船舶軸系扭振計算步驟2006(精)

1、船舶軸系扭振計算1已知條件軸系原始資料笈電機沖ftttl “Itv中何更火牆廳楸定功4甲溝知敦壓力機抽改;*斟帳鷹mjsiM fHHF從功槍煤時劇反（物功】H1MEM F （或欖失羸即直和甲0titt廠幻 I'iii 鮭功*h rm«醍成叭號 war 亦牟血it比"W0齊緞逸比水力鬍功”丈和里號 機厳廠t空吒 中弄性MS野戎和醴即 uiar 輛建啊th 生/駅動輪怕博 m （籾瑚 rnint 購加許用扔審 輯神許用柳審鮭*MltHUEtt葉片f空PP）MH 旨淹曹臺號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(zhuǎn)化，即將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成慣量一剛

2、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)菽曲1址Kj m2Cm卻1內(nèi)控Cm忤砧ItAB3固有頻率計算（自由振動計算并畫出振型圖）Holzer 表12A474-kX:輒av_) 7"尸/h«-°a. - l2- l *bK£. *$1齊n州刈卄城岸鼻2rHJ! |*4<臥葫啊.nW f/u|«|% 1同九時 'fj'miiaMb建F*i牛鬟亍囲 力轉(zhuǎn)季的舅孫轉(zhuǎn) 連A? Il <；iI-Q_55d打門 fitunV .詢” 3. t則円押科吐池飢MS, U* 二科幾I =1工、 甘輒黑載t日叫 片擇養(yǎng)栄

3、叫r r.G：計特職黑沂氏 ttN.“ “査Wl.-ki口斷卄氣 ¥ dh VLIViii 知 i# rt*miHi 、.r-FKiilte-jn i rm旺4共振轉(zhuǎn)速計算jgn-Wk Q 、RO 11W ftf f 1 cm ?R-ftlft t rlcm>C, ffibJt 亀戲(NJiEniiO附訊和啟的計訂佻 P * 此* h 豐 It "時舷亂4.4cm務i扯珅訐h T J?j(Fi %?l Ntevr刊HI*咖i WiHdHI* 油 *Ur _ |y | H 忖 V 卩.-P 丟曲帆記功半kWPt - 1i'UWi+ ±WZ-i! 4&#

4、39;l沖-沖VMt 冊建斗7二沖鞄 山蟻帆左轉(zhuǎn)迫rmntii Jt 4V tt U rnunr，-V. !>>' b 宀，“泊匚乩處*Q z ?<'t!r./i. L曲口 t!JKF|Jk“9"廠從樹皿炸It屮.卑罠第斤.zn Kna - N1加陽空0曲堆怙匸油Pl '克> fit n.饑<i】M ),ntn mrP嘰h丿v<l l iSHM屯電機惘p胡磯(p)產(chǎn)凳'握細辦4 Mi沖臨(fl躬山簡腎去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fl叫遲帆亠皿嗎印“営j JZ,.-«t*H.樹

5、寸衣U的潘補心介陽伯即8諸枚的席他力業(yè)U覽町屮心代呵 的耐爪農(nóng)刖紐睦武議剛舟申論:K沖取朝 眄“ fl Jj T 1附;t、浴城、二珥的MM” HHF4 f Hf j3 .引fl刊蜓制鼻L，片-曲k k班蘋八冃料賦幡 t,"Bk kJ 勺第 1 li M iXj K -kMMftjMlf tr 網(wǎng)丿.嗆E二電”沖 J *(£?！懊?J 燈v型#U te*i * 弓和也提張時w亠*比+恫;+d片嘰，az訓耳出出04 Q r，i剛豹譏丫阻昶凰p + - o m/半曲機VU tt0 11tt<?r - c. * Q543fiV.fi /n.H. >. i/zmLIrr

6、 "pttMrt B*n tt MMW)- Jtli H Hi 時w卞*枇馨吧軻Jf WlMIH VA童凹過記A H LfJ * - 1 MM" -I亠0U5 +工吟韋輸詰直恂1如4-吻£牡程V -廂鶴"| Z,.-j IH - V - k w 人£ 或 霧臥V 丄八F：訃訐艸札惑卅h »訓.取護弭， 帝*LEBF忘愛為啊的5疋卜，載廠如大“e a：除曲就甌弭叱恥址鬲絆捕n，討1 蚪的用"輸口ZJta 自 a t> -r"杵聯(lián)植的用用用mZi 店rWftMV 1； *從誦電謁嶽対世顯廉步驟2:計算第1慣性圓盤

7、的平衡振幅步驟3:計算各部件的動力放大系數(shù)G 1 “乩粧廉培；J0ft底鈾卅逹4M¥聯(lián)軸醴4聯(lián)肘帳駄峙扯電機料hW步驟4:求總的放大系數(shù)111111=+ QQeQpQsQrQd步驟5:計算第1質(zhì)量的振幅A = QXA1st步驟6:軸段共振應力計算t k,k+1= TA1步驟7:共振力矩計算步驟8:非共振計算A1 =? n? 1-n? ?c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 轉(zhuǎn)速曲線能量法計算步驟：步驟1相對振幅矢量和的計算（如為一般軸系，可省略）A1st?2? 1? n? +2Q ?nc?2?2步驟2激勵力矩計算Mv （若為柴油機軸系，方法同動

8、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 WTn Mv A1E k步驟4:阻尼功的計算 各部件的阻尼功¥矗商Uf K- 4En円土A*U”審葺網(wǎng)F+由*忸懼S2酊亡桝M.城恢QiK 譏*，的削vLAa t U I： 1 .|k'.J -*一狗火帚w 打<?,-呷，1 l電*舊：N叩Tr 'kiLCLHI iLi tium叫Z f fit. Hl J：4135用足力呼M”帆ii 塞 Bi5 叭.M -BVlIM f書一牛Ifi聊內(nèi)的附魁功ir - w 中仇如耦謝吧站世” >部件外阻尼功的計算：步驟5:阻尼力矩功 Wc的計算（

9、為系統(tǒng)各部件總阻尼功之和）Wc=Wce+Wcd+Wcp+Wcs+Wc 葉步驟6:求第1質(zhì)量振幅A1 A1 =WT Wc步驟7- 11同動力放大系數(shù)法步驟6- 10強迫振動計算結(jié)果表:諧Mt中IH1恤用力NAnm"童儲用"科撫蠱開他功酢諭韓ah巴-加'人龍剛|馭軌an州“冷以3澤直萊即乜功H . e .11 JIP kl d鈾段fliE功水力網(wǎng)功蠶削尼站FH =m a«wv：!h",發(fā)電機陽尼功7* YZX6一缸不發(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=zpi N

10、/mm2 ;式中：z-氣缸數(shù),pi按前面計算公式 計算。z-12)相應的 Cimis 為：Cimis=avpimis+bvCimis刀amis) 缸不發(fā)火影響系數(shù)為：丫 =Cva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)；、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aaaE mis按下式計算: 刀刀miszz 2 刀 amis=( E p kaksin vZ 1,k)+( E p kakcos vZ 1,k)2 k=1k=1不發(fā)火缸p k=b vCvmis,其他氣缸為1;4) 一缸不發(fā)火的振幅、應力和扭矩：第1質(zhì)量振幅為：軸段應力為： A1mis=丫 A1 t 1mi

11、sk,k+!= yt k,k+1=Y TG=y TF齒輪嚙合處振動扭矩為：Tgmis彈性聯(lián)軸器振動扭矩為：Trmis7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：(1) 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?qū)S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。(3)復雜軸系考慮柴油機激勵的不均

12、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(zhì)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(1) 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；(2) 重要用途的額定功率等于或大于110kW的輔柴油機系統(tǒng)；(3) 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(zhuǎn)速、軸系布置圖、軸材

13、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(jié)構(gòu)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。834對長期使用的特殊轉(zhuǎn)速要求，如可調(diào)槳的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍，軸帶發(fā)電機的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速范圍等，也應加以說明。835對可調(diào)槳軸系，應對螺距為零和最大時的扭振進行計算。836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

14、行扭振計算。837 般應計算0.8nmin1.2ne （nmin為最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)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1.2 ne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：ESio < r 1J >It 1 -+1152-<Ki.A b112(/u 1l.O<r <

15、1.05li ±iiai-ooiu/i4mu-o.o5-11o< r < n,!i(rj-izqr.jsTI * r b rn I 4 vTTi ir t 電)臨'廠 啊FTW Fh 'lfTVW 右m h mi i * rp -ytbi輸序列呵赭Hi 44卜hr n 'n,-科曲益，*1 k it K- E *片皿皿i 俳匸怙圧Bi出覽卿慕琴油帆*鈾再用暉丹m 鼻打軸，叩冋筑.審聲魅勒堆粹桃劌魚棄珊附力b 螯山.噸徹蛇- A-« Mll! JI tf* JI MtTi'l K F- jt il （THi M > M j:I

16、Jw-jiK/m7)0 *： r <(190.92 rS L06國“I律軸0<rsOi,8式中：CW材料系數(shù)：CW=（Rm+160）/18222222Rm 軸材料的抗拉強度，對中間軸采用碳鋼和錳鋼時，女口Rm>600N/mm時，取600 N/mm；對中間軸采用合金鋼時，如 Rm>800N/mm時，取800N/mm;對螺旋槳軸和尾軸，如 Rm>600N/mm時，取600 N/mm ；CK 形狀系數(shù)，見表；CD 尺度系數(shù)：CDr=0.35+0.93d-0.2 轉(zhuǎn)速比，nc為共振轉(zhuǎn)速，r/min ； ne為額定轉(zhuǎn)速，r/min形狀系數(shù)CK表屮聞It超體iiM(MIRte

17、n < Nj孔h杵軸R抽七at it命宦的踐以 歳的1.0*0,455仇0.85&550.550.8=ncne844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(zhuǎn)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：居利I一況時遙1±范也粗駁許用應舟擔心09571.1()|rj-±(21.59-0.0131/1式中：d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）；（2）施加在發(fā)電機轉(zhuǎn)子處的振動慣性扭矩,在r =0.951.10范圍內(nèi)應不超過 吃Me （Me 額定轉(zhuǎn)速時的平均扭矩）,在r

18、 <0.95范圍內(nèi)應不超過 下Me。847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 =0.91.05 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(zhuǎn)時的振動扭矩應 不超過其許用交變扭矩值；瞬時運轉(zhuǎn)時應不超過其瞬時運轉(zhuǎn)的許用交變扭矩值。8.4.8 其他(5)在柴油機常用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)或特殊使用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，不應產(chǎn)生危險的共振轉(zhuǎn)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(zhuǎn)許用應力t3 o在r = 0.851.05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(zhuǎn)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(zhuǎn)的許用值時，則在這個共振轉(zhuǎn)速Nc附近應設"轉(zhuǎn)速禁區(qū)"。在此禁區(qū)內(nèi)，機器不應持續(xù)運轉(zhuǎn)。9.2應避開的轉(zhuǎn)速范圍如下:16nc(18-r)nc 18-r169.3如