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文檔簡介

1、 軸系不對中問題資料匯總pt100溫度傳感器輸出的信號,有電阻信號,電流信號,還有電壓信號!一般根據(jù)自己需要跟廠家溝通,不少廠家,如果你自己不提出的話,一般默認為電阻信號!電阻輸出是100歐電流信號是:4-20mA,0-20mA等,工業(yè)上常用420mA電阻信號:0-5v,0-10v等,一般是0-10v比較常用,具體是什么型號輸出,范圍是多少,還需要看您后面的系統(tǒng),在跟廠家具體溝通!1正確選擇檢測儀器不同種類的傳感器,具有不同的可測頻率范圍,測試前應(yīng)該結(jié)合研究對象的主要頻率范圍,來選定適當儀器。一般來說,接觸式傳感器中,速度型傳感器適用于測量不平衡、不對中、松動、接觸等引起的低頻振動,用它測量振

2、動位移,可以得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)工加速度傳感器適用于測量齒輪、軸承故障等引起的中、高振動信號,但用它測量振動位移,往往不太穩(wěn)定。因此,加速度傳感器測量儀一般只用于測振動速度,其優(yōu)點是能測到高頻振動信號。實際工作中,振動測量和異常判斷有兩種方法:(1)用輕便的手提式振動表或點檢儀器測量,作簡易診斷。(2)用粘膠劑或安裝螺絲固定傳感器,擴大頻響范圍測量,對信號作記錄好價,進行精密診斷。2正確選擇測量參數(shù)振動測量參數(shù),通常是指振動位移、振動速度和振動加速度。一般的振動儀表,對這三個參數(shù)都能測量、實際測量中,究竟選擇哪個參數(shù)較好,這要針對不同目的作出選擇。一般情況下,若查明被測對象有不平衡、不對中、松動、油

3、膜振蕩等現(xiàn)象時,則測位移或速度較好。若查齒輪、軸承、葉片等故障時,則測加速度較敏感。在平時的狀態(tài)監(jiān)測中,最好對三個參數(shù)同時進行測量和記錄。3選擇正確的測點位置測點位置和傳感器安裝位置同上述的兩個因素一樣,能決定測到什么頻率范圍的振動。實際被測對象都有主體與部件、部件與部件之間的區(qū)別。必須找出最佳的測振位置,合理布點。實際測量中,一般以設(shè)備的軸承部位為測量點,首先從軸承左邊或右邊開始,確定測量點,順序編號為、,并作記號,以便每次測量都在同一點。確定測點。4傳感器安裝固定在振動檢測過程中,傳感器必須和被測物緊密接觸。如果在圈定、蜂蠟固定、膠合固定、絕緣連接固定、磁鐵連接固定等實際工作中,依據(jù)具體要

4、求,選擇適當?shù)倪B接固定方法。5良好的接地回路在寬頻帶振動測量中,廣泛使用加速度傳感器,但要特別注意連線引起的噪聲和接地回路引起的噪聲。6定期標定儀器因為測振議中某些元件的電氣性能和機械性能會隨時間和使用程度而變化,所以測振儀器在使用過程中需要經(jīng)常定標。特別是壓電型加速度計,其壓電系數(shù)會隨時間的延長而降低。因此,為了保持測量精度,最好每年復(fù)核一次。7測試數(shù)據(jù)整理按上述幾點測得的振動數(shù)據(jù),需要按設(shè)備分別整理,畫出趨勢圖,同基準值比較,才能一目了然地看出設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)。一般情況下,這種整理工作可采用手工方式,但是,當需要做狀態(tài)監(jiān)測;傾向管理的設(shè)備數(shù)量較多時,必須借助于電子計算機來進行數(shù)據(jù)處理工作。目前

5、,已有設(shè)備傾向管理的應(yīng)用軟件。六十多年的歷史,世界領(lǐng)先的軸承DODGESLEEVOIL軸承在動壓滑動軸承領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位。六十多年來,DODGE滿足了最多用戶的需求,是世界上生產(chǎn)滑動軸承品種最多,質(zhì)量最好的廠家。為什么要使用動壓滑動軸承設(shè)計上:更高的轉(zhuǎn)速更好的承載能力,能夠同時承受徑向和軸向載荷消除震動應(yīng)用在有熱源的地方時,仍能保證良好的冷卻效果低磨擦理論上無限的使用壽命用戶將受益于:安裝維護方便采用全剖分結(jié)構(gòu)的軸承部件自動對中,易于安裝。運行穩(wěn)定,無噪音,長壽命。什么是動壓滑動軸承通過在軸承和軸之間形成一層油膜,從而將軸承和軸完全的隔離開來。在啟動階段,軸承內(nèi)表面和軸會形成一個鍥形油膜正

6、常運轉(zhuǎn)時,主軸是浮在油膜上。從理論上說,動壓滑動軸承可以提供無限的使用壽命。因為除了在啟動和停機時,運行階段軸承與主軸沒有直接接觸,從而避免了磨損。在啟動時,軸會沿著軸承內(nèi)壁向上爬升,同時潤滑油從鍥形進入軸底部產(chǎn)生油壓,將軸抬起在正常運行時,油壓載荷達到平衡,在軸和軸瓦間形成穩(wěn)定的油膜。DODGE動壓滑動軸承結(jié)構(gòu)特性軸瓦所有DODGE動壓滑動軸承瓦的內(nèi)表面為巴氏合金巴氏合金是一種軟質(zhì)、白色的合金,具有優(yōu)越的減磨性能。在起動和停機時巴氏合金層會有輕微的磨損,而不會損傷軸。軸瓦的巴氏合金層可以貯油及吸收污垢確保正確運行。DODGE動壓滑動軸承優(yōu)越的散熱性能外循環(huán)冷卻系統(tǒng)在軸瓦的內(nèi)部存在一個中空的腔

7、,里面可以通空氣、水等冷卻介質(zhì),對軸承進行冷卻。冷卻介質(zhì)包括:水空氣油 冷卻介質(zhì)通過一個外循環(huán)系統(tǒng),把軸承產(chǎn)生的熱量帶走,從而降低軸承的溫度。外循環(huán)油系統(tǒng)利用油泵把油從軸承頂部注入,再從軸承底部排出,形成一個外循環(huán)系統(tǒng),這樣可以同時起到強制潤滑和冷卻作用。DODGE動壓滑動軸承在風機上的典型布置DODGE動壓滑動軸承風機應(yīng)用軸徑從3-7/16到12英寸軸承座固定軸承選用部件軸承選用部件固定軸承浮動軸承推力板組件部分式推力環(huán)組件輔助密封組件軸承端蓋組件軸徑部件編號重量(kg)部件編號重量(kg)部件編號重量(kg)部件編號重量(kg)部件編號重量(kg)部件編號重量(kg)3-7/1613236

8、289132474861322181.11321511.21328112.21325422.43-15/161323631081324751041322192.01321521.94321812.94321902.84-7/161323641411324761361322202.41321532.54321843.24321933.14-15/161323652001324771931322213.11321543.94321873.44321963.35-7/161323662361323832271322224.61321554.91339325.61325465.361323673871

9、323843741322235.81321567.21339336.71325474.871323684621323854441322248.013215710.21339378.61325486.1813236962113238659413222510.513215815.613393811.31325497.0913237078813238774813222619.313215920.813281410.51325647.210132371102613238897513222723.913216027.113281611.01325657.4121323721665132389158813

10、222833.613216143.713281918.113256611.3軸徑從3-7/16到12英寸RTL支座式動壓滑動軸承軸徑選配附件加熱器冷卻管接頭循環(huán)油進油門組件維修更換用軸組件部件編號重量(kg)部件編號部件編號重量(kg)部件編號重量(kg)3-7/161328360.51326451322030.9132420213-15/161328381.1132646132203132421304-7/161328381.1132646132203132422374-15/161328391.4132647132203132423515-7/161328391.4132647132203

11、1324246561328391.41326471322050.91324258371328401.813264713220513242611781328401.813264813220513242718791328401.8132648132205132428283101328401.8132649132205132429433121328413.4132650132205132430637所以尺寸的軸承均預(yù)先加工好附件熱電偶、循環(huán)油、振動探測器、加熱器和恒溫器的安裝孔。所有尺寸的SLEEVOILS的熱電偶部件編號為133116(結(jié)合DODGE加熱器使用)。軸徑尺寸(單位:毫米)ABCD(最

12、大值-最小值)EF螺栓直徑GHKLMNPQR(in.)S3-7/16254.0476.2152.476.23/438.150.8319.1171.4149.292.1295.328.63/434.93-15/16273.1527.1177.888.97/857.157.1346.1184.2165.1112.7327.028.6138.14-7/16298.4552.5190.5101.6163.563.5387.4203.2177.8114.3349.231.8138.14-15/16323.9616.0215.9114.3169.869.8441.3225.4196.8130.2406.4

13、31.811/441.35-7/16355.6679.5241.3127.011/882.582.5479.4254.0222.2146.1438.141.311/450.86406.4736.6266.7139.711/488.988.9511.2276.2241.3158.8476.241.311/454.07457.2838.2317.5165.111/2101.6101.6568.3317.5273.1174.6539.850.811/457.18501.6965.2355.6190.513/4114.3114.3655.6358.8308.0215.9616.057.1260.395

14、77.91054.1393.7203.213/4127.0127.0717.5412.8342.9233.4692.157.1276.210622.31206.5431.8228.62152.4152.4860.4450.9406.4279.4787.473.021/279.412736.61244.6457.2254.02165.1165.1939.8527.1450.9315.9901.779.4382.5軸徑尺寸(單位:毫米)TUU1(in.)U2VV1W4.8XYZA1(in.)B1C1(in.)D1推力環(huán)直徑寬度油量3-7/1669.811/228.682.519.1193.7247

15、.731.890.53/4184.21/4106.41.73-15/1674.611/231.876.238.1220.7249.231.8103.21195.31/4115.91.94-7/1674.611/234.982.541.3231.8260.431.8112.71206.41/4117.52.44-15/1682.5238.195.244.5273.1315.947.6136.511/4215.91/4125.43.85-7/1674.695.2247.6101.644.5290.5327.047.6142.911/4230.21/4133.34.5688.9101.6247.69

16、5.250.8309.6342.947.6155.611/4276.23/8160.36.67101.6108.0250.8114.350.8335.0371.547.6174.611/4306.43/8176.29.98139.7120.7257.1127.050.8398.5454.057.1212.711/4333.43/8182.612.39139.7128.6257.1139.750.8435.0488.957.1230.211/4360.43/8208.018.010215.9141.321/273.0152.450.8503.2571.569.8269.911/4384.23/8

17、222.226.512228.6155.621/279.4165.150.8558.8616.088.9308.011/4495.33/8242.942.6DODGE動壓滑動軸承附件軸承座熱電偶(每個軸承座有兩個安裝孔)振動檢測組件(2|安裝塊)循環(huán)油系統(tǒng)套件加熱器溫度開關(guān)(恒溫器)輔助油封端蓋 軸瓦熱電偶(對應(yīng)座子的兩個安裝孔)循環(huán)油系統(tǒng)套件 DODGE動壓滑動軸承的大家庭M系列專門為大型電機和發(fā)電機而設(shè)計的軸承M系列法蘭安裝動壓滑動軸承 M系列動壓滑動軸承是DODGE專門為電機設(shè)計的軸承。如今,實踐證明DODGE動壓滑動軸承生產(chǎn)線生產(chǎn)的新型M系列法蘭安裝動壓滑動軸承適用于大型電機和發(fā)電機。

18、該產(chǎn)品的生產(chǎn)廠(位于美國印地安那州,科倫巴斯)已得到IS09002認證?,F(xiàn)貸供應(yīng)軸承直徑規(guī)格從80mm至250mm.節(jié)省費用的最佳選擇溫度是軸承應(yīng)用中最大的問題。為了降低溫度,常常使用昂貴的外循環(huán)油系統(tǒng)進行冷卻。DODGE M系列軸承,由于使用了高效的散熱片、增大了油箱尺寸,因為增加了軸承散熱能力??杀苊馐褂冒嘿F的外循環(huán)油冷卻系統(tǒng)。 R系列R系列是DODGE最發(fā)的動壓軸承滑動軸承系列。已被RTL系列取代。目前本系列只用于維修部件更換用。本文介紹了幾種典型的、使用場合較多的液體動靜壓軸承的結(jié)構(gòu)及特點,并舉了各種動靜壓軸承在機床上應(yīng)用的實例及效果。 液體動靜壓軸承精度高、剛度大、壽命長、吸振抗震性

19、能好,主要用于精密加工機械及高速、高精度設(shè)備的主軸。既可用于舊機床改造,也可用于新機床配套。采用動靜壓軸承可以完全恢復(fù)機床因主軸軸承問題而喪失的加工精度和表面粗糙度;提高機床主軸精度和切削效率;并可多年連續(xù)使用而不需維修。多年來我國一些企業(yè)采用動靜壓軸承為新機床配套和進行國產(chǎn)和進口舊機床設(shè)備改造,均獲得了滿意的使用效果和顯著的經(jīng)濟效益。 液體動靜壓軸承綜合了靜壓軸承的優(yōu)點,消除了這兩種軸承的不足。其特點是采用整體式軸承與表面深淺腔結(jié)構(gòu)油腔軸承系統(tǒng)工作時主軸被一層壓力油膜浮起,主軸為經(jīng)電機驅(qū)動已懸浮在軸承之間發(fā)生機械摩擦與磨損,從而提高軸承壽命且有良好的精度保持性。當電機驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)時,軸承油腔

20、內(nèi)由于階梯效應(yīng)自然形成動靜壓承載油膜,軸承成為具有靜壓壓力場的東壓滑動軸承。與三塊、五塊瓦相比,動靜壓軸承為整體式使結(jié)構(gòu),軸承與箱體孔接觸面積大,為剛性連接,是油膜剛度得到充分的發(fā)揮利用。主軸工作時,油膜剛度是軸承靜態(tài)剛度與動態(tài)剛度的疊加,有很強的承載能力。壓力油膜的“均化”作用可使主軸回轉(zhuǎn)精度高于軸頸和軸承的加工精度。 一、 靜壓軸承的幾種典型結(jié)構(gòu)及特點 液體動靜壓軸承所采用油腔結(jié)構(gòu)、節(jié)流器與靜壓軸承相比均不相同。靜壓軸承采用的固定節(jié)流器有“小孔”、“毛細管”等,可變節(jié)流器大多設(shè)置在軸承外部的靜止部位,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使用時常因節(jié)流器出面截流面太小,油液雜質(zhì)易堆積而發(fā)生堵賽。 早期設(shè)計的動靜壓軸承

21、為淺腔結(jié)構(gòu),分有節(jié)流器和無節(jié)流器兩種。圖1為節(jié)流器的動靜壓軸承,深腔與淺腔形成靜壓腔,淺腔兼?zhèn)涔?jié)流功能。壓力油ps 進入中間環(huán)槽后,流入深腔和淺腔,經(jīng)兩端的軸向封油面排出,當主軸在軸承中高速旋轉(zhuǎn)時,由于淺腔同軸向封油面臺階及主軸中心的軸承中微小偏心,自然形成楔形油膜而產(chǎn)生動壓承載油膜。主軸只能按圖1所示W(wǎng)方向旋轉(zhuǎn)。圖2為純淺腔結(jié)構(gòu)的動靜壓軸承。壓力又通過環(huán)形槽進入兩側(cè)的若干淺腔。該軸承結(jié)構(gòu)簡單,但靜壓承載力較低,可雙向旋轉(zhuǎn)。上述兩種動靜壓軸承適用于高速輕載的機床主軸。 圖3是孔式環(huán)面節(jié)流深淺腔動靜壓軸承的結(jié)構(gòu)簡圖。僅有空采用11.3小孔,小孔直徑與主軸間隙組成的圓柱面和淺腔構(gòu)成兩次節(jié)流。同前兩

22、種動靜壓軸承相比,主軸的靜態(tài)承載力增強。如需進一步提高軸承承載力可在軸承上開制軸向回油槽(圖3序線所示),軸承的供油量會有所增加。這類軸承適用于中速中載的機床主軸,如MG1432外圓磨、MM7150平磨、M1080無心磨、扎輥磨等。圖4為柱銷式內(nèi)反饋動壓軸承的結(jié)構(gòu)簡圖,圖5為其節(jié)流器結(jié)構(gòu)簡圖。節(jié)流器由圓臺和主軸間隙構(gòu)成,具有薄膜反饋、滑閥反饋及內(nèi)部反饋節(jié)流器的性能。由于節(jié)流器的阻尼是隨外載荷變化的所以軸承既具有最佳靜壓承載能力,又可大大降低節(jié)流器的摩擦功耗,高速時還可最大限度地發(fā)揮動壓效應(yīng)。該軸承在低速及中高速時均有很強的承載能力,適用于載荷與速度變化范圍大的機床主軸。主軸低速重載回轉(zhuǎn)時,對軸

23、承動壓承載能力要求較低,此時可采取增加軸承深腔面積、減少淺腔面積和開設(shè)軸向回油槽的方法來滿足對軸承鋼度和載荷能力的要求。由于動靜壓軸承是利用靜壓和動壓的疊加作用為了適應(yīng)各類機床主軸的性能要求,軸承的結(jié)構(gòu)形式可按需要進行設(shè)計,有些接近于靜壓軸承,有些則更相似動壓軸承。這進一步說明,動靜壓軸承不僅比純靜壓軸承或純動壓軸承具有更好的性能,而且能適應(yīng)不同類型機床主軸工作時對剛度及承載能力的亞要求?,F(xiàn)在使用的孔式環(huán)面節(jié)流器與圓柱銷式內(nèi)反饋式節(jié)流器都加工在軸承體上,不需要增設(shè)外部油路,而且是在軸頸與軸承孔的間隙進行自然節(jié)流,工作時軸頸與軸承的相互運動是潤滑油雜質(zhì)不易堆積。該類節(jié)流器使用既方便要安全,還免除

24、了原靜壓軸承節(jié)流器容易堵塞帶來的麻煩。圖6為徑向止推動靜壓軸承的結(jié)構(gòu)簡圖。這類軸承可以同時承受徑向力和一個方向的軸向力。它是在徑向動靜壓軸承基礎(chǔ)上一段增加平面止推動靜壓軸承組成的所謂聯(lián)合軸承。動靜壓止推軸承得止推面上設(shè)有動壓油腔和動靜壓又油腔,采用孔式環(huán)面節(jié)流器,油腔由深腔和淺腔組成。主軸軸肩輿止推棉被一層靜壓力油膜隔開,主軸旋轉(zhuǎn)時即可自然形成動壓承載油膜承受軸向載荷。根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)及工作性能要求,可在主軸端各用一個聯(lián)合軸承,或在主軸一端用一聯(lián)合軸承和一個平面動靜壓止推軸承來實現(xiàn)。如果舊機床主軸本身帶有止推結(jié)構(gòu),改造時可保留原則結(jié)構(gòu)省去動靜壓軸承。如MQ8260曲軸磨床改造就利用原主軸上得止推結(jié)

25、構(gòu)圖7為錐動靜壓軸承的簡圖,它可同時承受徑向力和軸向力,只須將其放置在軸兩端原徑向軸承的位置就能起到徑向止推軸承的作用,既可以省去一對止推軸承使主軸結(jié)構(gòu)大為簡化,還可減少總的摩擦面積,降低摩擦功耗及減小供油量。這種軸承可以根據(jù)主軸的工作的情況選配任何一種節(jié)流器,可制造成有軸向回油槽(圖7虛線所示)或無軸向回油槽結(jié)構(gòu)。同時該軸承的裝配,調(diào)整極為方便。由于動靜壓軸重要參數(shù)“軸承間隙”可在軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造加工完成后,在裝配時通過調(diào)整圓錐軸承在主軸上的軸向位置來改變,使得軸承的承載能力、剛度、流量處于理想狀態(tài)。圓錐動靜壓軸承的軸向承載力不如平面止推動靜壓軸承,因此常用于軸向承載要求不高的場合。由于其

26、功耗小,特別適用于高速內(nèi)圓磨頭主軸系統(tǒng),如M2110內(nèi)圓磨頭。近年來已應(yīng)用在電主軸和內(nèi)溝道磨床中。 來源:機電之家機電行業(yè)電子商務(wù)平臺!72m 海洋平臺供應(yīng)船軸系設(shè)計及校中計算 作者:admin 發(fā)表時間:2010-01-26 11:15:21 摘 要: 近年來, 隨著海洋資源開發(fā)的快速發(fā)展, 海洋平臺供應(yīng)船擔當著越來越重要的角色。海洋平臺供應(yīng)船不同于其他船舶,由于功能的特殊性,其機艙布置、推進系統(tǒng)的選用都有因其自身要求而需進行特殊考慮的部份。本文根據(jù)供應(yīng)船的具體情況做出針對性設(shè)計,將推進軸系分為高速及低速兩部份傳遞扭矩, 因船體變形而選用具有撓度補償功能的彈性金屬膜片式聯(lián)軸器,并且對高速軸段

27、進行合理校中,最終給出具體的安裝指導。 1 引言 多用途供應(yīng)船(Multi-Purpose Supply Vessel)是一種新船型,它具有為海上石油開發(fā)服務(wù)的多種功能,適用于世界范圍內(nèi)的近海水域作業(yè)。其功能一般包括三個方面:第一,為平臺供應(yīng)物料,包括鉆井管、設(shè)備、水泥和各種液貨;第二,拖帶平臺到作業(yè)區(qū)或協(xié)助其移泊、定位;第三,為平臺進行起、拋錨作業(yè)。同時,它還可兼作救助、消防或其他協(xié)助海上作業(yè)的各種設(shè)備和能力1。 相對于其他類型船舶而言, 多用途供應(yīng)船有更復(fù)雜的工況與工作環(huán)境,對動力裝置系統(tǒng)的要求也更高,因此,這類船舶的動力裝置和機電設(shè)備較復(fù)雜。為適應(yīng)該船的多用途,滿足各種工況并達到運行經(jīng)濟

28、合理,操縱靈活可靠的要求,主輔機的數(shù)量和功率較一般船舶更大, 且主輔機和有關(guān)機電設(shè)備必須采用遙控, 自動化程度高; 并采用無人機艙。為提高效率,一般主機除驅(qū)動螺旋槳外,還通過齒輪箱驅(qū)動軸帶發(fā)電機、主油泵、對外消防泵等。這類型船舶的動力裝置一般可采用吊艙推進、直通軸系(包括雙機雙槳和四機雙槳)、高速軸帶低速軸、Voith 擺線推進器等形式,由于它們有著各自的優(yōu)點,實船設(shè)計時一般根據(jù)工程要求進行選擇。 從 1955年美國海事公司為開發(fā)墨西哥灣而建造第一艘供應(yīng)船起,經(jīng)過三十年來不斷發(fā)展,特別是歐洲北海深水、惡劣海況下石油開發(fā)的實踐,挪威、瑞典、荷蘭、西德和英國等的廣泛研制和使用,海洋平臺供應(yīng)船已經(jīng)歷

29、過技術(shù)上三代的演變,而成為設(shè)備復(fù)雜,使用要求高而本身精干且極具活力的一大類型船舶2。 2 軸系設(shè)計方案選擇 2.1 船舶概況 本船為 72m平臺供應(yīng)船,機艙位于船首FR66-FR80 之間,離船尾較遠,實際軸系的長度達 40m,屬超長軸系。根據(jù)這一設(shè)計特點,其主推進裝置可選以下三種形式: 1) 主機經(jīng)高速軸系(配滾動中間軸承與膜片式彈性聯(lián)軸器)驅(qū)動齒輪箱,再通過艉軸帶動螺旋槳,這是一種較新型的方案,目前國外不少船舶采用該布置形式,但國內(nèi)還未見該方案的實船設(shè)計案例; 2) 主機經(jīng)碳纖維軸驅(qū)動螺旋槳。采用由碳纖維管材料的驅(qū)動軸,可以明顯減輕軸的重量。和堅硬的鋼質(zhì)軸相比較,碳纖維軸的重量明顯減輕約

30、70。其彈性接合設(shè)計能大量降低軸的彎曲壓力,減少對毗鄰機械的高軸承效應(yīng)及彎曲應(yīng)力。同時能滿足萬向軸的原理,補償由船體變形所造成的撓度影響。此外,它的臨界速度高3,且長軸系上通常不需要布置軸承, 減少了軸承的數(shù)量, 降低了成本。 這些都是碳纖維軸所特有的鋼質(zhì)軸所無法取代的優(yōu)點。不過,碳纖維軸本身的價格較高,實際應(yīng)用時需考慮初期成本投入。 3) 鼓形齒式聯(lián)軸器與高彈聯(lián)軸器相結(jié)合的方式。 齒式聯(lián)軸器是可移式剛性聯(lián)軸器的一種,具有一定補償兩軸相對位移的性能。它將聯(lián)軸器外齒軸套的齒頂加工成圓弧,齒坯加工成球面,因此承載能力高,補償性能好,其允許的傾角最大可達64。 由于船舶尺度和排水量的限制,結(jié)合實船的

31、布置和經(jīng)濟性的原則,本船采用高速軸+帶PTO 的減速齒輪箱+調(diào)距槳相結(jié)合的方式,軸系設(shè)計約 36 米(不計主機),主機布置在機艙中部靠前,通過齒輪箱減速驅(qū)動可調(diào)螺距螺旋槳。 根據(jù)供應(yīng)船的操縱特點、及實船的實際使用需求,本船采用雙機雙槳,主機轉(zhuǎn)速600r/min,MCR時輸出2665kW功率,同時軸帶消防泵。 對于齒輪箱輸出到螺旋槳端,屬于常規(guī)設(shè)計,在此不作綴述,本文主要討論有關(guān)高速軸段設(shè)計選型以及軸系校中計算的關(guān)鍵技術(shù)問題。 2.2 軸徑選擇 根據(jù)CCS鋼質(zhì)海船入級規(guī)范(2006)第3篇第11 章,軸系直徑 d應(yīng)不小于按下式計算所得之值:其中 C 是軸的設(shè)計特性系數(shù),查相應(yīng)的參數(shù)表取 1.1;

32、Rm 是軸材料的抗拉強度,取530N/mm3;Ne 是軸傳遞的額定功率,取 2665kW;ne是軸傳遞Ne的額定轉(zhuǎn)速,取600r/min。 計算得到d=169mm??紤]裕量,將高速軸基本軸徑d 取為190mm。 2.3 軸承的選擇與軸承間距的確定 2.3.1 軸承間距確定 由于海船較多采用低速機, 軸轉(zhuǎn)速較慢, 故參照CCS 鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范 (2009) ,對軸轉(zhuǎn)速大于350r/min的軸承間距L一般應(yīng)不大于按下式計算所得之值:其中系數(shù)K2 取 8400,軸徑 d=190mm,轉(zhuǎn)速 n=600r/min。 計算得軸承間距不應(yīng)大于4727mm。 2.3.2 軸承選擇 在該船設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn),

33、滿載和空載時,船體會產(chǎn)生一定幅度的中垂與中拱變形,為避免船體變形對軸承受力的影響,在高速軸中間軸段全部采用滾動軸承。 滾動軸承是現(xiàn)代機械中廣泛應(yīng)用的部件之一, 它依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件。與滑動軸承相比,滾動軸承具有阻力小,功率消耗少,起動容易等優(yōu)點。同時,不限制軸承受力方向,軸承上下均可受力。相較之下,滾動軸承比滑動軸承更適用本船的工況。 綜合考慮到機艙的布置尺寸局限、 成本因素及整個軸系的安裝環(huán)境, 選擇可分離式軸承。 與整體軸承相比,完全分離式軸承可以安裝在較緊密空間,且安裝簡單,能提高維修及檢驗效率。同時,它對軸的加工要求低,不需要對軸額外進行倒角或臺階加工。在惡劣的工況

34、下,也可保持潤滑并使軸承免受破壞性顆粒的損害。 選擇軸承型號首先要確定徑向額定載荷:2.4 彈性元件的選擇 主機飛輪輸出端距離FR69 130mm, 高速軸段位于船體FR25-FR69, 處于船舶的前中部,是船體變形較大的地方,其值與船艙壓載與滿載相關(guān)。 高速中間軸與主機直接連接,未經(jīng)過齒輪箱減速,船體變形對軸系撓度帶來的影響較大(實船在測量過量過程中發(fā)現(xiàn)軸線中部有412 mm左右的撓度變化)。 同時,經(jīng)橫向振動計算,若采用剛性連接,則其固有頻率接近軸系的共振區(qū),臨界轉(zhuǎn)速不滿足規(guī)范要求。因此,在軸系之間部份采用彈性連接。 本船在中間軸段間隔采用彈性膜片式聯(lián)軸器, 在主機輸出端采用高彈聯(lián)軸器與中

35、間軸相連。其中,在高速中間軸段的中部,也就是撓度變形最大的地方,放置一個膜片式聯(lián)軸器。 設(shè)計過程中采用間隔安放兩個膜片式聯(lián)軸器,經(jīng)計算可得最大撓度補償可達12 mm,完全滿足在實際應(yīng)用工況中會出現(xiàn)的極限情況。 膜片聯(lián)軸器由三個部份組成(如圖2 所示),包括左右兩個半聯(lián)軸器、過渡法蘭以及它們中間的金屬膜片組。它的彈性元件為一定數(shù)量的很薄的多邊環(huán)形(或圓環(huán)形)金屬膜片疊合而成的膜片組,可將彈性元件上的弧段分為交錯受壓縮和受拉伸兩部份。拉伸部份傳遞扭矩,壓縮部份趨向皺折。當機組存在軸向、徑向和角位移時,金屬膜片便產(chǎn)生波狀變形。在軸系校中的過程中,可以對軸系校中結(jié)果進行一定的角度補償,在同等條件下也可

36、以傳遞更多的扭距。 如圖 3所示, 指每個法蘭盤的偏移角度,軸系夾角可以通過膜片式聯(lián)軸器在(02) 范圍內(nèi)進行角度補償, 值由聯(lián)軸器的型號決定。它的特性使得在艦艇高速傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用已較為普便。 在主機輸出端安裝高彈性聯(lián)軸器,可降低軸系的扭振應(yīng)力,在低載荷、正常載荷以及倒車等各種工況變化時, 傳遞的扭矩不會反沖, 可避免軸系承受沖擊載荷。 同時又可降低噪聲,進行軸系對中補償。 2.5 總體方案 眾所周知,螺旋槳較低速運行時,效率較高,因此主機輸出轉(zhuǎn)速必須經(jīng)過齒輪箱進行減速處理。本船軸系過長,扭矩在傳遞過程中會有較大損失,若全部采用低速軸,軸徑較粗,會增加制造成本,同時也不能保證在功率傳遞的過程

37、中損失減小。考慮到回旋振動的影響,為使軸系的頻率不在其共振頻率范圍內(nèi),撓度過大,造成劇烈振動從而影響或破壞軸系的工作狀況,間隔性采用彈性聯(lián)軸器。因此,在本船的主推進裝置軸系布置過程中,使用帶PTO的齒輪箱,并且使之后移,直接與艉軸相連接。主機與齒輪箱之間采用五根中間高速細軸傳遞扭矩。 本船為雙機雙槳柴油機推進,共兩組軸系,每一組軸系由調(diào)距槳裝置、艉軸、齒輪箱、中間軸、艉軸前后軸承、七個滾動中間軸承、隔艙密封、艉管密封裝置、膜片式聯(lián)軸器和高彈性聯(lián)軸節(jié)組成,并設(shè)軸系接地裝置。兩軸系左右平行布置,且與船體中心線水平平行。 每組軸系的組成: 艉軸一根: L1=14400 mm D= 380/360/3

38、50 mm 采用水潤滑,與齒輪箱輸出軸相連。 中間軸五根由艉至首:L2= 5625.5 mm D= 190 mm L3= 4400 mm D= 190 mm L4= 3210 mm D= 190 mm L5= 6300 mm D= 190 mm L6= 4420 mm D= 190 mm 后端連接齒輪箱輸入軸,前端與主機輸出端的高彈性聯(lián)軸器相連。 軸系總長 L39336mm 整個軸系布置如下圖所示:3 高速軸段軸系校中 整個軸系按照它的實際尺寸進行建模計算。 軸系合理校中過程中,艉軸到齒輪箱輸出軸、齒輪箱輸入軸到主機分別建模計算。 艉軸到齒輪箱輸出軸段,按照常規(guī)合理校中進行校中即可。調(diào)整齒輪箱

39、垂向偏移,使輸出軸兩支承軸承負荷均勻分布。同時,軸承轉(zhuǎn)角與比壓也在允許范圍內(nèi)。在此不作綴述。 齒輪箱輸入軸到主機段,軸系轉(zhuǎn)速較高,又采用了膜片式聯(lián)軸器有角度補償,所以要進行一些特殊處理后進行直線校中。 3.1 對彈性元件的處理 膜片聯(lián)軸器是一個彈性元件,在軸系中起著補償船體變形的作用。 而在本文校中過程中,忽略其彈性部份,把膜片聯(lián)軸器當作剛性元件來處理。冷、熱態(tài)校中計算時,與常規(guī)建模方式相同。在安裝狀態(tài)計算時,兩個半聯(lián)軸器分別屬于各自相連的中間軸段,金屬膜片組與過渡法蘭密度取零。高彈橡膠聯(lián)軸器作為質(zhì)量單元分為三個獨立的部份,一部分聯(lián)接中間軸上,一部分聯(lián)接主機,中間部分密度取零。 3.2 對高速

40、軸軸承變位的處理 實際上,對于高速軸部份,通常只需做直線校中。而本船所采用齒輪箱在輸入軸端也存在熱膨脹量,故需考慮齒輪箱輸入軸熱膨脹量(0.1512mm)進行合理校中計算。若只進行直線校中,在熱態(tài)校中時軸承受力分配不均,齒輪箱軸承處產(chǎn)生負力。計算結(jié)果見3.3。 3.3 校中結(jié)果 對高速軸段經(jīng)過校中比較可以看出, 在考慮了齒輪箱熱膨脹量后, 對軸系進行合理校,可以更合理地分配軸承負荷,避免支承軸承特別是齒輪箱軸承負荷出現(xiàn)負值的情況。4 安裝工藝探討 4.1 軸系校中安裝條件 (1)船舶上層建筑、主機、鍋爐、發(fā)電機以及其他重大設(shè)備均已吊裝就位。校中安裝及檢驗過程中,船上應(yīng)無重大設(shè)備的遷移及壓載的變

41、更。 (2)軸系區(qū)域船體的加工及裝焊工程應(yīng)結(jié)束。 (3)船舶結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)穩(wěn)定并盡可能均勻。 (4)在船舶處于正常的漂浮狀態(tài)時,螺旋槳全浸水狀態(tài)。 (5)螺旋槳至齒輪箱輸出已按相關(guān)計算書的要求安裝完畢,齒輪箱已安裝到位5。 4.2 軸系安裝建議步驟 主機輸出到齒輪箱輸入之間的軸段, 安裝時考慮到可拆聯(lián)軸節(jié)與彈性聯(lián)軸節(jié)的安裝注意事項不同,將整個軸系按三個過程進行安裝。 將齒輪箱輸入軸支承軸承即軸系中 1#2#軸承所在的直線及其延長線作為軸系的理論中心線(即通過1#2#軸承的直線作為參照線);用激光校準儀確定3-9號軸承垂向位置, 將其放在比理論中心線高0.1512mm的直線。 將膜片聯(lián)軸器的半聯(lián)軸

42、器分別安裝在各自對應(yīng)的齒輪箱輸入軸端、1 號中間軸左端、3號中間軸右端、4 號中間軸左端。 中間軸1、中間軸2與中間軸3之間的安裝 中間軸 1、2 與中間軸 3 之間采用可拆聯(lián)軸器進行剛性連接,這一部份先作為一個軸段進行安裝。 這三段中間軸按照常規(guī)軸系的安裝方法,放置臨時支承T.S,調(diào)節(jié)臨時支承T.S 的垂向位移,使法蘭間偏移和曲折值符合計算值,再逐一連接法蘭。 4.2.2 中間軸4與中間軸5之間的安裝 中間軸4及中間軸 5按同樣的方法進行連接。齒輪箱輸入軸與1#中間軸之間(Flange 1)、3#中間軸與4#中間軸之間(Flange 4)用膜片式聯(lián)軸器連接,這一部份最后進行安裝。 如圖 8所

43、示,軸承5和軸承8 下移,完全與軸分離(忽略軸承的支承作用),調(diào)整3#、6#和 7#軸承,使齒輪箱輸入軸半聯(lián)軸器與1#中間軸半聯(lián)軸器、3#中間軸半聯(lián)軸器與 4#中間軸半聯(lián)軸器的曲折與偏移分別滿足計算要求,按膜片聯(lián)軸器安裝指南連接齒輪箱輸入軸與1#中間軸、3#中間軸與 4#中間軸。 在 5#軸承和8#軸承正上方的軸上放置千分表,調(diào)整5#的垂向位置,使其上抬5.44mm,調(diào)整 8#的垂向位置,使其上抬 14.7mm。 調(diào)節(jié)主機的垂向位置,使其輸出法蘭與 5#中間軸法蘭間的偏移與曲折滿足計算要求,連接主機與 5#中間軸。 完成上述過程后,按校中要求對7個中間軸承分別用千斤頂檢查舉升載荷,確認軸系安裝

44、情況。 校中結(jié)束后,按照安裝要求將軸系附件、齒輪箱、發(fā)電機組、主機組及消防泵組安裝完成。5 結(jié)束語 本文在常規(guī)軸系校中的基礎(chǔ)上,通過分析供應(yīng)船與一般船舶軸系布置上的共性與特性,進行軸系的設(shè)計計算與軸系部件的選型計算,并運用改進的三彎矩方法,對 71 米海洋平臺供應(yīng)船實例進行校中計算,使軸承的負荷得到合理的分配,與軸系連接的機械設(shè)備,不因偏中形成的附加外力受到影響,從而提高軸系設(shè)計質(zhì)量和工作的可靠性。 隨著海洋資源開發(fā)的快速發(fā)展,平臺供應(yīng)船越來越多樣化,軸系的布置也會更復(fù)雜,根據(jù)每條船的布置建立不同的模型, 能夠更加貼近軸系的實際應(yīng)用, 得出更為準確的計算結(jié)果。 參考文獻 1 曹永祿,曾松祥60

45、00/4000 馬力多用途供應(yīng)船的設(shè)計J艦船科學技術(shù),1984,12) 2 徐田甜世界海洋供應(yīng)船發(fā)展簡介J船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟信息2000,181(6):28-7 3 李麗,顧力強碳纖維復(fù)合材料傳動軸臨界轉(zhuǎn)速分析J汽車工程2005,27(2):39-240 4 朱敏敏,金志向淺述鼓形齒式聯(lián)軸器的特點及測繪方法J應(yīng)用技術(shù)2005,282):47-49 5 張潔玫64m起錨供應(yīng)船軸系校中安裝工藝分析J江蘇船舶2004,21 (3):16-8關(guān)鍵詞:供應(yīng)船海洋設(shè)計相關(guān)文章不對中故障機理與診斷 大型機組通常由多個轉(zhuǎn)子組成,各轉(zhuǎn)子之間用聯(lián)軸器聯(lián)接構(gòu)成軸系,傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。由于機器的安裝誤差、工作狀態(tài)下熱膨脹

46、、承載后的變形以及機器基礎(chǔ)的不均勻沉降等,有可能會造成機器工作時各轉(zhuǎn)子軸線之間產(chǎn)生不對中。 具有不對中故障的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在其運轉(zhuǎn)過程中將產(chǎn)生一系列有害于設(shè)備的動態(tài)效應(yīng),如引起機器聯(lián)軸器偏轉(zhuǎn)、軸承早期損壞、油膜失穩(wěn)、軸彎曲變形等,導致機器發(fā)生異常振動,危害極大。 一、轉(zhuǎn)子不對中的類型 如圖1-1所示,轉(zhuǎn)子不對中包括軸承不對中和軸系不對中兩種情況。軸頸在軸承中偏斜稱為軸承不對中。軸承不對中本身不會產(chǎn)生振動,它主要影響到油膜性能和阻尼。在轉(zhuǎn)子不平衡情況下,由于軸承不對中對不平衡力的反作用,會出現(xiàn)工頻振動。 機組各轉(zhuǎn)子之間用聯(lián)軸節(jié)連接時,如不處在同一直線上,就稱為軸系不對中。通常所講的不對中多指軸系不對中

47、。造成軸系不對中的原因有安裝誤差、管道應(yīng)變影響、溫度變化熱變形、基礎(chǔ)沉降不均等。由于不對中,將導致軸向、徑向交變力,引起軸向振動和徑向振動。由于不對中引起的振動會隨不對中嚴重程度的增加而增大。不對中是非常普遍的故障,即使采用自動調(diào)位軸承和可調(diào)節(jié)聯(lián)軸器也難以使軸系及軸承絕對對中。當對中超差過大時,會對設(shè)備造成一系列有害的影響,如聯(lián)軸節(jié)咬死、軸承碰磨、油膜失穩(wěn)、軸撓曲變形增大等,嚴重時將造成災(zāi)難性事故。 圖1-1 轉(zhuǎn)子不對中的受力情況 如圖1-2所示,軸系不對中一般可分為以下三種情況: (1)軸線平行位移,稱為平行不對中; (2)軸線交叉成一角度,稱為角度不對中; (3)軸線位移且交叉,稱為綜合不

48、對中。 圖1-2 齒式聯(lián)軸器轉(zhuǎn)子不對中形式 二、不對中振動的機理 大型高速旋轉(zhuǎn)機械常用齒式聯(lián)軸器,中小設(shè)備多用固定式剛性聯(lián)軸器,不同類型聯(lián)軸器及不同類型的不對中情況,振動特征不盡相同,在此分別加以說明。 1齒式聯(lián)軸器連接不對中的振動機理 齒式聯(lián)軸器由兩個具有外齒環(huán)的半聯(lián)軸器和具有內(nèi)齒環(huán)的中間齒套組成。兩個半聯(lián)軸器分別與主動軸和被動軸連接。這種聯(lián)軸器具有一定的對中調(diào)節(jié)能力,因此常在大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備上采用。在對中狀態(tài)良好的情況下,內(nèi)外齒套之間只有傳遞轉(zhuǎn)矩的周向力。當軸系對中超差時,齒式聯(lián)軸器內(nèi)外齒面的接觸情況發(fā)生變化,從而使中間齒套發(fā)生相對傾斜,在傳遞運動和轉(zhuǎn)矩時,將會產(chǎn)生附加的徑向力和軸向力,引發(fā)相

49、應(yīng)的振動,這就是不對中故障振動的原因。 (1)平行不對中 聯(lián)軸器的中間齒套與半聯(lián)軸器組成移動副,不能相對轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)子軸線之間存在徑向位移時,中間齒套與半聯(lián)軸器間會產(chǎn)生滑動而作平面圓周運動,中間齒套的中心是沿著以徑向位移y為直徑作圓周運動。如圖1-3所示。 圖1-3 聯(lián)軸器平形不對中 圖1-4 聯(lián)軸器齒套運動分析 如圖1-4所示,設(shè)A為主動轉(zhuǎn)子的軸心投影,B為從動轉(zhuǎn)子的軸心投影,K為中間齒套的軸心,AK為中間齒套與主動軸的連線,BK為中間齒套與從動軸的連線,AK垂直BK,設(shè)AB長為D, K點坐標為K (x,y),取為自變量,則有 (1-1) 對求導,得 (1-2) K點的線速度為 (1-3) 由于中間套平面運動的角速度(d/dt )等于轉(zhuǎn)軸的角速度,即d/dt,所以K點繞圓周中心運動的角速度K為 (1-4) 式中,VK為點K的線速度,由式(1-4)可知,K點的轉(zhuǎn)動速度為轉(zhuǎn)子角速度的兩倍,因此當轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動時,就會產(chǎn)生很大的離心力,激勵轉(zhuǎn)子產(chǎn)生徑向振動,其振動頻率為轉(zhuǎn)子工頻的兩倍。此外由于不對中而引起的振動有時還包含有大量的諧波分量,但最主要的還是2倍頻分量。 (2)偏角不對中 當轉(zhuǎn)子軸線之間存在偏角位移時,如圖1-5所示,從動轉(zhuǎn)子與主動轉(zhuǎn)子的角速度是不同的。從動轉(zhuǎn)子的角速度為 (1-5) 式中,1,2分別為主動轉(zhuǎn)子和從動轉(zhuǎn)子的角速度;

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