量;d:进油孔直径mm);之后,按小孔流量公式(L Q :润滑油实际流量,l/min;Z:进油孔数量;dC :小孔流量系数,紊流时取0.6~0.61;0A :进油孔面积,mm 2;p ∆:压力差,bar;ρ:润滑油密度,kg/l ,润滑油压一般差取2.5bar)。
2 齿轮箱输出轴密封结构设计2.1 如图为典型大功率船用齿轮箱输出轴推力轴承及密封详细结构大功率船用齿轮箱输出轴推力瓦润滑及密封结构设计侯玉江,毛方元(南京高精船用设备有限公司,南京 211103)摘 要:齿轮箱推力轴瓦采用不间断注入一定压力润滑油浸泡的方式润滑,输出轴密封结构的设计极为关键。
本文提出的船用齿轮箱输出轴瓦密封结构设计方法已经过大量实船验证,为解决输出轴漏油提供了一种可靠的参考方案。
关键词:推力轴瓦;密封;回油孔;当量进油孔直径DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2018.02.052 在齿轮箱工作时,安装输出轴推力瓦(4)的轴瓦油腔(8)内充满润滑油,回箱体的润滑油有三个回路,一部分通过输出轴(1)与输出挡油环(3)的间隙后由箱体回油孔2(7)流入下箱体,第二部分通过油腔下端的回油孔3(10)流入箱体,第三部分通过油腔最上端的箱体回油孔1(5)返回齿轮箱箱体(9);输出油封(2)用于密封和防尘。
振 动 与 冲 击第28卷第4期J O U R N A LO FV I B R A T I O NA N DS H O C KV o l .28N o .42009 大功率船用齿轮箱耦合非线性动态特性分析及噪声预估基金项目:国家十一五科技支撑计划资助项目(2006B A F 01B 07-01)和新世纪优秀人才计划(N C E T-05-0766)资助项目收稿日期:2008-05-09 修改稿收到日期:2008-07-15第一作者陆 波男,博士生,1978年4月生陆 波1,2,朱才朝1,宋朝省1,王海霞1(1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆 400044;2.西南科技大学制造科学与工程学院,绵阳 621010) 摘 要:对某大型船用齿轮箱的动态特性进行分析,将系统分为传动子系统和结构子系统,通过支撑轴承把两个子系统耦合起来,建立齿轮-轴-轴承-箱体耦合系统三维有限元模型。
在研究斜齿轮接触线变化规律基础上,提出了一种计算斜齿轮时变刚度的方法。
在考虑传动子系统内部激励和外部激励的影响下,对系统动态特性进行了数值仿真,得出了结构子系统各点的振动位移、速度等动态评价指标,以及系统的结构预估噪声,为船用齿轮箱系统动态性能优化提供了理论依据。
关键词:船用齿轮箱;耦合振动;固有特性;动态响应;噪声预估中图分类号:T H 113.1 文献标识码:A 大功率船用齿轮箱装置是船舶轮机系统的重要设备之一,其结构复杂,精度要求很高,且处于重载的运行条件下,综合技术指标远远高于其它船用齿轮箱。
重载齿轮在传动过程中产生较大的振动、噪声和动载荷,有可能导致系统某些环节的失灵或损坏,甚至会导致齿轮系统本身的破坏和故障等。
因此,开展船用大功率齿轮箱动态特性分析、控制齿轮箱系统的振动与噪声,实现船用齿轮系统的动态设计己成为重要的研究课题。
目前关于齿轮箱系统的研究主要集中在齿轮—转子系统动态特性以及齿轮箱体优化减重分析,而通过轴承连接把齿轮-转子系统和箱体系统作为一个整体进行研究涉及较少[1-5]。
ANSYS环境中的船舶推进轴系冲击动力学仿真计算许庆新1沈荣瀛1臧述升2(1. 上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室,上海,200030,2.上海交通大学动力机械与工程实验室,上海,200030)摘要:本文提出了一种基于ANSYS环境的船舶推进轴系冲击动力学计算的方法。
首先采用有限元方法,把连续轴系离散成由二维梁单元构成的离散质量系统,轴承座处理成弹性约束的边界条件,螺旋桨简化为集中质量,求得轴系弯曲振动的固有频率和固有振型。
然后在垂向加速度冲击输入条件下,求解轴系任意点处的位移响应,以及轴承支承处的冲击应力。
通过一个工程计算实例,说明该方法的适用性。
关键词:推进轴系、冲击响应、仿真计算Simulation of Shock Dynamics of Ship Propulsive Shafting UsingANSYSXU Qingxin1 SHEN Rongying1 ZANG Shusheng2(1.Shanghai Jiaotong University State Key Laboratory of Vibration Shock Noise, Shanghai,200030 2.Shanghai Jiaotong University Power Mechanical Engineering Laboratory,Shanghai, 200030)Abstract : This paper discusses the method of simulation of shock dynamics of ship propulsive shafting by use of ANSYS. According to Finite Element Method, continuous shafting is considered as a discrete mass system in terms of 2D beam element, bearing block is considered as elastic constraint condition, and the propeller is simplified lumped mass, so the natural frequency and natural mode of flexural vibration of shafting can be calculated. Then, shock response of propulsive shafting and shock stress of bearing block under vertical acceleration shock can be computed. Finally, the practical engineering calculation example illustrates the availability of the proposed method.Keywords : propulsive shafting, shock response, simulation computing1 前言:船舶推进轴系是船舶动力系统的一个重要组成部分,它包括从主机输出端推力轴承直到螺旋桨之间的传动轴及轴上附件。