船舶軸系扭振計(jì)算步驟2006(精)

1、船舶軸系扭振計(jì)算1已知條件軸系原始資料笈電機(jī)沖ftttl “Itv中何更火牆廳楸定功4甲溝知敦壓力機(jī)抽改;*斟帳鷹mjsiM fHHF從功槍煤時(shí)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(hào) war 亦牟血it比"W0齊緞逸比水力鬍功”丈和里號(hào) 機(jī)厳廠t空吒 中弄性MS野戎和醴即 uiar 輛建啊th 生/駅動(dòng)輪怕博 m （籾瑚 rnint 購(gòu)加許用扔審 輯神許用柳審鮭*MltHUEtt葉片f空PP）MH 旨淹曹臺(tái)號(hào)2當(dāng)量系統(tǒng)2.1慣量計(jì)算（或給定）2.2剛度計(jì)算（或給定）2.3當(dāng)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(dāng)量系統(tǒng)圖以及相 關(guān)參數(shù)（見表）當(dāng)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(jì)算（自由振動(dòng)計(jì)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(shí) '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(jì)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(jì)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(jì)訂佻 P * 此* h 豐 It "時(shí)舷亂4.4cm務(wù)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(cè)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(yáng)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(jī)惘p胡磯(p)產(chǎn)凳'握細(xì)辦4 Mi沖臨(fl躬山簡(jiǎn)腎去5強(qiáng)迫振動(dòng)計(jì)算(動(dòng)力放大系數(shù)法的計(jì)算步驟)步驟1:激勵(lì)計(jì)算fl叫遲帆亠皿嗎印“営j JZ,.-«t*H.樹

5、寸衣U的潘補(bǔ)心介陽(yáng)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(shí)w亠*比+恫;+d片嘰，az訓(xùn)耳出出04 Q r，i剛豹譏丫阻昶凰p + - o m/半曲機(jī)VU tt0 11tt<?r - c. * Q543fiV.fi /n.H. >. i/zmLIrr

6、 "pttMrt B*n tt MMW)- Jtli H Hi 時(shí)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(xùn).取護(hù)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(jì)算第1慣性圓盤

7、的平衡振幅步驟3:計(jì)算各部件的動(dòng)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(jī)料hW步驟4:求總的放大系數(shù)111111=+ QQeQpQsQrQd步驟5:計(jì)算第1質(zhì)量的振幅A = QXA1st步驟6:軸段共振應(yīng)力計(jì)算t k,k+1= TA1步驟7:共振力矩計(jì)算步驟8:非共振計(jì)算A1 =? n? 1-n? ?c步驟9:扭振許用應(yīng)力計(jì)算（按 CCS96規(guī)范）步驟10:作出扭振應(yīng)力或振幅 轉(zhuǎn)速曲線能量法計(jì)算步驟：步驟1相對(duì)振幅矢量和的計(jì)算（如為一般軸系，可省略）A1st?2? 1? n? +2Q ?nc?2?2步驟2激勵(lì)力矩計(jì)算Mv （若為柴油機(jī)軸系，方法同動(dòng)

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(lì)力矩功的計(jì)算 WTn Mv A1E k步驟4:阻尼功的計(jì)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(jì)算：步驟5:阻尼力矩功 Wc的計(jì)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(dòng)力放大系數(shù)法步驟6- 10強(qiáng)迫振動(dòng)計(jì)算結(jié)果表:諧Mt中IH1恤用力NAnm"童儲(chǔ)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(jī)陽(yáng)尼功7* YZX6一缸不發(fā)火的扭振計(jì)算1不發(fā)火氣缸的平均指示壓力近似為零，相應(yīng)的氣體簡(jiǎn)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(jì)算公式 計(jì)算。z-12)相應(yīng)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(shí)的簡(jiǎn)諧系數(shù)；、分別為正常發(fā)火與一缸不發(fā)火時(shí)的相對(duì)振幅矢量和，其中aaaE mis按下式計(jì)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(yīng)力和扭矩：第1質(zhì)量振幅為：軸段應(yīng)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(dòng)扭矩為：Tgmis彈性聯(lián)軸器振動(dòng)扭矩為：Trmis7柴油機(jī)激勵(lì)的不均勻柴油機(jī)各缸在允許誤差范圍內(nèi)存在各缸負(fù)荷不均勻情況。因此，柴油機(jī)各缸的激 勵(lì)實(shí)際是不均勻的。柴油機(jī)激勵(lì)的不均勻使軸系的扭振特性惡劣。軸系運(yùn)行時(shí)， 這種激勵(lì)的不均勻一般是：(1) 柴油機(jī)型式不同，激勵(lì)不均勻情況不同。二沖程柴油機(jī)各缸激勵(lì)力矩之差一 般為5%;四沖程柴油機(jī)各缸激勵(lì)力矩之差一般為10%；在軸系的不同運(yùn)行狀態(tài)，柴油機(jī)激勵(lì)不均勻?qū)S系扭振特性的影響不同。一 般，一缸熄火時(shí)的軸系扭振特性受到的影響程度要比軸系正常運(yùn)行時(shí)更大。(3)復(fù)雜軸系考慮柴油機(jī)激勵(lì)的不均

12、勻時(shí)，如多機(jī)軸系除各缸激勵(lì)不均勻外，同 時(shí)，還應(yīng)考慮各臺(tái)柴油機(jī)激勵(lì)的相位角對(duì)這種不均勻產(chǎn)生的影響。8衡準(zhǔn)(摘自：中國(guó)船級(jí)社鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范(2006)第3分冊(cè)第12章第2 節(jié))8.1簡(jiǎn)介軸系扭振計(jì)算衡準(zhǔn)基本上按規(guī)范要求的內(nèi)容。同時(shí)規(guī)范允許某些部件采用制造廠 提供的標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)(IACS)統(tǒng)一要求作為衡準(zhǔn)。8.2適用范圍(1) 主柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，但對(duì)僅在港口航行的船舶且主推進(jìn)柴油機(jī)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(jī)系統(tǒng)；(3) 渦輪機(jī)或電力推進(jìn)系統(tǒng)。8.3扭振計(jì)算書8.3.1扭振計(jì)算書應(yīng)包括：機(jī)型、額定功率、額定轉(zhuǎn)速、軸系布置圖、軸材

13、料的抗 拉強(qiáng)度、系統(tǒng)的扭振當(dāng)量參數(shù)及必要的說明、6所要求的各節(jié)振動(dòng)的霍爾茨表以及相應(yīng)的相對(duì)振幅矢量和、主要諧次的振動(dòng)響應(yīng) 計(jì)算及相應(yīng)的許用值。8.3.2如果裝置在使用中存在不同工況時(shí)，如帶離合器、多機(jī)并車、軸帶發(fā)電機(jī)等 等，均需按不同工況分別進(jìn)行扭振計(jì)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(shí)，則還應(yīng)對(duì)安裝備用螺旋槳的系統(tǒng)進(jìn)行扭振計(jì)算。834對(duì)長(zhǎng)期使用的特殊轉(zhuǎn)速要求，如可調(diào)槳的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍，軸帶發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速范圍等，也應(yīng)加以說明。835對(duì)可調(diào)槳軸系，應(yīng)對(duì)螺距為零和最大時(shí)的扭振進(jìn)行計(jì)算。836對(duì)裝有彈性聯(lián)軸器或齒輪傳動(dòng)裝置的軸系，應(yīng)對(duì)1缸熄火和1缸故障（無壓縮） 情況進(jìn)

14、行扭振計(jì)算。837 般應(yīng)計(jì)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(jiǎn) 諧的振動(dòng)情況。對(duì)柴油機(jī)推進(jìn)軸系，還應(yīng)計(jì)算超過1.2 ne的1節(jié)主簡(jiǎn)諧產(chǎn)生的非共 振情況。8.4許用應(yīng)力8.4.1計(jì)算軸系扭振許用應(yīng)力時(shí)，以軸的基本直徑為基礎(chǔ)，而不計(jì)應(yīng)力集中的影響。 即對(duì)曲軸以曲柄銷直徑為準(zhǔn)，對(duì)中間軸以軸的最小直徑為準(zhǔn)，對(duì)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(zhǔn)。8.4.2主推進(jìn)柴油機(jī)曲軸的扭振許用應(yīng)力應(yīng)不超過按下式計(jì)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(guó)“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(qiáng)度，對(duì)中間軸采用碳鋼和錳鋼時(shí)，女口Rm>600N/mm時(shí)，取600 N/mm；對(duì)中間軸采用合金鋼時(shí)，如 Rm>800N/mm時(shí)，取800N/mm;對(duì)螺旋槳軸和尾軸，如 Rm>600N/mm時(shí)，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(jī)及重要用途的輔柴油機(jī)曲軸與傳動(dòng)軸，以及恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的推進(jìn)柴油機(jī)曲軸，其扭振許用應(yīng)力應(yīng)不超過按下式計(jì)算所得之值：居利I一況時(shí)遙1±范也粗駁許用應(yīng)舟擔(dān)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(jì)算振型扭振應(yīng)力時(shí)，應(yīng)以軸的最小直 徑為基礎(chǔ)，軸系應(yīng)力集中的影響可略而不計(jì)）；（2）施加在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子處的振動(dòng)慣性扭矩,在r =0.951.10范圍內(nèi)應(yīng)不超過 吃Me （Me 額定轉(zhuǎn)速時(shí)的平均扭矩）,在r

18、 <0.95范圍內(nèi)應(yīng)不超過 下Me。847齒輪的許用扭矩：齒輪傳動(dòng)裝置中的齒輪嚙合處的振動(dòng)扭矩，在r =0.91.05 范圍內(nèi)一般應(yīng)不超過全負(fù)荷平均扭矩的 1/3。如果輪齒齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲 應(yīng)力小于CCS“齒輪強(qiáng)度評(píng)定指南”規(guī)定的許用值時(shí)，則可以考慮采用較高的振動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)扭矩應(yīng) 不超過其許用交變扭矩值；瞬時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)不超過其瞬時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的許用交變扭矩值。8.4.8 其他(5)在柴油機(jī)常用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)或特殊使用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，不應(yīng)產(chǎn)生危險(xiǎn)的共振轉(zhuǎn)速。 在r = 0.85時(shí)，由共振上波坡產(chǎn)生的扭振應(yīng)力應(yīng)不超過持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)許用應(yīng)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(yīng)力，應(yīng)不超過規(guī)定的 扭振許用應(yīng)力的1.5倍。根據(jù)制造廠提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或詳細(xì)計(jì)算資料，經(jīng)CCS審 查同意，可采用制造廠提供的扭振許用應(yīng)力(或扭矩)值。曲軸扭振許用應(yīng)力也可按 照國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)統(tǒng)一要求計(jì)算，但應(yīng)按CCS柴油機(jī)曲軸強(qiáng)度評(píng)定指南提交 計(jì)算書。9振動(dòng)的轉(zhuǎn)速禁區(qū)9.1如果軸系振動(dòng)的振幅或應(yīng)力或扭矩超過本章規(guī)定的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的許用值時(shí)，則在這個(gè)共振轉(zhuǎn)速Nc附近應(yīng)設(shè)"轉(zhuǎn)速禁區(qū)"。在此禁區(qū)內(nèi)，機(jī)器不應(yīng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。9.2應(yīng)避開的轉(zhuǎn)速范圍如下:16nc(18-r)nc 18-r169.3如