DK-3型轴系扭振测量仪的设计与实现(精)

DK2Ⅲ型轴系扭振测量仪的设计与实现张艳春,等

DK2Ⅲ型轴系扭振测量仪的设计与实现

DesignandImplementofDK2IIIShaftingTorsionalVibrationMeasuringInstrument

张艳春李彩霞施丽铭徐洪志

2

3

1213

(清华大学热能工程系,北京100084;

河北大学电信学院,河北保定71002;66393部队,河北保定071000)

摘要:介绍了DK2Ⅲ型轴系扭振测量仪的总体设计与各部分功能实现。该型测量仪基于脉冲时序计数原理设计,在前端信号处理部分引入跟踪滤波和峰值时序检测技术,并利用大规模可编程逻辑器件和USB接口完成系统逻辑设计及数据通信。在挠性转子实验台上的扭振测量实验表明,DK2Ⅲ型扭振测量仪可实现轴系扭振的较高精度测量。关键词:扭振测量脉冲时序计数跟踪滤波峰值时序检测轴系中图分类号:TP216+11文献标志码:B

Abstract:Theoveralldesignandfunctionalimplementationof2oduced.Theinstrumenthasbe ende2signedbasedonpulsesequentialcountingprinciple;andonareinvolvedinfrond2endsig nalprocessingsec2tion;byadoptinglargescaledprlandthelogicdesignanddatacommunicatio nareachieved.Theex2perimentcarriedoutonforonalvibrationmeasurementshowsthattheD K2Ⅲinstrumentisabletoaccomplishhighprecisemeasurement.

Keywords:Torsionalvibrationmeasuring Pulsesequentialcounting Tracefiltering Peaksequencedetection Shafting

0引言

在转子动力学研究中,轴系振动的测量分析占有重要的地位。旋转机械轴系扭转振动(以下简称扭振)的形态通常不明显,故因扭振造成的轴系疲劳损伤具有较大隐蔽性。一旦这种疲劳积累到一定程度,就可能导致轴系断裂,其损失将极为惨重。

传统的A/D数据采集卡能同时记录传感器输出信号的振幅和时序信息,而对于扭振测量,只需相应的时序信息就足够了。工程中轴系的扭振幅度往往较小,对于多通道测量来说,要求数据采集卡的采样频率较高,这样就增加了仪器成本。本文基

于脉冲时序计数原理研制的DK2Ⅲ型扭振测量仪,克服了测量齿盘分度不均的影响

[1]

仪器的便携性,已成为数据传输的重要接口方式。

1硬件设计

扭振测量仪硬件总体设计过程是:键相脉冲信号负责将计数器清零并启动计数,齿波形信号经跟踪滤波和峰值时序检测电路转为齿脉冲信号,送入计数器锁存当前计数值并存入FIFO存储器。MCU控制部分负责判断数据状态并读取数据,通过USB接口上传到计算机系统,经计算分析后获得轴系的扭振信息。

测量仪计数时钟为10MHz,在工频转速50Hz下,仪器角分辨率为:

DnnDEG

=

fcTr

=010018°(1)

。工程测量中,轴系所处环境非常

式中:fc为计数频率;Tr为转速周期。

1.1跟踪滤波

为了消除输入信号中的毛刺等高频干扰信号,采用性能优良的集成滤波器MAX297结合锁相环等完成滤波功能。滤波器的拐角频率始终跟随齿波形信号频率的变化,从而获得较好的基频信号,恢复正确的齿脉冲相对时序。

MAX297是8阶低通椭圆开关电容滤波器

[2]

复杂,传感器输出扰动较大,常为幅度不均的波形信号。因此仪器前端采用了跟踪滤波和峰值时序检测的方法,获取正确的齿脉冲时序。计数与逻辑管理等部分采用大规模可编程逻辑器件设计实现,提高了电路集成度。该仪器还采用USB接口进行数据传输。USB接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点,提高了

修改稿收到日期:2008-11-07。

第一作者张艳春,男,1950年生,1977年毕业于清华大学,获学士学位,副教授;主要从事涡轮机强度与振动计算与试验研究。

,其

滚降速度快,从通频带到阻带的过渡带可以做的很窄。

MAX297时钟可调拐角频率范围011Hz～50kHz,时钟

对拐角频率比为50∶1,可外接时钟或使用内部时钟。

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DK2Ⅲ型轴系扭振测量仪的设计与实现张艳春,等

此外,MAX297还有一个独立的运算放大器(反相输入端已接地),可用于后置滤波、反混叠滤波等连续时间低通滤波器。图1

为跟踪滤波部分的设计框图。

线上

[4]

。

图1跟踪滤波部分设计框图

Fig.1Partialdesigndiagramoftracefiltering

图3计数与管理逻辑设计

Fig.3Logicdesignofcountingandmanagement

1.2峰值时序检测

在复杂环境下,电涡流传感器输出的负极性波形信号幅度常常大小不等,若采用传统的固定阈值波形-脉冲转换方法,将会使得脉冲时序提前或延迟,造成较大的圆周角误差,此时即使没有扭振发生,也会得到虚假的扭振信号

[3]

CH372式。0的,,从而可实现符合各种USB类规范的设备。

CH372在计算机端提供了应用层接口,它是由CH372动态链接库DLL提供的面向功能应用的API,

解决,测出峰值相对时序,。

较后转换为峰值脉冲信号,从而得到正确的齿波形峰值时序,如图2

所示。

所有的API在调用后都有操作状态返回,但不一定有应答数据。这些API包括设备管理API、数据传输

API、中断处理API。因此,CH372的软件编程接口简

洁易用,与本地端的单片机通信非常方便。

MCU控制单元负责控制CPLD读取计数值,缓冲数据,控制USB接口芯片完成与计算机的数据传输,处理状态信息的读写与显示等功能。MCU选用AT2

图2基于相位延迟的峰值时序检测

Fig.2Timingpeakdetectionbasedonthephasedelay

MEL公司的AT89C52,Flash型51芯片,通用性强、软

件编程方便。图4为USB

接口实现框图。

该部分设计中,信号延迟时间受输入信号频率f

的影响。结合模拟电路知识和比较器的原理,当选择

πf?L1νR19+R16时,其影响合适的L及R值,满足2即可忽略。

1.3计数与管理逻辑

计数与管理逻辑电路采用大规模可编程逻辑芯片

CPLD设计实现。本文采用Xilinx公司的XC95288XL。

图4USB功能实现框图

Fig.4ImplementationdiagramofUSBfunction

该芯片具有288个寄存器、6400个有效门电路,最高工作频率可达95MHz、逻辑门传输时间为10ns,而本

设计中计数时钟周期为100ns,计算验证该部分传输时延造成的误差可忽略。结构设计如图3所示。1.4MCU控制与USB接口

USB接口部分采用南京沁恒公司的芯片完成。

CH372是USBV111全速设备接口芯片,内置了USB通

理论上,当轴转速为3000r/min,测盘齿数为120,

4个通道工作时,需要的USB数据传输速率至少为:

4×4×120=96ksps

60

(2)

在实验室测试本仪器USB接口上传速率为18112ksps,完全满足扭振测量的需要。信中的底层协议,具有8位数据总线和读/写控制线及中断输出,可以方便地挂接到单片机等控制器的系统总

《自动化仪表》第30卷第2期2009年2月

2软件设计

测量软件界面采用VisualBasic语言(以下简称

71

DK2Ⅲ型轴系扭振测量仪的设计与实现张艳春,等VB)编程实现。VB提供了数据控件(datacontrol)、数

倍频(即轴转动角频率)31Hz和二倍频62Hz信号。另外与轴系重力矩影响有关的715Hz谱线(一倍频和

[2]

一阶扭振固有频率的差值)也得到了体现。图中还包括高阶次倍频信号。

此外,对测量用的轴系应用分段连续质量模型的方法进行了扭振固有频率的数值计算,得到轴系的一阶扭振固有频率为23151Hz,可见数值计算与实验测量结果吻合很好。实验还采用本所早年研制的DK-ⅡA型扭振测量仪前端信号处理的方法对同一转子轴系进行了扭振测量,其中转子扭振一阶固有频率湮没在背景的杂波中,不易识别。这也表明采用本文所述前端信号处理的方法在复杂环境下对轴系扭振固有频率的测量取得了较高的精度。

[3]

据管理器(datamanager)及数据访问对象(DAO)等功能强大的工具,很容易连接到Access数据库文件。软件还结合Matlab语言的COM组件技术,编制了信号处理模块,实现了VB与Matlab的混合编程,达到了强化信号处理功能、美化人机交互界面的效果。图5为

软件功能结构图。

图5软件功能结构图

Fig.5Structureofsoftwarefunction

4,,前端信号处,提高了抗

。在模拟复杂环境下对扭振频率的测量,获得了较高的精度。另外采用MCU和USB接口实现数据传输与控制,增强了接口通用性和仪器便携性。大规模可编程逻辑器件的应用,也大大提高了电路设计集成度,增加了稳定性。本文开发的

DK2Ⅲ型轴系扭振测量仪对于轴系扭振的测量,具有一定的应用价值和研究意义。参考文献

[1]傅海忠.用于大型旋转轴系的扭转振动测量技术的研究[D].

3实验验证

。并对扭振波形进行了数字信号处理与分析,获得了满意的效果。图6为轴系转速为1860r/min时扭振波形的现代功率谱图(固有频率测量)

。

北京:清华大学,1990.

[2]何成兵.汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动研究[D].北京:华北

电力大学,2003.

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[6]王治国.汽轮发电机转子系统扭转振动及其控制过程研究[J].

图6扭振波形现代功率谱图

Fig.6Modernpowerspectrumoftorsionalvibrationwaveform

由图6可知,轴系一阶扭振固有频率2315Hz,一

上海大中型电机,2007(2):22-23.

(上接第69页)

[4]郑丹丹,刘明兰,何超.基于GPRS/GSM的电梯远程监控系统设

监控、安防监控等各个方面,具有一定的应用价值和研

究意义。

参考文献

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轴系扭振

汽轮发电机组的轴系扭振 电力系统的某些故障和运行方式，往往导致大型汽轮发电机组的轴系扭转振动，以致造成轴系某些部件或联轴器的疲劳损坏。轴系扭振是指组成轴系的多个转子，如汽轮机的高、中、低压转子，发电机、励磁机转子等之间产生的相对扭转振动。随着汽轮发电机组单机容量增大，轴系的功率密度亦相对增大，以及轴系长度的加长和截面积相对下降，整个轴系成为一个两端自由的弹性系统，并存在着各种不同振型的固有的轴系扭转振动频率。同时随着大电网远距离输电使系统结构和输电技术愈趋复杂。由于这两方面的原因，电力系统因故障或运行方式的改变所引起的电气系统与轴系机械系统扭振频率的耦合作用，将会导致大型汽轮发电机组的轴系扭转振动，严重威胁机组的安全运行。 产生轴系扭振的原因，归纳起来为两个方面：一是电气或机械扰动使机组输入与输出功率（转矩）失去平衡，或者出现电气谐振与轴系机械固有扭振频率相互重合而导致机电共振；二是大机组轴系自身所具有的扭振系统的特性不能满足电网运行的要求。因此，无论产生的原因如何，从性质上又可将轴系扭振分为：短时间冲击性扭振和长时间机电耦合共振性扭振等两种情况。 从原则上讲，电力系统出现的各种较严重的电气扰动和切合操作都会引起大型汽轮发电机组轴系扭振，从而产生交变应力并导致轴系疲劳或损坏，只是其影响程度随运行条件、电气扰动和切合操作方式、频率（次数）等不同而异。其中影响较大的可归纳为以下四个方面： 1．电力系统故障与切合操作对轴系扭振的影响：通常的线路开关切合操作，特别是功率的突变和频繁的变化；手动、自动和非同期并网；输出线路上各种 类型的短路和重合闸等都会激发轴系的扭振并造成疲劳损伤。 2．发电厂近距离短路和切除对轴系扭振的影响：发电厂近距离（包括发电机端）二相或三相短路并切除以及不同相位的并网，都会导致很高的轴系扭转机械 应力。例如在发电机发生三相短路时，短路处电压下降接近于零，于是在短 路持续时间内，一方面与短路前有功负荷对应的同步电磁转矩接近于零，同 时发电机因短路并以振荡形式出现的暂态电磁转距将激发起整个轴系的扭 转振动。 3．电力系统次同步振荡对轴系扭振的影响：在电力系统高压远距离输电线路上，当采用串联补偿电容用以提高输电能力时，该电容器同被补偿的输电线 路的电感，将构成L-C回路（略去回路电阻）并产生谐振。当电网频率与上 述的谐振频率的差值与轴系某一机械固有扭振频率相同或接近时，则上述的 电气谐振与机械扭振合拍并相互激励，从而给机组轴系的安全运行构成严重 的威胁。由于电气谐振频率低于电网频率，通常称为次同步振荡。 4．电力系统负序电流对轴系扭振的影响：发电机定子绕组中的负序电流可由三相负荷不平衡、各种不对称短路、断线故障引起。负序电流相当于一个外力 源，因此由负序电流产生的轴系扭振有别于上述的自激扭振，并称之为强迫 扭振。负序电流在电机中产生的旋转磁场与转子的励磁磁场相互作用，并产 生交变转矩作用在轴系上，如果这一交变转矩的频率同机组轴系某一个固有 的扭振频率重合，就会激发起轴系的扭振。 预防和抑制轴系扭振的措施可以从设计制造、运行方式，机—电配合、在线监测等几个方面针对不同的情况采取相应的措施。 设计制造，是指包括汽轮发电机轴系扭振频率、绕组的设计、选材、工艺和机械加工以及输电系统的线路的结构方式、继电保护、控制手段以及串联电容补偿方式的设计与选择

船舶轴系校中心得体会

船舶轴系校中心得体会 工厂实习时，机装车间经验丰富的老师傅向我们重点介绍了船舶轴系如何校中的工艺过程，这是船舶建造中非常关键的一步，很大程度上决定着所造船舶的性能好坏。这个环节有严格的工艺规范，同时不同船厂的师傅们在从事这个环节的工作时，都会摸索出适于实际的工作方法和解决相关问题的捷径。 船舶轴系校中规定了船舶轴系校中通用工艺的安装前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。 安装前准备时十分重要，要熟悉了解并掌握主机、轴系及其安装的所有设计图纸、产品安装使用说明书等技术文件。师傅们需要到仓库领取配套设备必须检查其完整性，并核对产品铭牌、规格、型号。检查设备的外观是否有碰擦伤、油漆剥落、锈蚀及杂物污染等。检查所有管口、螺纹接头等的防锈封堵状态。对检查完毕的配套设备必须有相应的保洁、防潮、防擦伤等安全措施。对基座、垫块、调整垫片等零部件必须按图纸等有关文件进行核对。 它的工艺要求主要有主机吊装和初步定位应符合设计图纸要求。轴系校中连接法兰镗孔应符合设计图纸；轴系校中、连接、负荷测量符合图纸和《轴系校中计算书》要求；主机曲柄差和轴承间隙符合主机制造厂要求。 具体作业内容： 1.船下水48小时以后，船舶处于漂浮状态，螺旋桨大部分浸入水中。艉轴管充满滑油。 2.检查艉轴管法兰相对船台时做的基点位置，使艉轴中心与轴线偏差小于0.1mm。 3.首先在螺旋桨轴法兰后部适当处安装一个临时支撑，然后再上方增加一个规定值，然后在上方增加一个规定值的力，在中间轴前法兰后部适当安装一个临时支撑。 4.调整中间轴直到螺旋桨轴法兰和中间轴后法兰之间的法兰偏移和开口值出现为止，偏移校准值允许偏差为+0.10mm,曲折校准值偏差允许值为+0.05mm,检查并记录数据。 5.调整主机前后高度，直到中间轴前法兰和主机输出法兰之间的法兰偏移和开口值出现为止，偏移校准值允许偏差为+0.10mm,曲折校准值偏差允许值为

轴系扭振

电信号扰动下的轴系扭振 摘要 本文用一种改进的Riccati扭转传递矩阵结合Newmark-β方法研究非线性轴系的扭转振动响应。首先，该系统被模化成一系列由弹簧和集中质量点组成的系统，从而建立一个由多段集中质量组成的模型。第二，通过这种新发展起来的程序可以从系统的固有频率和扭振响应中消除累计误差。这种增量矩阵法，联合结合了Newmark-β法改进的Riccati扭转传递矩阵法，进一步应用于解决非线性轴系扭转振动的动力学方程。最后，将一种汽轮发电机组作为一个阐述的例子，另外仿真分析已被应用于分析典型电网扰动下的轴系扭振瞬时响应，比如三相短路，两相短路和异步并置。实验结果验证了本方法的正确性并用于指导涡轮发电机轴的设计。 关键词：传递矩阵法；Newmark-β法；汽轮发电机轴；电学干扰；扭转振动 1.引言 转子动力学在很多工程领域起着很重要的作用，例如燃气轮机，蒸汽轮机，往复离心式压气机，机床主轴等。由于对高功率转子系统需求的持续增长，计算临界转速和动态响应对于系统设计，识别，诊断和控制变得必不可少。由于1970年和1971年发生于南加州Edison’sMohave电站的透平转子事故，业界的注意力集中在由传动行为导致的透平发电机组内的轴的扭转振动。当代的大型透平发电机组单元轴系系统是一种高速共轴回转体。它是由弹性联轴器连接，由透平转子，发电机和励磁机组成。电力系统故障或操作条件的变化引起的机电暂态过程可能导致轴的扭转振动，而轴的扭转振动对于设计来说是非常重要的。对于透平发电机轴系扭振的研究，如发生次同步谐振和高速重合，基本的是对固有频率和振动响应的计算的研究。 当前，有限元法和传递矩阵法是最流行的两种分析轴系扭振的方法。有限元法（FEM）通过二阶微分方程构造出转子系统直接用于控制设计和评估，而传递矩阵法 （TMM）解决频域内的动态问题。TMM使用了一种匹配过程，即从系统一侧的边界条 1

船舶轴系扭振计算步骤2006

船舶轴系扭振计算 1 已知条件 轴系原始资料 2 当量系统 2.1惯量计算（或给定） 2.2 刚度计算（或给定） 2.3 当量系统转化，即将系统转化成惯量－刚度系统，并给出当量系统图以及相关参数（见表） 当量系统参数

3 固有频率计算（自由振动计算并画出振型图） Holzer表 4 共振转速计算 5强迫振动计算(动力放大系数法的计算步骤) 步骤1：激励计算

步骤2：计算第1惯性圆盘的平衡振幅 步骤3：计算各部件的动力放大系数

步骤4：求总的放大系数 d r s p e Q Q Q Q Q Q 111111++++= 步骤5：计算第1质量的振幅 A ＝Q ×A 1st 步骤6：轴段共振应力计算 101,A k k ?=+ττ 步骤7：共振力矩计算 步骤8：非共振计算 2 22 2 1111??? ? ??+??? ???????? ? ??-= c c st n n Q n n A A 步骤9：扭振许用应力计算（按CCS96规范） 步骤10：作出扭振应力或振幅－转速曲线 能量法计算步骤： 步骤1 相对振幅矢量和的计算（如为一般轴系，可省略） 步骤2 激励力矩计算M v （若为柴油机轴系，方法同动力放大系数法步骤1；若为一般轴系，则已知条件给定） 步骤3：激励力矩功的计算 ∑=k T A M W απν1 步骤4：阻尼功的计算 各部件的阻尼功

部件外阻尼功的计算： 步骤5：阻尼力矩功W c 的计算(为系统各部件总阻尼功之和) +++++=cr cs cp cd ce c W W W W W W 步骤6：求第1质量振幅A1 c T W W A = 1 步骤7－11同动力放大系数法步骤6－10 强迫振动计算结果表：

航速及螺旋桨计算书设绘通则

航速及螺旋桨计算书设绘通则

1 主题内容与适用范围 1.1主题内容 航速及螺旋桨计算书是计算船舶在要求吃水状态下的阻力、航速、螺旋桨几何要素、螺旋桨的强度校核、空泡校核、系柱推力和转速、重量、惯量及螺旋桨特性等。为绘制螺旋桨图和进行轴系扭振计算提供依据。 1.2适用范围 应用MAU型或楚思德B型螺旋桨设计图谱设计常规螺旋桨并计算航速。 2 引用标准及设绘依据图纸 2.1引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 a) GB4954-84 船舶设计常用文字符号 2.2 编制依据图纸 a)技术规格书或设计任务书； b）总布置图； c）静水力曲线图或表； d）阻力估算方法或船模试验报告； e）螺旋桨设计图谱； f）主机主要参数及特性曲线； g）减速齿轮箱主要参数。 3 基本要求 提供完整的航速及螺旋桨计算书。 4 内容要点 4.1 计算说明 说明应用上海船舶研究设计院电子计算机程序SC88-CR158计算或应用何种螺旋桨设计图谱直接计算。 4.2 主要参数 4.2.1 船舶数据：主尺度（见表1）、船型系数（见表2）。

船舶主尺度表1 船型系数表2 4.2.2 主机参数：型号X台数、额定功率、额定转速、转向（见表3）。 主机参数表3 4.2.3 减速齿轮箱参数：型号、台数、减速比（见表4）。

减速齿轮箱参数表4 4.2.4 螺旋桨设计要求：主机功率、螺旋桨设计转速、螺旋桨只数、螺旋桨浸深、螺旋桨旋向、桨叶形式和叶片数、桨毂形状和尺度（见表5）。 螺旋桨设计要求表5 4.3 计算阻力、有效功率曲线 根据阻力计算公式及图谱计算实船阻力或按船模试验报告换算实船阻力，绘制有效功率曲线。 4.4 推进因子及螺旋桨收到功率 根据船型特点、主机和齿轮箱参数、船模试验或应用经验公式确定轴系传递效率、螺旋桨收到功率、伴流分数、推力减额分数、相对旋转效率、船身效率。 4.5 航速计算 应用螺旋桨设计图谱计算。 4.6 螺旋桨空泡校核 应用伯努利及各种定理推导出校验空泡的衡准数，若不产生空泡的条件可直接应用勃力尔空泡图。 上述计算中应用的符号及单位，见表6。

轴系对中工艺中文版

轴系校中工艺 1．概述： 长轴系、单轴平行布置，其中间轴、艉轴的主要参数如下： 1.1 艉轴：长7945mm 基本轴颈φ545mm 重14600kg 1.2 中间轴Ⅰ：长6930mm 基本轴颈φ445mm 重8940kg 1.3 中间轴Ⅱ：长7480mm 基本轴颈φ445mm 重9609kg 本工艺是按韩国现代主机厂的轴系校中计算书而编写的，为校核校中的安装质量；按要求，在轴系联接安装后尚需进行前艉管轴承、中间轴承及主机最后两档轴承的冷热态负荷测量。 2轴系校中工艺的编写依据 2．1 轴系校中计算书 2．2 轴系布置图K4300440 2．3 艉轴管装置图K4330450 2．4 中国造船质量标准CSQS 2．5 MBD 生产建议 3船台排轴校中的环境要求及流程 3.1要求： a.)主机安装到位，主要部件已装配完，主要部件螺栓按要求锁紧，机 外接口未安装（排气、滑油、启动空气等）. b.)具备盘车条件 c.)大链条按要求锁紧 d.)船舶在船台上 e.)主机机座扭曲在船台已向船东提交 3.2流程 3.2.1校中前应在F17及F32位置装妥可调临时支撑二只，将中间轴排放好， 临时支撑的架设必须有足够的强度。 3.2.2 艉轴安装到位后，在艉轴法兰上外加7000Kg的力，且艉轴法兰左右 及下方用螺栓顶牢，使艉轴所施加的压力不变，左右位置不变。 3.2.3调整中间轴的二只临时支撑，使艉轴与中间轴Ⅱ、中间轴Ⅱ与中间轴 Ⅰ的法兰对中数据符合表1 3.2.4顶丝 表

1的要求。应注意在调整主机座的同时，使主机曲轴开档满足MBD 的要求 3.2.5上述各法兰处的曲折(SAG)/偏移(GAP)允许误差为±0.1mm. 3.2.6考虑到主机所浇注的环氧树脂垫片的干涸过程中约有1/1000的收缩 量，所以在调整主机座时，应有意识地将主机稍稍顶高，顶高的具 体数据应根据垫片的厚度来确定。(即:δ/1000 ;δ为最终垫片厚度 40~60mm,浇注目标厚度为50mm) 3.2.7螺旋桨轴与中间轴Ⅱ、中间轴Ⅱ与中间轴Ⅰ以及中间轴Ⅰ与主机飞轮 端法兰处的联轴节数据调妥后（但不去掉7000 kg附加力），检查如 下对中数据，并经检查员确认提交给船东、船检。 a.) 法兰对中的偏移（sag）和开口（gap）。（见如上表1） b.) 主机机座的水平挠度（sag）（在此阶段，此数据仅供参考）;(用拉线 法---详见附件八) c.) 主机机座的扭曲（详见附件九）（船台测量并提交船东、船检） d.) 第九缸曲轴甩档. e.) 主机最后两档轴承间隙(0.40mm~0.58mm) 3.2.8在此过程中，应检查轴法兰的对中情况,以便能及时发现偏差做出纠正， 并最后向检查员、船东、船检报验。对中数据经检查合格，并得到确认后，用液压螺栓将轴系进行临时联接，（联结前去掉7吨附加力）. 3.2.9 船舶下水 3.2.10 船舶下水后第二或第三天，拆卸连接轴系法兰的临时液压螺栓，检 查开口及偏移值.（此值仅作为参考） 4.水上轴承负荷测量 4.1 轴承负荷测量的前提条件

某船舶推进轴系扭振计算分析-不错的论文(精)

第22卷 第5期（总第131期）2011年10月 船舶 SHIP&BOAT Vol.22No.5October，2011 ［船舶轮机］ 某船舶推进轴系扭振计算分析 金立平 （吉林省地方海事局 ［关键词］船舶推进轴系；有限元；转动惯量；扭振［摘 要］提高轴系扭振计算精度，必须有精确的原始参数，以准确掌握船舶轴系扭振情况。在有限元分析软件 中，建立曲柄半拐等的三维模型，用有限元分析方法精确的确定了各质量、轴段的转动惯量、扭转刚度等精确原始参数。基于建立的实船轴系当量系统，计算出了各结自由振动的频率及对应的共振转速，自由端和飞轮输出端的振幅，分析了轴段应力和扭矩随曲轴转角及转速的变化关系。结果表明在整个转速范围内，扭转振幅小于限定值，轴段的最大扭矩和应力均小于材料许用值，本船舶轴系扭转振动状况是良好的。 ［中图分类号］U664.21 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2011）05-0046-04 长春130061）Torsionalvibrationcalculationandanalysisofashippropulsionshaft JINLi-ping （JiLinLocalMaritimeSafetyAdministration，Changchun130061） Keywords：marinepropulsionshafting；FEM；inertiamoment；torsionalvibration Abstract：Thepreciseoriginalparametersarecriticalforimprovingthecalculationaccuracyofshafttorsi onalvibration.Athree-dimensionalmodeofahalfcrankisestablishedinthefiniteelementanalysissoftwaretoaccurate lycalculatetheoriginalparameterssuchasthemomentofinertiaandtorsionalstiffnessofeachs haftsection.Basedontheestablishedrealshipshaftingequivalentsystem,thispapercalculatedt hefreevibrationfrequencyandthecorrespondingresonancespeed,aswellasthevibrationampl itudeofthefreeendandtheflywheeloutputend,analyzedtherelationshipofthestressandtorque ofshaftsandthecrankangleandenginespeed.Theresultsshowthatinthewholespeedrange,thet

船舶轴系校中流程及示意图

个人收集整理-ZQ 轴系校中流程及示意图 安装顺序是从船尾向船首逐根定位，先定位尾轴（螺旋桨轴），再定位中间轴，再定齿轮箱，最后对主机，以上校中均以检验一对法兰地偏移和曲折地方法来对中轴系.此种方法均以检验一对法兰地偏移和曲折地方法来对中轴系.检验顺序是从船尾向船首逐根定位，先定位中间轴，再定齿轮箱、推力轴或主机（规范要求偏移应≤0.05mm，曲折应≤0.1mm）. 目前，对法兰上地允许偏中值逐步放宽，一般偏移≤0.1mm、曲折≤0.15mm，而有些国家放宽到偏移≤0.3mm,曲折≤0.3mm，通过大量地实例证明，对法兰上允许地偏中值作出过高地硬性规定是不符合轴系实际工作情况地，另外在毫不考虑其结构特点地情况下，对各种轴系法兰上允许地偏中值采取统一地硬性规定，这也是不科学地. 在进行轴系校中时，为使其支承轴承上地负荷处于允许范围内，只要将轴承上地允许负荷换算成连接法兰上地允许偏移、曲折值，从而可用限制法兰上允许偏移、曲折值以限制轴承上地允许负荷，达到按轴承上允许负荷校中地目地.根据目前最新规范要求，一般大型船厂都开始采用中间轴承负荷测量地方法来检验轴系安装地是否符合要求. 现在地低速机一般都采用顶升试验来对中（也就是测量各段轴承负荷）地方法，当各轴承地负荷均在可以接受地范围内时，就视为对中是合理地.大家有没有兴趣详细地讨论一下？ 根据整个轴系地长度，一般超过20m地轴系就不能采用拉线法，均需使用激光直准仪来确定轴系中线，当然其过程种还涉及到很多其它方面地因素（如船台倾斜角度、天气温度、船体震动等）， 轴系校中方法一般有三种：平轴法、负荷法、合理校中法；修船从前向后；造船从后向前 平轴法用于中小型船舶，对于螺旋桨轴径＞３００地船舶，ＣＣＳ要求按合理校中法校中.但目前不少船厂不管轴径多大都用平轴法校中，原因如下：１，合理校中计算书不完善，缺少基本地校中图（法兰地偏移和曲折）及基本地数据，如顶举系数等等.２，工厂缺少这方面地技术力量.３，缺少基本地工具，如液压泵和油顶等等. 本人地观点：对于大型船舶合理校中应该推广.它考虑了轴承负荷地均匀性、齿轮箱和主机地热膨胀性及船舶地变形影响等等.在合理校中计算中有一步是计算平轴法校中地轴承负荷，然后计算合理校中冷态、热态各轴承负荷，仔细研究可知，平轴法校中，有地轴承负荷是负值，即轴承给轴地力不是向上，而是向下，特别是尾轴比较短地尾管前轴承和齿轮箱前轴承处易产生这种情况. 楼上朋友所说地情况在目前中国很多船厂都是普遍存在地事实（无依据、无技术、无工具），这主要还是“中间轴承负荷测量法”没有普及以及和国家法规地执行力度有关，当然这也是我们和世界先进技术地差距所在，个人认为不科学、不合理地工艺应该及时纠正！ 据我所知，年国家将开始重点整治国内造船业，其中（船舶生产企业生产条件基本要求及评价方法）和（压载舱涂层标准）地执行将会使很多船厂（以中小型不正规）面临巨大地考验！ 轴系校中地规范依据必须是船体交出地（中线）和（基线）是正确合理，否则一切都是做无用功！ 二、再说说楼朋友提出地问题： 新建船舶在轴系找中前，船体必须要向轮机提交（基线）、（中线）两条基准线，而提交这两条线船体建造必须具备以下主要条件： 、机舱前舱壁以后和上甲板以下地船体结构地主要焊接工作和矫正工作应结束； 、机舱前舱壁向船首地一条环形大接缝焊装结束； 、主船体尾部区域地双层底、尾尖舱，机舱内与船体连接地舱室和箱柜地密性试验工作应结束，固体压载安装固定； 、拆除上述区域所有地临时支撑. 否则提交不符合规范要求. 1 / 1

船舶轴系扭振计算步骤2008

船舶轴系扭振计算的一般步骤 （能量法和放大系数法） 1 已知条件 轴系原始资料

2 当量系统 2.1惯量计算（或给定） 2.2 刚度计算（或给定） 2.3 当量系统转化，即将系统转化成惯量－刚度系统，并给出当量系统图以及相关参数（见表） 当量系统参数 3 固有频率计算（自由振动计算并画出振型图） Holzer表 4 共振转速计算

5强迫振动计算(动力放大系数法的计算步骤) 步骤1：激励计算

步骤2：计算第1惯性圆盘的平衡振幅 步骤3：计算各部件的动力放大系数 步骤4：求总的放大系数 d r s p e Q Q Q Q Q Q 111111++++= 步骤5：计算第1质量的振幅

A ＝Q ×A 1st 步骤6：轴段共振应力计算 101,A k k ?=+ττ 步骤7：共振力矩计算 步骤8：非共振计算 2 22 2 1111??? ? ??+??? ???????? ? ??-= c c st n n Q n n A A 步骤9：扭振许用应力计算（按CCS96规范） 步骤10：作出扭振应力或振幅－转速曲线 6强迫振动计算(能量法的计算步骤) 步骤1 相对振幅矢量和的计算（如为一般轴系，可省略） 步骤2 激励力矩计算M v （若为柴油机轴系，方法同动力放大系数法步骤1；若为一般轴系，则已知条件给定） 步骤3：激励力矩功的计算 ∑=k T A M W απν1 步骤4：阻尼功的计算 各部件的阻尼功 部件外阻尼功的计算：

步骤5：阻尼力矩功W c 的计算(为系统各部件总阻尼功之和) +++++=cr cs cp cd ce c W W W W W W 步骤6：求第1质量振幅A1 c T W W A = 1 步骤7－11同动力放大系数法步骤6－10 强迫振动计算结果表： 7 一缸不发火的扭振计算 1）不发火气缸的平均指示压力近似为零，相应的气体简谐系数为bv ；其他气缸的平均指示压力pimis 为： i i mi s p z z p 1 -= N/mm2；式中：z-气缸数,pi 按前面计算公式计算。 2）相应的Cimis 为：v im is v im is b p a C += 3）一缸不发火影响系数为:∑∑=a C a C mis imis νγ 式中：Cv 、Cvmis ——分别为正常发火与一缸不发火时的简谐系数； ∑a 、∑mis a 分别为正常发火与一缸不发火时的相对振幅矢量和，其中∑mis a 按下式计算： ∑∑∑==+=z k z k k k k k k k mis a a a 1 1 2 ,12 ,1)cos ()sin (νζβνζβ 不发火缸vmis k C b νβ= ，其他气缸为1； 4）一缸不发火的振幅、应力和扭矩： 第1质量振幅为： 11A A mis γ= 轴段应力为： 1,!,1++=k k k m isk γττ 齿轮啮合处振动扭矩为：G gmis T T γ= 弹性联轴器振动扭矩为：R rmis T T γ=

船舶主机和轴系国赛题库拟新增题目

一、动力装置设计新增题目 01．潜艇一般不考虑使用( )。 A.电力推进 B.燃气轮机动力装置 C.喷水推进 D.核动力 答案：B 02．船舶动力装置的类型一般是以( )的型式来命名的。 A.螺旋桨 B.推进器 C.所使用燃料 D.主机 答案：D 03．船舶续航力的确定主要是依据船舶的( )和航区。 A. 用途 B.排水量 C.航速 D.吃水 答案：A 04.理想的轴线最好与船体基线平行的目的是( )。 A. 美观 B. 减轻轴系重量 C. 避免推力损失 D. 没有原因，习惯而已 答案：C 05.双轴系船舶的轴线相对于船舶纵舯剖面对称，其目的是( )。 A. 重量平衡 B.推力平衡 C.设计时画图方便 D. 没有原因，习惯而已答案：AB 06.下列工作属于轴系布置设计的工作范畴的是( )。 A.确定轴线数目、位置 B. 确定轴承位置、间距 C.确定主机型号 D. 确定主机位置 答案：ABD 07螺旋桨轴尾部锥体的键槽底部的圆角半径应不小于锥部大端直径的( )。 A. 1/10 B. 1/15 C. 1/20 D.1/25 答案： D 08.螺旋桨轴为了与前面的中间轴连接，其首部可能选用( )的结构型式。 A.锥体加螺纹 B.整锻法兰 C.圆柱形光轴 D.焊接法兰 答案：ABCD 09.船舶轴系中，有可能包覆玻璃钢的是( )。 A.螺旋桨轴 B.中间轴 C.推力轴 D.以上都对 答案：A 10.螺旋桨轴上包覆玻璃钢的部位是( )。 A.轴颈 B.轴干 C.尾锥体 D.首部密封装置之前的轴段 答案：B 11.中间轴之所以设置轴颈，有可能是为了安装( )。 A. 中间轴承 B.隔舱填料函 C.推力轴承 D.轴系制动器 答案：ABD 12. 铰制孔螺栓的白位长度与法兰总厚度相比较，一般( )。 A.长1-2牙 B.短1-2牙 C.相等 D.没有要求 答案B

船舶轴系校中的原理及方法分析

船舶轴系校中的原理及方法分析 【摘要】船舶轴系是船舶动力装置的重要组成部分之一。本论文对影响轴系校中质量有关发面进行了分析，同时介绍了轴系校中的一些方法。最后以水下轴系校中为例，从中提出轴系校中工艺方面的意见，确保整个轴系在安装过程中，尽可能接近轴系校中计算书所计算出的状态。 【关键词】船舶；轴系；校中；安装；工艺 1.影响船舶轴系校中质量优劣的因素主要有 1.1传动轴的加工精度 传动轴（包括艉轴、中间轴、推力轴）是组成轴系的主要部件，在加工制造时必须按照规定的精度要求进行加工。若加工误差过大，传动轴对轴系校中的质量会造成不良的影响。 1.2轴系的安装弯曲 在安装轴系时，为获得良好的校中质量，往往将轴系按一定的弯曲状态敷设，也就是轴系的安装弯曲。但，当轴系存在安装弯曲时，在各支承轴承上就会造成附加负荷，该附加负荷的大小及方向由轴系的弯曲度及方向所决定。 1.3船体变形 船体在安装轴系范围内发生变形则会造成安装在其上的轴系随之发生弯曲。轴系的这种弯曲是附加的，且往往使难以控制。 1.4轴法兰端的下垂 各轴端因自重或其他载荷的作用而引起轴系的下垂，以至造成主机和基座高度的改变，或重镗尾轴管。 影响轴系校中质量的因素，除上述几种之外，还包括轴系的结构设计、尾轴管轴承中的油膜、海水或润滑油压力的影响，螺旋桨水动力不平衡力矩及推力中心偏心所形成力矩的影响，减速齿轮箱运转时温升的影响等。在研究轴系校中质量时，这些因素均应予以考虑或研究。 2.船舶轴系校中指导 2.1轴系校中方法 轴系校中的方法一般有三种：平轴法、负荷法、合理校中法。修船从前向后，造船从后向前，平轴法用于中小型船舶，对于螺旋桨>300mm的船舶，我国船级社要求按合理校中法校中。轴系合理校中是通过校中计算确定各轴承的合理变位，使支撑螺旋桨的艉管后轴承的负荷减为最小；把轴承的负荷限制在某个最大与最小值间的范围内；把轴的弯曲应力也限制在允许值内；使施加到柴油机输出法兰的弯矩与剪力在允许范围内等。此种校中方法更贴合实际，避免校中不良而引起的严重后果。轴系合理校中一般分为：静态校中（热态、冷态、安装状态）、动态校中、运转状态校中。 2.2轴系校中时需要进行的计算 （1）进行轴系各结构要素的处理、建立轴系计算的物理模型。 （2）计算按直线校中时轴系各支座处的弯矩、反力、挠度及截面转角。 （3）计算能表征轴承负荷与位移关系的轴承负荷影响数(必要时也计算弯矩影响数)。 （4）根据给定的约束条件，用线性规划法或试错法确定轴承的最佳位移或合理位移量。

轴系扭振计算例子

1 轴系基本数据 轴系布置数据 船舶类型海船 安装类型螺旋桨 中间轴连接方式键槽 减振器无 弹性联轴器无 齿轮箱无 总质量数12 主支质量数12 1级分支数0 2级分支数0 柴油机基本参数 型号7S60MC 制造厂/ 气缸数目7 冲程数 2 气缸型式直列 额定功率(kW) 13570 额定转速(r/min) 105 最低稳定转速(r/min) 30 缸径(mm) 600 活塞行程(mm) 2292 往复部件重量(kg) 5559 平均有效压力(MPa) 1.7 连杆中心距(mm) 2628 发火顺序1-7-2-5-4-3-6 机械效率0.83 第1气缸质量号 2 螺旋桨基本参数 型号Fault 制造厂Fault 直径(mm) 700 叶数 4 盘面比0.7 螺距比 1.1 转动惯量(kg.m^2) 230 螺旋桨所处单元号12

2 系统当量参数表 序号分支号惯量(Kgm^2) 刚度(MNm/rad) 外径(mm) 内径(mm) 传动比标识 1 0 209.0000 1329.787 2 672.0 115.0 1 2 0 10171.0000 1095.290 3 672.0 115.0 1 气缸#1 3 0 10171.0000 1135.0738 672.0 115.0 1 气缸#2 4 0 10171.0000 1054.8523 672.0 115.0 1 气缸#3 5 0 10171.0000 1055.9662 672.0 115.0 1 气缸#4 6 0 10171.0000 1133.7868 672.0 115.0 1 气缸#5 7 0 10171.0000 1165.5012 672.0 115.0 1 气缸#6 8 0 10171.0000 1538.4615 620.0 115.0 1 气缸#7 9 0 3901.0000 3115.2648 620.0 115.0 1 推力轴 10 0 5115.0000 60.3500 480.0 0.0 1 中间轴 11 0 613.9000 166.8335 590.0 0.0 1 螺旋桨轴 12 0 75197.0000 1.0000 100.0 0.0 1 螺旋桨

64m起锚供应船轴系校中安装工艺分析

64m起锚供应船轴系校中安装工艺分析 张洁玫 关键词　供应船　轴系校中　安装工艺 1　轴系校中工艺介绍 轴系按照新造船舶校中方法安装时,首先根据轴系理论中心线确定好尾轴管和主机的位置,安装好主机座、尾轴管、尾轴和螺旋桨,再进行中间轴的校中和固定工作。 轴系校中法可分为平轴法、轴承负荷校中法、计算校中法和最佳校中法。 评价轴系校中合理化的依据,不是以其敷设的几何形状是否为直线,而是以作用在轴和轴承上力的大小及其分配是否合理为依据,不仅是局部而且是全部轴系装置,不仅静态而且动态均须满足钢质海船规范要求。轴系按照理论中心线排列成一条直线的方法,在生产中往往做不到,而且也不合理。随着船舶大型化、船舶柴油机功率的增加,螺旋桨重量和尺寸、轴系各轴的直径相应增加,可能使轴承的实际负荷大大超过许用范围。因此,在校中轴系时,不仅要保证静态安装时各轴承负荷维持最佳状态,还须计入船体变形、海水和润滑油动压润滑、螺旋桨重量和水动力不平衡力矩以及推力偏心力矩对轴承负荷的影响。所谓最佳校中法,就是通过计算确定各轴承最佳位置,以达到合理分配轴承负荷,提高轴系安装质量和运转性能。 2　64m起锚供应船轴系安装工艺新加坡64m起锚供应船是为新加坡海狮近海私人有限公司(SEAL ION OFFSHORE PTE L TD)建造的,具有下列功能,运输淡水、柴油、散装水泥、泥浆、物品、材料和设备,带拖/移动转井平台,起、抛锚,外部消防,在平台间运送人和材料,营救落水人员和控制污染,直升机提升设施以及24h持续使用, 作者介绍:张洁玫现工作于江苏省镇江船厂。 收稿日期:2003-11-28并能停留至少14d等。该船入ABS级,由镇江船厂建造,目前已顺利下水。 轴系的安装是本船轮机工程的关键之一,船舶的轴系校中直接影响到动力装置工作的可靠性与安全航行。由于船舶的大型化和高功率化,螺旋桨重量和轴系刚性增加,船体结构相对变得刚性不足。校中不良可能导致尾轴承磨损、甚至烧毁,减速齿轮啮合不良,轴系振动情况恶化漏油等事故。 本船轴系校中分2步进行: 第1步结合船厂实际情况,用常规方法进行轴系初步校中。确认前、后尾管轴承校中定位后,浇铸环氧树脂固定前、后尾管轴承。 第2步用“G AP”、“SA G”方法,进行轴系校中。按主机厂(WAR TSILA)提供的“轴系回旋振动分析及对中计算书”(shaft line whirling and Alignment calculations)中的轴系对中程序,用法兰开口及偏移方法进行轴系对中,使轴系为最佳对中。按计算书,本船轴系最佳校中后实际轴线呈曲线状。 2.1　初步校中 初步校中采用常规的方法。可用拉线或照光的方法初步确定轴系的中心线,调正尾管轴承,再用平轴法调整齿轮箱的左、右、高、低进行轴系初步校中。有关轴系校中、安装要求可参照轴系找中镗孔质量要求标准CB/T3625-94中相关部分,结合船厂实际情况进行。 2.1.1　轴系拉线定中心线 1根据图1所示的轴系布置图中轴线位置尺寸拉线,拉线架应带有横向、纵向滑动拖板。 2拉线钢丝用直径0.5～0.6mm的琴钢丝,在装设前应检查钢丝有无纠结和扭曲。钢丝一端固定在机舱内支架上,另一端挂上1个重锤,使得拉力达到该钢丝抗拉强度的75%。因钢丝抗拉强度为280MPa,重锤重约为40kg。 3钢丝中心线应与船体纵向中心线重合,与船 　 16 J S　2004-3-06　 　江苏船舶 J IAN GSU SHIP 第21卷　第3期

船舶艉管轴承高温原因及对策浅析

船舶JW管轴承高温原因及对策浅析于嘉琦要提 万吨成品油轮（系列门本文剖析了我公司为丹麦A. P. MORLLER公司承建的” TID 船之一）在航海试验中出现的醍管后轴承高温报警的原因、分析借鉴了“阐明了简化工艺和正确解决这一问题的科专家为解决此问题所采取的整改措施、学方法, 同时对轴承材料的掌握和控制提出了相关的建议。 自主控制轴承间隙轴承材料轴线调偏主题词、前言1万口屯成 品油公司承建的A. P.MORLLERU几年来，我公司为丹麦引起了公司质轮至今己经几次出现了馄管轴承高温报警的异常情况，为了迅速扭转这一被动检部门、技术部门以及公司领导的强烈关注。” “TID局面，杜绝后患，木文针对该船出现的馄管后轴承高温报警以及以求找准专家为解决此问题所采取的整改措施进行深入的典型剖析，原因、探索科学合理的符合“节约和简化”原则的解决方案，为后续本文若能对木行业的同仁同时，船的成功建造提供可靠的技术保障。们有所启迪，本人将不胜欣慰。、对靛管后轴承高温报警相关问题的分析2、靛管后轴承磨痕状况描述2.1前三段组成的，每段长中、后//该船馄管后轴承是由后/后、后。当螺旋桨、靛轴拆除之后，醍管后轴承表而，总长为 1260mm420mm后段轴承的内孔表而沿纵向方向存在两段所呈现的磨合情况为，后/的长度范围内，150mm较为明显的发黑磨痕：一段是在距轴承后端约另一段是在该段宽；约有180mm磨痕部位是在轴承内孔的下部位置，，所呈现的发黑磨痕是一个完整270mm）轴承剩余的长度范围内（约页s共页1第前两段内孔表而却没有呈/而馄管后轴承的后/中和后

的园环状磨痕。现出明显的磨痕，颜色清淡。、原因分析2.2）通常，馄轴在静止或低速运转状态下，其中心线在馄管内1 （这是所有船型的艇轴在艇管内的安装状态所呈现出的呈现上拱状态，其轴颈与馄管轴承之间的接触部位将会出现在馄管前轴因此，共性。而是属正常状态。承靠近前端的底部和馄管后轴承靠近后端的底部，僱轴中心线也逐渐由上拱状态向平直状态随着主机转速的逐渐升高，僱轴轴颈与媲管轴承之间的接触部位也会由焜转化。在这种情况下，这时，管两端逐渐向中部扩展，轴颈与轴承之间的接触面积迅速增大，而轴承表面单位而积上的承僱轴转速增高、与轴承的接触面积增大，轴承温度不会压值并不高，在正常的配合间隙和良好的润滑条件下，从该船馄管轴承的实际升高。这是僱轴与轴承之间的正常工作状态。正是主机,X 180mm的发黑磨痕磨痕情况来看，轴承后端下部约150mm宽270mm此时僱轴呈现上拱状态。轴承前端约在低速下运转的磨痕，此时僱轴趋于平直状的环状发黑磨痕是主机在高速下旋转时的磨痕，态。虽然磨痕不应当呈现明显的环状，但其正、直、圆整的环状磨痕和后端底部磨痕的实际情况在客观上证明了该船醍轴与艇管轴承之间的校中和安装状态是正确的，符合轴系校中的基木要求。要想保持比如轴与轴承）（2）根据机械运动原理，一对运动副（二者必须具备适当的配合间隙和良好的润滑，正常的相对运动状态，缺一不可。而该船艇管轴承所产生的发热、发黑甚至高温报警现象，该船馄轴与馄管轴承之间的配合正是对这一基木原理的又一次体现。Railkoo但由于间隙在原施工图上的要求为：最小值不得小于 1.27mm页8共页2第

扭振测量与分析

扭振测量和Q T V介绍 1.引言 噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括：发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵等等?。对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转?。通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的??。旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻?，为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析?。而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内?。 2.扭振的“源—传导—接收”模型 研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型（图1）。在某一部位（接收部位）观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。由于结构的共振或反共振效应，源可能在传导过程中被放大或者被衰减。此外，它们可能沿多个不同途径，传导至接收部位。 图1 扭振的“源——传导——接收”模型接收部位或响应部位的振动，通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。前者一般不产生交变应力，后者则会引起交变应力，并成为某种耐久性问题的根源。传递途径分析（TPA）涉及到某接收部位对源的干扰，这种干扰经由其可能的传导途径，并依赖于传导途径固有的动力学特性，影响整个结构的响应。 用同样的方法，我们来研究扭转振动。先是有一个“源”，譬如说，发动机给出的交变输入力矩。力矩传递过程，牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。最终表现出来的，是旋转件的转速变化。如果沿整个轴，各部位的转速变化都是相同的、一致的，那么在严格的意义上，这不能算作是扭振，仅仅只是转速在变罢了（这相当于线振动分析中的刚体模态）。仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时，扭振才确实发生了。当激励频率接近于扭振谐振频率时，会导致旋转件产生很大的内应力。如果未设置专门的监测设备，就有可能发生严重的耐久性问题。 习惯上，凡是在平均转速上、下发生得转速波动，都被称之为扭转振动，无论转轴的不同截面之间是否真正存在相对扭转。

船舶轴线

船舶轴线 柴油机的质量除取决于设计、材料和制造工艺外，更重要的是取决于装配或安装与校中质量， 并直接影响柴油机的可靠性与经济性。 本章主要介绍作为船舶主机的大型低速柴油机主要零部件在船上的安装与校中，主要包括：机座的定位与安装；机架、气缸体和贯穿螺栓的安装；固定件相互位置的校中；活塞运动部件的平台检验；运动件与固定件相互位置的校中等；这部分内容对轮机员日常检修、故障分析和驻厂的监修与监造均很重要，是必不可少的安装工艺知识。 通常，在主柴油机定位安装前，船体建造应完成以下内容： （1）船舶主甲板以下，机舱至船尾的船体结构的焊装工作； （2）船舶主甲板以下，机舱至船尾所有舱室的试水工作； （3）船体基线测量并应符合规定的技术要求； （4）机舱至船尾范围内的较大设备均已吊装完毕。 机座的安装 机座是整台柴油机的安装基础，机座的定位与安装十分重要，其质量不仅直接影响整台柴油机的质量和可靠运转，而且直接影响船舶推进系统的质量和可靠性。所以，机座的定位与安 装是柴油机在船上安装的关键。 机座的作用：柴油机的基础（★承重；★受力；★集油）。 1 机座定位的技术要求 1.1 机座在机舱中位置的确定 机座在机舱中的位置是根据轴系校中方法和轴系两端轴的安装顺序来确定的。轴系按合理校中安装时，以曲轴与轴系连接法兰上的偏中值定位。轴系按直线校中安装时，机座定位依两端轴安装顺序不同有两种方法：先装尾轴后装主机时，以曲轴和轴系连接法兰上的偏中值定位；先装主机后装尾轴时，以轴系理论中心线定位。 l）轴系按合理校中安装 船舶建造时，在船台上安装尾轴管装置、尾轴和螺旋桨后，一般在船舶下水后定位主机机座，按轴系合理校中计算书中计算出的轴系第一节中间轴首法兰与曲轴输出端法兰偏中值定位。允许误差：偏移值δ不大于±0.1mm；曲折值φ不大于±0.1mm／m或开口值S不大于10-4D （D为法兰外径，mm）。 2）轴系按直线校中安装 （1）船舶建造时，在船台上先安装尾轴管装置、尾轴和螺旋桨及中间轴，在船台上或船下水后安装主机、以轴系第一节中间轴首法兰与曲轴输出端法兰的偏中值：偏移值δ≤0.10mm、 曲折值φ≤0.15mm/m定位机座、 （2）在船台上先安装主机，后安装尾轴等。主机机座按轴系理论中心线定位：机座首、尾位置（轴向）依照机舱布置图确定，即以机座上曲轴首（尾）法兰或机座某个地脚螺栓孔相对于船体某号肋位的距离来确定；高低、左右位置依轴系理论中心线确定。 为了保证轴系准确安装，要求所加工制造的中间轴中有一节中间轴的长度由安装实测尺寸确 定。 1.2 机座上平面的平面度应符合要求 机座定位安装必须保证机座上平面的平直，以保证机架、气缸体安装的正确。要求机座地脚螺栓均匀上紧后，机座上平面的平面度应与台架安装时平面度基本相符，或横向直线度应不大于0.05mm／m，纵向直线度应不大于0.03mm／m，机座全平面内平面度应不大于0.10mm。

01-CCS轴系校中计算书

COMPASS 船舶轴系校中计算程序 SRM04 ( Ver. 0201 ) 控制号:SP08D008 船名:47,000DWT 散货船 设计:上海瀚顺船舶设计有限公司 制造:浙江合兴船厂 计算:金银三 日期:2009-03-15 中国船级社

Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶 轴 系 数 据 单 元 单 元 单元位置 长 度 左边直径 右边直径 内部直径 单元材料序 号 名 称 ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) 序 号 1 290.0 290.0 300.0 300.0 0.0 3 2 780.0 490.0 371.0 395.0 0.0 3 3 1290.0 510.0 395.0 420.0 0.0 3 4 1670.0 380.0 420.0 420.0 0.0 3 5 1710.0 40.0 440.0 440.0 0.0 2 6 BRNG 1910.0 200.0 440.0 440.0 0.0 2 7 2260.0 350.0 440.0 440.0 0.0 2 8 2610.0 350.0 440.0 440.0 0.0 2 9 2650.0 40.0 440.0 440.0 0.0 2 10 3159.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 11 3668.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 12 4177.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 13 4686.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 14 4728.0 42.0 445.0 445.0 0.0 2 15 BRNG 4933.0 205.0 445.0 445.0 0.0 2 16 5138.0 205.0 445.0 445.0 0.0 2 17 5548.0 410.0 445.0 445.0 0.0 2 18 JACK 5792.0 244.0 420.0 420.0 0.0 1 19 6024.0 232.0 420.0 420.0 0.0 1 20 FLNG 6104.0 80.0 840.0 840.0 0.0 1 21 6184.0 80.0 840.0 840.0 0.0 1 22 6884.0 700.0 350.0 350.0 0.0 1 23 7584.0 700.0 350.0 350.0 0.0 1 24 7799.0 215.0 380.0 380.0 0.0 1 25 BRNG 7944.0 145.0 380.0 380.0 0.0 1 26 8089.0 145.0 380.0 380.0 0.0 1 27 8224.0 135.0 380.0 380.0 0.0 1 28 JACK 8424.0 200.0 350.0 350.0 0.0 1 29 9214.0 790.0 350.0 350.0 0.0 1 30 10204.0 990.0 350.0 350.0 0.0 1 31 11194.0 990.0 350.0 350.0 0.0 1 32 11644.0 450.0 350.0 350.0 0.0 1 33 12184.0 540.0 350.0 350.0 0.0 1 34 FLNG 12264.0 80.0 756.0 756.0 0.0 1 35 12334.0 70.0 756.0 756.0 0.0 1 36 12376.0 42.0 903.0 903.0 0.0 1 37 BRNG 12602.0 226.0 473.0 473.0 85.0 1 38 12844.0 242.0 473.0 473.0 85.0 1 39 12937.0 93.0 984.0 984.0 85.0 1 40 13053.0 116.0 984.0 984.0 85.0 1 41 13103.0 50.0 1114.0 1114.0 85.0 1 42 BRNG 13350.0 247.0 472.0 472.0 85.0 1 43 13548.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 44 13724.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 45 13900.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 46 BRNG 14098.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 47 14296.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 48 14472.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 49 14648.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 50 BRNG 14846.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 51 15044.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 52 15220.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 53 15396.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 54 BRNG 15594.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 55 15792.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 56 15968.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 57 16144.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 58 BRNG 16342.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4轴 系 总 重 量 = 142.003 k.N