船舶軸系扭振計算

船舶軸系扭振計算1已知條件軸系原始資料2當量系統(tǒng)2.1慣量計算（或給定）2.2剛度計算（或給定）2.3當量系統(tǒng)轉化，即將系統(tǒng)轉化成慣量一剛度系統(tǒng)，并給出當量系統(tǒng)圖以及相關參數(shù)（見表）當量系統(tǒng)參數(shù)成域名稱5心軸最小外徑Cm扯由荒Cm作油比近火何的/1AB也lit宇號3固有頻率計算（自由振動計算并畫出振型圖）Holzer表H卜用『振顰固fl鋰膏的n■二?#,玷由rvH卜用『振顰固fl鋰膏的n■二?#,玷由rv中的機■-:|輪的陽麗法3m,O.B^INrt|fj?|-：：■1-H/V?,曲洲次輪常㈤腫界fl!油tflHuXLS:?I'W：t=LJ.3對探電整：*=1*2,4=IJ5.3...馬一嗥旌誓瓦條鈾粗#i電轉速如訕淅眥械魅口定Wili/min1j3457Byk點5-'S*■也虬1t^LKE-iJrribWtrs■■IM"12ii4共振轉速計算?打—礦Cv*.mg.iR-|Jl!hHi村i.gjC￥—RilHittft^AnnrriC.■aj■p+fe.K/enm-—虬i：ft.it-tiSKJJJt'理此做IflBE料可版ccsift宣拿自f?PJ-W?均UMhNAhih7怵II,』廣牛.刊通岫mF蜩推示H；JjIFjit17=推遍用米汕機；p-15.1j<10k+[―]]知餉」l>J」發(fā)也-11斐灌HL;4也耳七應wb.n.M,P,p-:——空Si荷尊料嗟油機4聲為EHEJR弟油機-斐巾取41niFjt.-0Wi,（―1|r芾汕叫相定NhkW已’E也短泓,云Uj寺土牌zP】散凹一抻VBt.溪沖世2,.訥?E,0虬譽沛機料:定樸速fElt*ItKKiklAniHi}■**!?故文1況F的機悝礎井n廠擔電機燦*,0.9r\l從川稀什效尊.對靈電怔為門,Jj產(chǎn)％的汩氏川向4時iff擊5強迫振動計算（動力放大系數(shù)法的計算步驟）步驟1：激勵計算蟠旋*勵力阻?.-S-佇"NiH琮書屋某葉Jift布、:k,一的袖IWl甲5-/讖kpiftAhfeJjM'葉中的相r，m-BWtilTr峪更茉ifiifl]力爐段小，可反食ffi.n頃jri：i:*?=o球時花.ffr；a勵，討時以位覽-時說刊世耕L褂對*i相刷rd《所,?W時VV引1Wl-￡ci::血、筆-H'.=*.七￡邙*第十訂1正L：rM|同枷切E-f骰股“^LiTL的1勘*的發(fā)火間禺U1皿11間的及火火曲眄控汨（勵W.,-』'+W.E-2H；VWt.g占甲N.mi01w.E°的T/」*句也￡*

爭袖扒KftE??；L二3：心1院?茉！、以仁，明1U,=I).IM運史仙機氣41歇邯Jit堅"也：y,-」?、■t&52ah'nin^(N.■.s/ebcIIII,,.韌無再也時慌初段國業(yè)的南+tW)IV闋It疑iliMwtihk■吐湎抓聰AJft船眺迎sNNLwro"—?。籲-A1?="-,,?理展杠：丈荷版"?,嶙應菜珅收V-WfafrI1ZW=^U'J.V=h"iZR=1rfi$陣V=4/3ri：r(?.fa<]9.J.if<jtLSI.5：Q>i|.l[^a^5J.6的蜻況”匕妙n=SUA土BAA1Hl心II』+*—1舍1?'IMQ.￡-&小lif曲如故卯托IX抽黝號林性片.fl始的折有再并任幼31.放E系也2KU/a/9-——平上"11［耕聯(lián)粕淺的剛也N皿Mbyamr川對振牌生W，模杯曲步驟2：計算第1慣性圓盤的平衡振幅步驟3：計算各部件的動力放大系數(shù)傳輪精合力也彈姓IK物器扎動拙而點電師于妣粉Jifl并力卸I貿(mào)燔花質步驟4：求總的放大系數(shù)1Q=1Qe+1Qp+1Qs+1Qr+1Qd步驟5：計算第1質量的振幅A=QxA1st步驟6：軸段共振應力計算Tk,k+1=T0-A1步驟7：共振力矩計算步驟8：非共振計算A1=「I1-1A1sthi1ii+2nIQ\cJIJhInl"j步驟9：扭振許用應力計算（按CCS96規(guī)范）步驟10：作出扭振應力或振幅一轉速曲線能量法計算步驟：傳輪精合力也彈姓IK物器扎動拙而點電師于妣粉Jifl并力卸I貿(mào)燔花質步驟1相對振幅矢量和的計算（如為一般軸系，可省略）步驟2激勵力矩計算Mv（若為柴油機軸系，方法同動力放大系數(shù)法步驟1；若為一般軸系，則已知條件給定）步驟3：激勵力矩功的計算WT=nMvA1^ak步驟4：阻尼功的計算各部件的阻尼功△■『域崔客匕攜時端所同野摧qj-N.ml!sr知電就抽城&?m，，i1r弟如職IM-lW許闈力拒M.--r.。項住在-個陸醉內(nèi)的困尼時Wp=禮A：。一電也國fm■攤尼功部件外阻尼功的計算：步驟5：阻尼力矩功Wc的計算（為系統(tǒng)各部件總阻尼功之和）Wc=Wce+Wcd+Wcp+Wcs+Wcr+步驟6：求第1質量振幅A1A1=WTWc步驟7-11同動力放大系數(shù)法步驟6-10強迫振動計算結果表:柴■■阻蛆劫■■【殘摭器用厄功健袖裱振者.IVM■七產(chǎn);Pl/州振器，由，*?；甘*「蟾魚槊期厄助此「-m偵3池上：地段陽旭息用.，■U.U32Sk,.Ms-Ef廣n推電機隅煙功T.14t田二H；■i6一缸不發(fā)火的扭振計算1）不發(fā)火氣缸的平均指示壓力近似為零，相應的氣體簡諧系數(shù)為bv；其他氣缸的平均指示壓力pimis為：pimis=zz-1piN/mm2；式中：z-氣缸數(shù),pi按前面計算公式計算。2）相應的Cimis為：Cimis=avpimis+bv一缸不發(fā)火影響系數(shù)為：Y=Cimisa^misCv^a式中：Cv、Cvmis——分別為正常發(fā)火與一缸不發(fā)火時的簡諧系數(shù)；Za、Zamis分別為正常發(fā)火與一缸不發(fā)火時的相對振幅矢量和，其中Zamis按下式計算：Zamis=zz(ZpkaksinvZk=1)+(ZpkakcosvZ1,kk=12)1,k2不發(fā)火缸pk=bvCvmis，其他氣缸為1；一缸不發(fā)火的振幅、應力和扭矩：第1質量振幅為：A1mis=yA1軸段應力為：T1misk,k+!=YTk,k+1齒輪嚙合處振動扭矩為：Tgmis=YTG彈性聯(lián)軸器振動扭矩為：Trmis=yTR7柴油機激勵的不均勻柴油機各缸在允許誤差范圍內(nèi)存在各缸負荷不均勻情況。因此，柴油機各缸的激勵實際是不均勻的。柴油機激勵的不均勻使軸系的扭振特性惡劣。軸系運行時，這種激勵的不均勻一般是：柴油機型式不同，激勵不均勻情況不同。二沖程柴油機各缸激勵力矩之差一般為5%；四沖程柴油機各缸激勵力矩之差一般為10%；在軸系的不同運行狀態(tài)，柴油機激勵不均勻對軸系扭振特性的影響不同。一般，一缸熄火時的軸系扭振特性受到的影響程度要比軸系正常運行時更大。復雜軸系考慮柴油機激勵的不均勻時，如多機軸系除各缸激勵不均勻外，同時，還應考慮各臺柴油機激勵的相位角對這種不均勻產(chǎn)生的影響。8衡準(摘自：中國船級社《鋼質海船入級規(guī)范(2006)第3分冊第12章第2節(jié)》)8.1簡介軸系扭振計算衡準基本上按規(guī)范要求的內(nèi)容。同時規(guī)范允許某些部件采用制造廠提供的標準或國際船級社協(xié)會(IACS)統(tǒng)一要求作為衡準。8.2適用范圍主柴油機推進系統(tǒng),但對僅在港口航行的船舶且主推進柴油機額定功率小于110kW者除外；重要用途的額定功率等于或大于110kW的輔柴油機系統(tǒng)；渦輪機或電力推進系統(tǒng)。8.3扭振計算書8.3.1扭振計算書應包括:機型、額定功率、額定轉速、軸系布置圖、軸材料的抗拉強度、系統(tǒng)的扭振當量參數(shù)及必要的說明、6所要求的各節(jié)振動的霍爾茨表以及相應的相對振幅矢量和、主要諧次的振動響應計算及相應的許用值。8.3.2如果裝置在使用中存在不同工況時，如帶離合器、多機并車、軸帶發(fā)電機等等，均需按不同工況分別進行扭振計算。8.3.3如果備用的螺旋槳與工作的螺旋槳結構尺寸有較大差別時，則還應對安裝備用螺旋槳的系統(tǒng)進行扭振計算。8.3.4對長期使用的特殊轉速要求，如可調(diào)槳的運轉轉速范圍，軸帶發(fā)電機的運轉轉速范圍等，也應加以說明。8.3.5對可調(diào)槳軸系，應對螺距為零和最大時的扭振進行計算。8.3.6對裝有彈性聯(lián)軸器或齒輪傳動裝置的軸系，應對1缸熄火和1缸故障（無壓縮）情況進行扭振計算。8.3.7一般應計算0.8nmin?1.2ne（nmin為最低穩(wěn)定轉速，r/min）范圍內(nèi)直到12次簡諧的振動情況。對柴油機推進軸系，還應計算超過1.2ne的1節(jié)主簡諧產(chǎn)生的非共振情況。8.4許用應力8.4.1計算軸系扭振許用應力時，以軸的基本直徑為基礎，而不計應力集中的影響。即對曲軸以曲柄銷直徑為準，對中間軸以軸的最小直徑為準,對螺旋槳軸以其后軸承到隔艙壁密封填料函之間的最小直徑為準。8.4.2主推進柴油機曲軸的扭振許用應力應不超過按下式計算所得之值：運拌】?況.轉速比施圍u<1.0|r|--irDOidi-tyji-|[.0<r<1|F|-±LUS.]-OJU1UJ-0.052J1-JI瞬時運轉H<r<UgHit.l-±2.i>{rII■H54日4UYr-W■L；I■lir.IHimIUllJ1L!■■-■wJ'"??■■ULJMYJ'FLIIFf-m-|-|電中的帷偵lj略阿■科fP*d"匚網(wǎng)洲上?■入力PH牝隔r/un：—M陽里段評,i/udNi椎迪粕而柴rttmih址翅如玷國打matnw.中間輯-府.?華蠣N比曾姓||I*HFJflWJj3#hM.刑聞Mr11fc^NlHWRiT^nAFj/tItRiff1SZ111=式中：CW一材料系數(shù)：CW=(Rm+160)/18Rm一軸材料的抗拉強度，對中間軸采用碳鋼和錳鋼時，如Rm>600N/mm時，取600N/mm；對中間軸采用合金鋼時，如Rm>800N/mm2時，取800N/mm2；對螺旋槳軸和尾軸，如Rm>600N/mm2時，取600N/mm2；CK一形狀系數(shù)，見表；CD一尺度系數(shù)：CD=0.35+0.93d-0.222r=ncne一轉速比，nc為共振轉速，r/min；ne為額定轉速，r/min形狀系數(shù)CK表中ft!MIft力抽整體lift仰.杵*ra<HW.連接>Mt圓(Eitlt)役向在推力環(huán)兩SN在袖桿袖承駐治柱的卓用作推打械承無槌蟲合戲托蘭連抵的嘏總菇用于L1.2.2r3tt定的蝶筮啾推&啜以前的嗥碗芝觸哎蛆著犧冒隧尖陪峋墅排才的口代1.Q?1時0.450.500.W?0.舶0.S5a550.550.88.4.4發(fā)電用柴油機及重要用途的輔柴油機曲軸與傳動軸，以及恒速運轉的推進柴油機曲軸,其扭振許用應力應不超過按下式計算所得之值：匝圮1祝轉通比幕川拙捉E』網(wǎng)力mHi<r<].IO|r]-±(21.W-D.OI32JiIf±5.%,]式中：d一軸段的基本直徑(規(guī)范中規(guī)定計算振型扭振應力時，應以軸的最小直徑為基礎，軸系應力集中的影響可略而不計)；ee在r<0.95范圍內(nèi)應不超過±6Me。8.4.7齒輪的許用扭矩:齒輪傳動裝置中的齒輪嚙合處的振動扭矩，在r=0.9?1.05范圍內(nèi)一般應不超過全負荷平均扭矩的1/3。如果輪齒齒面接觸應力和齒根彎曲應力小于CCS“齒輪強度評定指南”規(guī)定的許用值時，則可以考慮采用較高的振動扭矩值。8.4.7彈性聯(lián)軸器的許用扭矩:彈性聯(lián)軸器的彈性元件，在持續(xù)運轉時的振動扭矩應不超過其許用交變扭矩值;瞬時運轉時應不超過其瞬時運轉的許用交變扭矩值。8.4.8其他⑴⑵⑶(4)在柴油機常用轉速范圍內(nèi)或特殊使用轉速范圍內(nèi)，不應產(chǎn)生危險的共振轉速。在r=0.85時，由共振上波坡產(chǎn)生的扭振應力應不超過持續(xù)運轉許用應力［tc］。在r=0.85?1.05范圍內(nèi)，由共振和重要的非共振產(chǎn)生的合成應力，應不超過規(guī)定的扭振許用應力的1.5倍。根據(jù)制造廠提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)或詳細計算資料，經(jīng)CCS審查同意，可采用制造廠提供的扭振許用應力(或扭矩)值。曲軸扭振許用應力也可按照國際船級社協(xié)會統(tǒng)一要求計算,但應按CCS《柴油機曲軸強度評定指南》提交計算書。9振動的轉速禁區(qū)9.1如果軸系振動的振幅或應力或扭矩超過本章規(guī)定的持續(xù)運轉的許用值時，則在這個共振轉速Nc附近應設”轉速禁區(qū)"。在此禁區(qū)內(nèi),機器不應持續(xù)運轉。9.2應避開的轉速范圍如下:16nc18-r~（18-r）nc169.3如果振幅或應力或扭矩接近瞬時運轉許用值時，則轉速禁區(qū)應適當擴大;反之如稍超過持續(xù)運轉許用值時，轉速禁區(qū)可適當縮小。9.4轉速禁區(qū)也可由實測確定，即可取超過持續(xù)運轉許用值的轉速,并適當計入轉速表的誤差。9.5因扭振而引起齒輪齒擊，或彈性元件的振動扭矩大于持續(xù)運轉的許用交變扭矩時，應設轉速禁區(qū)。9.6如設轉速禁區(qū)，則轉速表在轉速禁區(qū)附近的讀數(shù)誤差應在±2%以內(nèi)。9.7所設轉速禁區(qū)應在轉速表上用紅色標明,并應在操縱臺前設告示牌。10振動測量10.1柴油機制造廠應在臺架上對所設計的或有重大修改的柴油機進行扭振和縱振（如有要求時）測量，并校核其當量參數(shù)值。10.2CCS可根據(jù)所提供的振動計算方法、振幅或應力或扭矩大小等情況，決定是否需要用實測來驗證。如提供類似裝置的實測報告并符合