船舶軸系扭振計算步驟.doc

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1、船舶軸系扭振計算的一般步驟（能量法和放大系數(shù)法）1已知條件軸系原始資料柴油機減振器發(fā)電機型號：型式和型號型式和型號沖程數(shù)：制造廠制造廠氣缸數(shù)：主動輪慣量交/直流缸徑：從動輪慣量額定功率行程：剛度（靜/動）額定轉(zhuǎn)速V型角阻尼因子（或損失系數(shù)）轉(zhuǎn)子慣量發(fā)火順序傳動齒輪箱額定功率型式和型號水力測功器額定轉(zhuǎn)速制造廠型式和型號最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速正車總速比制造廠平均有效壓力正/倒車各級速比轉(zhuǎn)動慣量（空氣中）機械效率彈性聯(lián)軸器（氣胎離合器）往復(fù)部件重量型式和型號連桿長度制造廠阻尼因子額定扭矩螺旋槳主/從動輪慣量型式剛度（靜/動）定/可調(diào)槳損失系數(shù)直徑持續(xù)許用扭矩盤面比瞬時許用扭

2、矩螺距比許用最大扭角葉片數(shù)轉(zhuǎn)動慣量（空氣中）材料導(dǎo)流管型號2當(dāng)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(dāng)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，即將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成慣量－剛度系統(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)質(zhì)量序號質(zhì)量名稱轉(zhuǎn)動慣量Kg.m2剛度N.m/rad軸最小外徑Cm軸內(nèi)徑Cm傳動比發(fā)火間隔角AB3固有頻率計算（自由振動計算并畫出振型圖）Holzer表質(zhì)量號123456789IkKWk12…n4共振轉(zhuǎn)速計算扭振固有頻率HzN=9.55*ωn=60fr/minN-固有頻率（r/min）f-Hz對于每個振型固有頻率的共振轉(zhuǎn)速r/minV－簡諧次數(shù)對四

3、沖程柴油機v=0.5,1,1.5……二沖程：v=1,2,3……對螺旋槳：v=I*Zp,I=1,2,3……Zp－螺旋槳葉片數(shù)應(yīng)計算的簡諧次數(shù)范圍：Ne－柴油機額定轉(zhuǎn)速r/minNmin-柴油機最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速r/min5強迫振動計算(動力放大系數(shù)法的計算步驟)步驟1：激勵計算氣體壓力產(chǎn)生的激勵力矩N.mD－氣缸直徑（cm）R－曲柄半徑(cm)Cv－簡諧系數(shù)(N/mm2)簡諧系數(shù)的計算N/mm2av、bv－系數(shù)，由柴油機制造廠提供。無確切資料可按CCS給定表計算Pi-平均指示壓力N/mm2平均指示壓力的計算：推進用柴油機：發(fā)電用柴油機：(0.95

4、)空負(fù)荷運轉(zhuǎn)柴油機（離合器脫開。柴油機－發(fā)電機組轉(zhuǎn)速比nc/ne<0.95）P－柴油機額定功率，kWPg－發(fā)電機額定功率,kWZ－氣缸數(shù)ms－沖程數(shù)，四沖程ms=4,二沖程ms=2;ne－柴油機額定轉(zhuǎn)速r/minnc－共振轉(zhuǎn)速r/minηm-柴油機額定工況下的機械效率ηg-發(fā)電機效率，無確切數(shù)據(jù)時取0.9ηd-從動部件效率，對發(fā)電機為ηg往復(fù)慣性力產(chǎn)生的激勵力矩Mt合成切向力簡諧系數(shù)螺旋槳激勵力矩N.mZp-螺旋槳葉片數(shù)Mkzp-諧次kzp的激勵力矩幅值Ψkzp-諧次kzp的激勵力矩與槳葉中心線間的相位角一般而言，螺旋槳激勵力矩較小，可以忽略。但對于主諧次v

5、=Zp或v=2Zp的激勵，有時應(yīng)予以注意。柴油機激勵力矩功對直列柴油機，相對振幅和：對V型機：ak-第k缸質(zhì)量點相對振幅Z－氣缸數(shù)ψ1,k－第k缸與第1缸間的發(fā)火間隔角,radξ1,2－兩列相同編號氣缸間的發(fā)火夾角考慮螺旋槳激勵時的系統(tǒng)激勵力矩功N.m步驟2：計算第1慣性圓盤的平衡振幅第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)柴油機的放大系數(shù)μe-阻尼因子，由船槳廠家提供，一般取μe＝0.04n-系統(tǒng)慣性圓盤總數(shù)Z-柴油機氣缸數(shù)螺旋槳放大系數(shù)ω-扭振園頻率(rad/s)cp-螺旋槳阻尼系數(shù)螺旋槳阻尼系數(shù)：(N.m.s/rad)np-額定轉(zhuǎn)速時螺旋

6、槳吸收的功率(kW)nc-共振轉(zhuǎn)速r/minNe-柴油機額定轉(zhuǎn)速(r/min)a-系數(shù)A值的確定Dp-螺旋槳直徑(m)Zp-螺旋槳葉數(shù)V－常數(shù)，當(dāng)Zp＝4時，V＝1；當(dāng)Zp=3或5時，V＝4/3若計算得a<19.5,取a=19.5；a>51,取a=51,在缺乏螺旋槳資料的情況下，取a=30軸系放大系數(shù)∑－表示除曲軸及彈性聯(lián)軸器等彈性元件外的所有軸段彈性聯(lián)軸器放大系數(shù)Kr-彈性聯(lián)軸器的剛度(N.m/rad)αr-彈性聯(lián)軸器主、從動端間相對振幅差ψr－損失系數(shù)減振器放大系數(shù)硅油減振器放大系數(shù)：Id－減振器轉(zhuǎn)動慣量Αd－減振器相對振幅μd-阻尼因子，由廠家提供阻尼

7、彈性減振器：Kd-減振器的剛度(N.m/rad)Δαd-減振器主、從動端間相對振幅差ψr－損失系數(shù)直流發(fā)電機放大系數(shù)Ag-發(fā)電機轉(zhuǎn)子相對振幅Cg-阻尼系數(shù)Tg-發(fā)電機軸扭矩（N.m）Ng-發(fā)電機軸轉(zhuǎn)速(r/min)Ζg-系數(shù)，取124－135步驟4：求總的放大系數(shù)步驟5：計算第1質(zhì)量的振幅A＝Q×A1st步驟6：軸段共振應(yīng)力計算步驟7：共振力矩計算齒輪嚙合力矩G－主動齒輪質(zhì)量號彈性聯(lián)軸器振動扭矩V－聯(lián)軸器主動端質(zhì)量號發(fā)電機轉(zhuǎn)子處振動慣性力矩步驟8：非共振計算步驟9：扭振許用應(yīng)力計算（按CCS96規(guī)范）步驟10：作出扭振應(yīng)力或振幅－轉(zhuǎn)速曲線6強迫振動計算(能量

8、法的計算步驟)步驟1相對振幅矢量和的計算（如為一般軸