柴油机和轴系振动及船舶推进装置
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船舶振动第九章第九章船舶的主要激励船上出现的有害振动主要是由螺旋桨、机器(主机、发电机、发动机、泵、通风机)和波浪激励引起的。
§9-1 螺旋桨的激励一.概述1.有害振动70%是由桨激励引起的。
2.因激励幅值过大或者虽然激励幅值不算太大,但却激起船舶总体或者局部结构共振,都将造成振动响应过大,在船上产生有害振动。
3.桨产生的激励有两种:1)轴频激励(一阶激励或一阶干扰)由桨叶静力、动力不平衡引起的轴频激励,其激励频率等于桨轴转速,它与桨的制造质量有关,与水动力不平衡有关。
2)叶频激励:桨在不均匀流场中运转而诱导出的高阶激励(叶频、倍叶频),其激励频率等于桨叶数的整数倍,即叶频、2倍叶频等,有表面力和轴承力两种。
4.影响桨激励的因素:1)桨的形状参数;2)船尾部线型、附体;3)航速。
5.轴承力和表面力:1)表面力:桨旋转时经水传至船体表面的脉动水压力。
2)轴承力:因伴流不均匀导致桨叶上承受周期性变化的力,该力通过桨轴和轴承作用于船上。
注:一般表面力是主要的,即脉动压力主要。
6.桨脉动压力产生的原因:1)螺旋涡系:桨工作时,叶面与叶背的压力差在叶梢处形成螺旋涡系,使桨附近水中各点的压力周期性变化,压力场内船体结构受周期性脉压作用。
桨载荷(推力和力矩)不同,涡旋强度亦不同。
2)叶厚效应:桨叶有厚度,在流场中运动时,该场中某一点P处的压力将随着桨叶的接近和远离该点而发生周期性变化,由此形成对结构的脉动压力,这种效应称为叶厚效应。
注:(敞水均匀流场,脉动压力仍存在,船后不均匀流场脉压波动加大)3)空泡:空泡体积变化、生与灭,造成脉压幅值变化,它对表面力的影响很大。
二.螺旋桨静力、动力不平衡引起的轴频激励1.静力不平衡:原因:1)桨制造误差(各叶间夹角、叶宽及叶厚不尽相同);2)桨叶空泡剥蚀。
力学特征:桨整体质心不在回转轴线上,当桨转动时,就有垂直于桨轴的离心惯性力产生,该周期性激励其频率等于桨轴转速。
中华人民共和国国家标准UDC 621.431.713.6船用柴油机轴系扭转振动测量方法GB 6299-86The measuring method for torsional vibrationin shaft system of marine diesel engine标准适用于船用柴油机轴系的扭振测量。
其他动力的船舶轴系的扭振测量亦可参照使用。
注:轴系包括与扭振计算有关的动力机、传动元件和受功构件。
1 量标以柴油机曲轴回转中心线为参考,第一曲拐(从自由端数起)上死点为基准,取被测点在定转速各谐次的角位移振幅为量标,以(°)或rad为计量单位。
2 测量仪器2.1 总的要求2.1.1 测量仪器系统必须经过校验,能够获得被测轴系扭振响应正确信息的记录,同时还要获取测点的转速信息。
2.1.2 测量频率范围一般为1~600Hz。
如所选测量仪器的频率范围不足,则必须满足测量信号中主谐次(即柴油机各单位曲柄相对振幅矢量同向时的谐次)或副谐次的频率要求,其频率响应平直部分的允许误差为上10%。
如果测量仪器低频响应不足,其特性确定,则可以使用,但必须对扭振测量值进行修正。
2.1.3 测量仪器应按规定在国家主管机关认可的单位进行校验,并具有校验证书。
2.2 机械式扭振仪2.2.1 正确选择仪器的安装位置,并保批安装精度。
2.2.2 合理选择或调整有关的仪器工作参数如:传动比、弹簧常数、皮带长度和松紧(如用皮带传动时)、划笔放大比和阻尼等。
2.3 电测扭振仪2.3.1 仪器组成测量仪器系统一般由传感器、放大器、记录器及监测指示装置等组成。
在能满足2.1.1款要求的条件下,允许改变其组成。
2.3.2 传感器传感器与被测点之间的联系装置应尽量减小尺寸,并保证其制造和安装精度,以减少非扭振信号对测量精度的影响。
选用的传感器,在规定的工作环境(如温度、湿度、磁场、油污等)下,应能可靠地工作。
传感器经受非正常状况(如冲击、过热、浸油、浸水等)后,应及时校验。
轮机专业英语词汇摘要:本文介绍了一些常用的轮机专业英语词汇,包括船舶推进装置、柴油机、锅炉、泵、制冷空调、液压系统、电气自动化、轮机管理和国际公约等方面的术语。
本文旨在帮助轮机工程技术专业的学生和船员掌握和运用这些专业词汇,提高英语水平和职业能力。
船舶推进装置船舶推进装置是指将燃料或其他能源转化为推进力,使船舶在水中运动的装置。
常见的船舶推进装置有以下几种:螺旋桨推进装置螺旋桨推进装置是指将发动机或其他动力机械的转动力通过轴系传递给螺旋桨,使螺旋桨在水中旋转,产生推力的装置。
螺旋桨推进装置是最常用的一种船舶推进装置,根据螺旋桨的数量、位置和形式,可以分为单桨、双桨、四桨、侧桨、可变螺距桨、可旋转桨等。
中文英文螺旋桨propeller轴系shafting主轴main shaft尾轴tail shaft接头coupling轴承bearing推力轴承thrust bearing推力块thrust pad轴封shaft seal水润滑轴封water lubricated shaft seal油润滑轴封oil lubricated shaft seal喷水推进装置喷水推进装置是指将发动机或其他动力机械的转动力通过泵或叶轮将水吸入并加速喷出,形成反作用力,推动船舶前进的装置。
喷水推进装置适用于高速船舶,具有结构简单、噪音低、振动小、操纵灵活等优点。
中文英文喷水推进装置water jet propulsion system喷水泵water jet pump叶轮impeller吸入口inlet喷嘴nozzle反向器reverser操纵杆control lever气垫推进装置气垫推进装置是指利用发动机或其他动力机械产生的气流,在船体下方形成一个气垫,使船体浮离水面,并通过风扇或螺旋桨产生前进和操纵的推力的装置。
气垫推进装置适用于浅水和河口等地区,具有速度快、阻力小、节能等优点。
气垫推进装置air cushion propulsion system气垫艇air cushion vehicle (ACV)悬浮艇hovercraft气垫室air cushion chamber风扇fan橡胶裙rubber skirt柴油机柴油机是一种内燃机,是指利用柴油作为燃料,在气缸内进行燃烧,产生高温高压气体,推动活塞往复运动,转化为机械能的装置。
船舶推进轴系的一般布置和校中计算付品森【摘要】Sailing safety of a ship is directly concerned with the quality of the alignment of propulsion shafting, which is inlfuenced by many factors, such as process precision of ship shaft, installation bending of shafting, hull distortion, quality of operation personnel and so on. This paper introduces the principles and methods for the calculation of general arrangement and alignment of propulsion shafting, and especially presents principle, calculation procedure and algorithm of rational load method. Taking an ocean engineering vessel as an example, it describes method, program, procedure and analysis of jack-up test in detail.%船舶推进轴系校中质量的好坏直接关系到船舶的航行安全,而影响轴系校中质量的因素很多,如船轴的加工精度、轴系的安装弯曲、船体变形、操作人员素质等。
文中介绍了船舶推进轴系一般布置和校中计算的一些原理和方法,重点介绍合理负荷法的原理、计算步骤和计算方法等,并以某海洋工程船为例,详述了顶举试验的方法、程序和步骤与分析。
【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】8页(P66-73)【关键词】推进轴系;平轴法;合理负荷法;顶举试验【作者】付品森【作者单位】博格普迅推进器国际贸易上海有限公司上海200050【正文语种】中文【中图分类】U664.2船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分,轴系把柴油机的曲轴动力矩传给螺旋桨,以克服螺旋桨在水中转动的阻力矩,再将螺旋桨产生的轴向推力传递给推力轴承,克服船舶航行中的阻力,实现推动船舶航行的目的。
船舶轴系的工作原理
船舶轴系是指船舶上的主轴、副轴、传动轴、螺旋桨等部件组成的系统,它们共同协作完成推进船舶的任务。
其工作原理如下:
一、主机输出动力
船舶轴系的工作原理的第一步是主机输出动力。
主机是船舶的动力来源,通常由柴油机、涡轮机等发动机组成。
主机的输出动力经过减速器转换成适合螺旋桨的转速和扭矩,然后通过轴系传递到螺旋桨。
二、传递动力的轴系
船舶轴系的工作原理的第二步是传递动力的轴系。
主轴是船舶轴系的核心部件,它负责将主机输出的动力传递到副轴和传动轴上。
主轴通常由高强度钢材制成,具有足够的刚性和强度来承受巨大的扭矩和载荷。
副轴和传动轴是主轴的延伸,它们将动力传递到螺旋桨上。
副轴和传动轴的长度和直径根据船舶的尺寸和功率来设计,通常由高强度合金钢或碳纤维复合材料制成。
三、螺旋桨的工作原理
船舶轴系的工作原理的第三步是螺旋桨的工作原理。
螺旋桨是船舶推进的关键部件,它将主机输出的动力转化为推进力。
螺旋桨的叶片通过旋转产生推进力,推动船舶前进。
螺旋桨的叶片数量、形状和角度根据船舶的尺寸、速度和功率来设计。
四、舵的调节
船舶轴系的工作原理的第四步是舵的调节。
舵是船舶的控制装置,通过调节舵的角度来改变船舶的方向。
舵的角度由舵机控制,舵机接收舵手的指令,将指令转化为舵的角度。
舵的角度影响船舶的转向和稳定性。
总之,船舶轴系是船舶推进的重要组成部分,其工作原理涉及主机、轴系、螺旋桨和舵等多个部件的协作。
只有这些部件协同工作,才能保证船舶安全、高效地前进。
第七章柴油机的特性91题第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题考点1:船舶柴油机的运转工况5题1电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。
在这种工况下,为了保持电网电压稳定和一定的电流频率,由调速器控制柴油机保持恒速运转。
它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化,可以从零变化到最大许用值。
因此,柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。
2用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。
在此工况下,柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨,螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。
螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率(忽略轴系的传递损失情况)。
在螺旋桨工况下,柴油机发出的功率和其转速都是改变的。
螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例(P p=cn m)。
通常在稳定运转时,螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例,即P p∝n3。
相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe=cn3。
我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。
3柴油机在此类工况下运行时,它的功率与转速之间没有一定的关系。
柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的,而功率则由运行中所遇到的阻力决定。
比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率;驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况;即使直接驱动螺旋桨的主机,当航行条件和运行状态发生变化时(海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等),船舶阻力发生改变,通过螺旋桨影响主机的功率和转速。
A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况,称为()。
A.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急柴油机工况B2. 柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况,称为()。
A.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急柴油机工况C3. 柴油机在同一转速下可有不同输出功率,在同一功率下可有不同转速,这种工况称为()。
《主推进动力装置》习题集错误更正第一章柴油机的基本知识1.0006正确答案应为A。
2.0018正确答案应为D。
3.0190正确答案为A.D。
4.0192正确答案应为A。
第二章0194无可选答案, 正确答案应为②+③。
第三章二冲程低速柴油机的结构分析和主要部件1.0243无可选答案, 应将题目改为主要固定部件有——。
答案为C。
2.0348可考虑A.B两答案。
3.0410无可选答案, 正确答案应为①+②+⑥。
4.0419无可选答案, 正确答案为①+②+③。
5.0420无可选答案, 正确答案为①+②+③+⑤+⑥。
6.0485无可选答案, 正确答案应为①+②+④+⑤+⑥。
7.0526无可选答案, 正确答案应为①+②+④+⑤。
8.0565正确答案应为B。
9.0599可考虑选A.B两答案。
0649无可选答案, 正确答案应为①+②+③+④+⑤。
0751最后一个选项印刷错误B应该为D, 这样正确答案应为D。
第三章燃油喷射和燃烧1.0799 D答案应该为“柴油指数”。
2.0850正确答案应为A。
3.0857无可选答案, 正确答案应为①+⑤+⑥。
4.0860无正确答案可选。
5.0874正确答案应为A.B。
6.0909正确答案应为B。
7.0915正确答案应为B。
8.0916正确答案应为B。
9.0944无可选答案, 正确答案应为②+③+⑤+⑥。
10.0946题干选项中最后一个应将④该为⑥, 这样选C。
11.1245题干②“增大供油率”改为“增大后期的供油率”更准确。
答案不变。
12.1246正确答案应为C。
第四章柴油机的换气与增压1.1333无正确答案。
正确答案应为: 每一工作循环进入气缸的实际充气量与在进气状态下能充满气缸工作容积的理论充气量的比值。
第五章柴油机系统1.1627正确答案为D。
2.1671正确答案应为D。
3.1685正确答案应为A.B。
4.1699正确答案应为C。
第六章柴油机的润滑与冷却无第七章柴油机及推进轴系的振动1.1862正确答案应为B。
船舶轴系振动相关问题研究作者:黎祥武来源:《商品与质量·学术观察》2014年第02期摘要:随着我国经济建设的需求,海运和航运发挥着重要的作用,近些年我国研发了多艘大型船舶,但是在船舶轴系的振动形式、产生机理依然是船舶制造技术中的重点研究项目,我国开展这项技术研究已经多年,并总结出一定的经验。
本文通过作者的分析针对船舶轴系振动相关问题进行研究,望广大同行给予指导。
关键词:螺旋桨轴系共振引言:船舶轴系的振动形式和产生原理的研究开展很广,本文针对船舶轴系振动形式和产生原理进行说明,结合影响船舶轴系的振动因素进行分析,望为降低轴系振动积累经验。
一.轴系振动产生的主要原因船舶在行驶的过程中,会因设备、水流、风力等问题产生振动。
一旦振动频率和激励频率一致就会造成共振的问题产生,这对船舶的使用寿命造成很大的影响。
我们通过分析发现产生振动现象的主要位置有;船体梁、板格、板架、桅杆和机舱、上层建筑和尾部、推进轴系、机架和机械设备等。
这些部位的振动影响对船体结构和内部设备的影响和损耗十分巨大,同时也能影响到船舶在行驶过程中的舒适度。
船舶的轴系是动力传送的主要设备,它将主机和螺旋桨有效连接,并且形成一套完整的动力体系,螺旋桨在产生中轴向力能够使船舶正常行驶。
所以当轴系出现主机力传递不均匀、力矩和安装不能对中,材料加工不精确等现象,就会使轴系产生不平衡的状态,使轴系出现扭转振动和横向振动,同时螺旋桨在不均匀的流畅中进行工作,同样会引起船舶尾部的扰动,使船体出现共振和局部振动。
另外有的大型船舶需要强大的动力才能行使,这就要加设大型齿轮箱,齿轮间的传动需要精确的加工工艺,这就使齿轮箱容易对轴系产生不同情况的激励因素,所以说无论任何振动都是由船载设备而产生的。
二.轴系振动的基础形式1.扭转振动扭转振动和船舶的主机有和直接的关系,当柴油机出现间歇性喷油与燃烧、输出扭矩的不均匀性的情况下就会出现振动,其次齿轮箱的咬合冲击和误差激励都能够使齿轮系统出现误差,并引起振动。
船舶结构的振动问题及防范措施发表时间:2019-07-01T15:47:34.003Z 来源:《防护工程》2019年第7期作者:金华1 王茂2 [导读] 本文针对船舶结构的振动问题进行研究,并采取有效措施解决此项问题,进而为人民出行提供更舒适的环境,使我国可持续发展更有意义。
1.舟山中远海运重工有限公司舟山市 316311;2.启东中远海运海洋工程有限公司启东市 226251 摘要:随我我国经济的高速发展,社会日趋进步的背景下,交通工具出现的方式也越加复杂化,近年来,随着我国交通事业和对外经济的高速发展,船舶行业的发展速度也随之提升,进而为国民出行以及商业用品运输提供了一定的便捷性,然而在我国可持续发展战略背景下,人们对船舶行业的发展也提出了更高的要求,基于此,本文针对船舶结构的震动问题进行研究调查,阐述其中存在的问题并提出符合实际要求的防范措施,意在为船舶行业发展提供良好帮助。
关键词:船舶结构;振动问题;防范措施前言:国有经济高速发展背景下,船舶行业的发展也得以提升,当前时期,船舶行业不仅能够为国民出行提供一定的帮助,还能够为我国对外经济发展奠定基础,虽然我国船舶事业发展得到提升,但是构成船舶的设备仍然需要进一步完善,本文所阐述的船舶结构振动问题就是其中的重要一项,船舶振动问题的产生原因较多,影响也较为的广泛,因此,本文针对船舶结构的振动问题进行研究,并采取有效措施解决此项问题,进而为人民出行提供更舒适的环境,使我国可持续发展更有意义。
一、船舶结构振动造成的影响及改善的重要性分析船舶行业高速发展背景下,我国经济效益以及人民出行也得到一定的发展,但随之也带来一定的影响。
一方面,为能够保障船舶的航海速度,主机的功率也随之提升。
另一方面,部分船舶公司为能够在短期时间内追求到经济效益的提升,船舶结构存在质量问题,用料的厚度以及骨架材料的选择没有达到标准。
进而导致船体的振动加剧,此种现象不仅影响船内人员的身体健康,而且对环境也造成一定的影响。