文档介绍:船舶轴系校中船舶柴油机的轴系扭转振动的分析和研究
摘 要 本文经过部分我国因轴系扭转振动而引发的断轴断桨的事故实例,来分析引发轴系扭转振动的关键原因,分析扭振关键特征,并提取部分减振和防振的基础控制方法。
关键词 船舶柴油机 轴系 扭振 危害 分析 方法
在当代船舶机械工程中,船舶柴油机轴系扭转振动已经成为一个很普遍的问题,它是引发船舶动力装置故障的一个很常见的原因,我国外因轴系扭转而引发的断轴断桨的事故也屡见不鲜,伴随科学水平的提升和航运业的发展,大家越来越重视船舶柴油机组的轴系扭转振动,中国长江水系钢质船舶建造规范和钢质海船入级和建造规范简称钢规和也均要求了在设计和制造船舶过程中,必需要向船级社呈报柴油机组的轴系扭转振动测量和计算汇报,以此来表明轴系扭转振动的相关测量特征指标均在“规范”的许可范围内。
1 船舶柴油机轴系扭转振动现象介绍
凡含有弹性和惯性的物体,在外力作用下全部能产生振动现象。它在机械,建筑,电工,土木等工程中很普遍的存在着。振动是一个周期性的运动,在很多场所下以谐振的形式出现的,船舶振动按其特点和形式可分为三种,船体振动,机械设备及仪器仪表振动,和轴系振动。船舶柴油机轴系振动按其形式可分为三种:扭转振动,纵向振动,横向振动。柴油机扭转振动关键是由气缸内燃气压力周期性改变引发的,它的关键表现是轴系上各质点围绕轴系的旋转方一直回不停的扭摆,各轴段产生不相同的扭角。纵向振动关键是由螺旋桨周期性的推力所引发的。横向振动关键是由转抽的不平衡,如螺旋桨的悬重和伴流不均匀产生的推力不均匀等的力的合成。
船舶因为振动引发的危害不仅能够产生噪音,严重影响旅客和船员休息,还会造成仪器和仪表的损害,严重的时候甚至出现船体裂缝断轴断桨等海损事故,直接影响船舶的航行安全。而在船舶柴油机轴系的三种振动中,产生危害最大的便是扭转振动,因扭转振动而引发的海损事故也最多,所以对扭转振动的研究也最多。而且当柴油机轴系出现扭转振动时,通常情况下,船上不一定有振动的不适感,所以这种振动也是最轻易被忽略的一个振动形式,一旦出现扭转振动被忽略,往往意味着会发生重大的事故。更应该注意的是,当发动机运转在主临界速度时,自由端的传动齿轮箱往往轻易发生齿击或噪声大的现象,这时检验时会发觉齿轮有点蚀或剥落等磨损现象,严重时会有断齿事故。有时在强共振的情况下,轴系中的一些位置只要数分钟运行就能自行发烧,稍有疏忽,就可能造成断轴断桨的海损事故。
2 船舶柴油机因扭振而引发的断轴断桨的事故及分析
1广西海运局北海分局所属沿海货轮400吨桂海461、462、463,三条轮船,航行于北海香港航段。自1972年投入运行至1974年5月以来,三轮共断桨断轴8次,其中止轴5次,断桨3次。桂海461轮自1972年1月至1972年3月桨叶折断,修复后又运行到不到1个月于1972年4月中间轴焊缝处裂开扭断,经相关部门检验发觉第一次事故是因为主轴浇铸质量不合格造成,第二次是因为焊接工艺不过关引发的。不过桂462和463轮也连续发生了类似事故,为了查明数次事故的真正原因,上海船监局和上海船舶设计院联合于72年5月在461轮上进行了几个不一样工况下的扭转振动测试,测得船舶扭振附加应力均超出船规最大许应值。
该三轮由上海船舶设计院