《柴油機硅油減振器檢驗指南》2008

1、1 適用范圍1.1 本指南適用于船用柴油機硅油減振器(以下簡稱減振器)的型式（設計）認可和產(chǎn)品檢驗，也可供柴油機和減振器制造廠參考使用。2 認可和檢驗的依據(jù)2.1 本社鋼質(zhì)海船入級規(guī)范。2.2 本社鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范。2.3 本社材料與焊接規(guī)范。3 術語和定義3.1 本指南所涉及產(chǎn)品檢驗的術語和定義見本社鋼質(zhì)海船入級規(guī)范。3.2 本指南所涉及扭轉(zhuǎn)振動的術語和定義參見本社船上振動控制指南和本社有關規(guī)范相關內(nèi)容。4 圖紙和技術文件4.1 應將減振器的下列圖紙資料提交本社批準：(1) 減振器的縱中剖面圖（包括結(jié)構(gòu)尺寸、材質(zhì)等）；(2) 減振器設計計算書，計算書應包括如下內(nèi)容： 減振器與所配機型柴油

2、機軸系的自由振動和強迫振動的扭振計算； 減振器慣性環(huán)和殼體轉(zhuǎn)動慣量的計算； 減振器阻尼系數(shù)的計算； 減振器的硅油名義粘度的計算； 減振器的散熱面積計算； 減振器的功率損失計算；（3）減振器型式試驗大綱。4.2 應將下列文件和資料提交本社備查：（1）有關工廠概況（包括工廠歷史及現(xiàn)狀）、產(chǎn)品生產(chǎn)歷史的說明，如產(chǎn)品經(jīng)過專門的驗證或鑒定，可附上有關報告及證書。 （2）質(zhì)量控制計劃制造者應建立認可范圍產(chǎn)品的質(zhì)量控制計劃并提交本社審批。質(zhì)量控制計劃應按產(chǎn)品技術要求或標準，描述產(chǎn)品制造過程中的質(zhì)量保證和控制的方法，應反映本社規(guī)范要求的檢驗和試驗要求。5 產(chǎn)品的設計和技術要求5.1 一般要求5.1.1減振器的

3、設計通常只考慮所配柴油機曲軸軸系的性能和扭振參數(shù)。5.1.2減振器的設計可采用雙質(zhì)量系統(tǒng)法或多質(zhì)量系統(tǒng)法。5.1.3 應通過扭振計算確定圖5.1.3中的結(jié)構(gòu)尺寸。圖5.1.3 硅油減振器結(jié)構(gòu)圖1 環(huán)形殼體 2 摩擦環(huán) 3 慣性環(huán) 4 密封墊圈 5 儲油槽Ro減振器慣性環(huán)外徑，mm； Ri減振器慣性環(huán)內(nèi)徑，mm；減振器慣性環(huán)與殼體之間的間隙，mm； L減振器慣性環(huán)厚度，mm； h殼體厚度，mm。5.1.4 減振器的殼體、慣性環(huán)可用鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼制造,殼體亦可以用鋼板制造。所用材料的理化性能應符合本社材料與焊接規(guī)范的有關規(guī)定，且其抗拉強度Rm應符合表5.1.4的規(guī)定。表5.1.4 鋼 種抗拉強度

4、Rm（N/mm2）鑄 鐵200鑄 鋼400鍛鋼、鋼板4006005.1.5 焊接的殼體應進行消除內(nèi)應力的熱處理。5.1.6 鑄造的減振器殼體和慣性環(huán)加工前一般應進行磁粉或滲透檢測。5.1.7 一般殼體壁厚h為慣性環(huán)外徑Ro的1/251/30。5.1.8 減振器殼體上除進油孔外，一般還應開有排氣孔。5.1.9 減振器的慣性環(huán)上一般應開有24個平衡孔。5.1.10減振器殼體內(nèi)表面和慣性環(huán)外表面的加工精度應不低于 。5.1.11鑄造殼體內(nèi)表面及慣性環(huán)外表面一般應鍍鉻或鋅，或采取其他表面處理措施。5.1.12 減振器的摩擦環(huán)一般可用磷青銅制造，亦可采用聚四氟乙烯制造。5.1.13 減振器工作時，殼體溫

5、度應不超過115。5.2 雙質(zhì)量系統(tǒng)法 5.2.1將柴油機曲軸軸系簡化為單質(zhì)量當量系統(tǒng)，并加裝有硅油減振器后為雙質(zhì)量當量系統(tǒng)，見圖5.2.1。圖5.2.1 雙質(zhì)量當量系統(tǒng)系統(tǒng)的運動方程為：式中：減振器慣性環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量，kg·m2； 柴油機軸系當量轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動慣量（ 取自柴油機曲軸系統(tǒng)自由振動計算的結(jié)果，z 氣缸數(shù)，Ik 第k質(zhì)量的慣量，k 第k質(zhì)量的相對振幅）kg·m2； 減振器的阻尼系數(shù)，N·m·s/rad； 柴油機軸系當量轉(zhuǎn)化的扭轉(zhuǎn)剛度（，柴油機原系統(tǒng)的自振圓頻率，rad/s），N·m/rad；作用在系統(tǒng)上的當量激勵力矩幅值（ ，干擾力矩，N

6、·m；相對振幅矢量和），N·m；激勵力矩的圓頻率，rad /s； 時間，s；，減振器慣性環(huán)的角速度和角加速度，rad /s，rad /s2；，軸系當量集中質(zhì)量的角位移、角速度和角加速度，rad，rad /s，rad /s2。5.2.2 配有減振器的柴油機軸系雙質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動和強迫振動計算。（1）審查5.2.1中的、p及的數(shù)值；（2）審查強迫振動計算的柴油機曲軸自由端共振振幅A：A為曲軸各軸段的應力不超過規(guī)范持續(xù)許用扭振應力的第一質(zhì)量點的振幅或最小振幅，rad。（3）審查振幅放大系數(shù)。減振器振幅放大系數(shù)為：式中：A與5.2.2（2）中相同；、與5.2.1中相同。5.2.3

7、 減振器慣性環(huán)轉(zhuǎn)動慣量的計算。（1）慣量比減振器的慣量比與振幅放大系數(shù)的關系為：式中：m 與5.2.2（3）中相同；慣量比，其中，與5.2.1中相同。在強迫振動計算中，根據(jù)A而確定，并根據(jù)而確定。（2）慣性環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量為： kg·m2式中：、與5.2.3（1）中相同。 一般，為12倍單位氣缸轉(zhuǎn)動慣量； 慣性環(huán)慣量與殼體慣量之比一般取1.252.86； 考慮柴油機結(jié)構(gòu)布置許可條件，按的數(shù)值來確定慣性環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸。在圖5.1.3中，一般；。5.2.4 共振點的頻率比為：式中：雙質(zhì)量系統(tǒng)的共振頻率，rad /s； p 與5.2.1中相同； 與5.2.3（1）中相同。設計時應，減振器主要減振

8、的諧次（一般為主諧次）的臨界轉(zhuǎn)速一般應低于0.9倍的主機額定轉(zhuǎn)速。5.2.5 減振器阻尼系數(shù)的計算。減振器的阻尼系數(shù)為： Cd=2Idpr N·m·s/rad式中：、與5.2.1中相同 ；r阻尼比，其中：與5.2.3（1）中相同。采用Cd進行雙質(zhì)量強迫振動計算的結(jié)果應滿足5.2.2（2）的要求，否則應調(diào)整Id的數(shù)值并重新確定Cd的數(shù)值。5.2.6 減振器的硅油粘度的計算。（1）硅油的有效粘度（溫度為60）；減振器的硅油通常稱二甲基硅油，其粘度以“厘斯”為單位，用符號“cs”表示。減振器運轉(zhuǎn)中的硅油有效粘度按下式確定： cs式中：、見圖5.1.3； 修正系數(shù)，其值按表5.2.

9、6（1）選取。表 5.2.6（1）0.250.300.400.500.600.700.801.041.031.010.970.890.770.611.111.101.081.030.940.810.58表中為平均剪切率，其值按下式確定： （rad2/s或1/s） 值不宜過大，一般取，mm； A與5.2.2（2）中相同； 1/s。（2）硅油的名義粘度（溫度為25）。當按5.2.6中公式求得工作狀態(tài)下的硅油有效粘度后，名義粘度可按下式計算： cs式中：剪切率修正系數(shù)（圖5.2.6（2）a）； 溫度修正系數(shù)（圖5.2.6（2）b），硅油減振器裝在柴油機內(nèi)時，硅油溫度可取為75；裝在機外時，可取為45

10、。圖5.2.6（2）a 剪切率修正曲線 圖5.2.6（2）b 溫度修正曲線 核查所灌裝硅油的型號； 一般為1.25×1042×105 cs； <。5.2.7 功率損失為： kW式中：與5.2.4中相同；與5.2.1中相同；A與5.2.2（2）中相同。5.2.8 減振器散熱面積為： S =2（R02Ri2LR0LRi）×10-6 m2式中： 、L見圖5.1.3。5.2.9 功率損失與散熱面積S之比值應滿足下式要求：6.39 kW/m2。5.3 多質(zhì)量系統(tǒng)法將硅油減振器和柴油機曲軸軸系各質(zhì)量點組成多質(zhì)量系統(tǒng)，見圖5.3。Ix I1 I2 Iz I飛輪Ix 減振器

11、等效慣量，kg·m2；I1、I2、Iz 各缸轉(zhuǎn)動慣量，kg·m2；I飛輪 飛輪轉(zhuǎn)動慣量，kg·m2。圖 5.3 多質(zhì)量當量系統(tǒng)5.3.1配有減振器的柴油機軸系的多質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動和強迫振動計算。（1）減振器計算時的當量轉(zhuǎn)動慣量為： kg·m2式中：Ih 減振器殼體慣量，kg·m2；Id 減振器慣性環(huán)慣量，kg·m2。（2）審查計算的柴油機曲軸自由端共振振幅A；A與5.2.2（2）中相同。（3）審查帶減振器的多質(zhì)量系統(tǒng)的共振頻率。與5.2.4中相同。5.3.2 減振器阻尼系數(shù)計算。最佳阻尼系數(shù)為： N·m·s/ra

12、d式中：與5.2.1中相同；與5.3.1（3）中相同。（1）采用Cd進行多質(zhì)量系統(tǒng)強迫振動計算的結(jié)果應滿足5.2.2（2）的要求，否則應調(diào)整Id的數(shù)值，并重新確定Cd的數(shù)值；（2）Id的數(shù)值確定后，審查內(nèi)容同5.2.3（1）、5.2.3（2）。5.3.3 Cd的數(shù)值確定后，審查內(nèi)容同5.2.65.2.9。5.4 產(chǎn)品設計的參數(shù)修正5.4.1減振器理論計算的阻尼系數(shù)Cd（N·m·s /rad）應在型式試驗6.3.6中所得出數(shù)值的±20%范圍內(nèi)，否則應修改5.2.5或5.3.2中相應的計算參數(shù)。6 型式試驗6.1 典型樣品的選擇原則型式認可試驗用的減振器的特性、特征及

13、制造質(zhì)量應能代表或覆蓋申請認可的產(chǎn)品。每一型號的減振器均應選取一臺進行型式試驗。6.2 型式試驗項目原材料檢驗；減振器殼體檢驗；慣性環(huán)檢驗；慣性環(huán)平衡檢驗；密封性能試驗；確定減振器當量轉(zhuǎn)動慣量Ix（kg·m2）和阻尼系數(shù)Cd（N·m·s /rad）的臺架試驗。6.3 型式試驗方法及相應的技術指標6.3.1 原材料檢驗。減振器殼體和慣性環(huán)等的原材料的理化性能應符合批準圖紙的要求，減振器采用甲基（或乙基）硅油的名義粘度應與4.1中相同。6.3.2 減振器殼體檢驗。減振器殼體外形尺寸應符合批準圖紙的規(guī)定。 不應有嚴重的碰傷、銹蝕等缺陷。6.3.3 減振器慣性環(huán)檢驗。 減

14、振器慣性環(huán)外形尺寸應符合批準圖紙的規(guī)定。不應有裂紋、氣孔、疏松和縮孔等缺陷。6.3.4 減振器慣性環(huán)平衡檢驗。慣性環(huán)的厚度L與外徑之比小于0.2時一般只做靜平衡試驗；當減振器慣性環(huán)外緣的線速度超過25m/s時，還應做動平衡試驗。每平衡平面上的殘余動不平衡量應不大于按下式計算所得之值： N·mm式中：慣性環(huán)質(zhì)量，kg；慣性環(huán)的最大工作轉(zhuǎn)速，r/min。6.3.5 密封性能試驗。在環(huán)境溫度不低于+10時，將減振器固定在旋轉(zhuǎn)機械（如車床、電動機等）上，以柴油機1.05倍額定轉(zhuǎn)速連續(xù)運轉(zhuǎn)10min，各密封面、螺釘孔口及注油孔等處應無滲漏現(xiàn)象；密封性能試驗亦可在6.3.6中臺架試驗中進行。6.

15、3.6 確定減振器當量轉(zhuǎn)動慣量Ix（kg·m2）和阻尼系數(shù)Cd（N·m·s /rad）的臺架試驗。（1）臺架試驗可采用下述2種試驗之一進行： 減振器試驗臺測試；將減振器固定在試驗臺上，試驗臺應能在10100HZ范圍內(nèi)輸出確定的標準動態(tài)扭矩信號，通過監(jiān)測系統(tǒng)的共振頻率和振幅，確定減振器的當量轉(zhuǎn)動慣量Ix（kg·m2）和阻尼系數(shù)Cd（N·m·s /rad）。 減振器柴油機臺架測試。減振器的阻尼系數(shù)的設計計算為近似計算，實際上通過近似的理論計算后，應再經(jīng)實測修正確定。測試分別按柴油機自由端不安裝減振器（或安裝試驗用的慣性盤，其轉(zhuǎn)動慣量應等于

16、5.3.1（1）中的Ix）和安裝減振器進行；在柴油機整個工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)測試，測得共振條件下的單機（到飛輪為止）或柴油機臺架（包括水力測功器）的固有頻率和柴油機自由端安裝減振器殼體部位（連接法蘭處）的振幅，通過自由振動計算換算出減振器的當量轉(zhuǎn)動慣量Ix（kg · m2），通過強迫振動計算換算出減振器的阻尼系數(shù)Cd（N · m · s /rad）。減振器柴油機臺架測試型式試驗報告內(nèi)容見附錄2。（2）臺架試驗時減振器殼體表面溫度應不超過115。7 產(chǎn)品檢驗7.1檢驗項目原材料檢驗；減振器殼體檢驗；減振器慣性環(huán)檢驗；減振器慣性環(huán)平衡檢驗；減振器密封性能試驗和減振器裝配檢驗

17、。7.2 具體檢驗要求7.2.1 原材料檢驗:按本指南6.3.1條執(zhí)行。7.2.2 減振器殼體檢驗：按本指南6.3.2條執(zhí)行。7.2.3 減振器慣性環(huán)檢驗：按本指南6.3.3條執(zhí)行。7.2.4 減振器慣性環(huán)平衡檢驗：檢查工廠平衡試驗記錄，按本指南6.3.4條執(zhí)行。7.2.5 減振器密封性能試驗: 按本指南6.3.5條執(zhí)行。7.2.6 減振器裝配檢驗。減振器的裝配應在工廠檢查員的監(jiān)督下進行。驗船師應經(jīng)常到裝配現(xiàn)場進行抽查，抽檢的主要內(nèi)容如下：（1）檢查減振器殼體內(nèi)表面和慣性環(huán)外表面的加工精度均應不低于 ，進行磁粉或滲透檢測時，不應有裂紋、氣孔、疏松和縮孔等缺陷；（2）減振器裝配前應清洗殼體內(nèi)表面

18、和慣性環(huán)外表面的油污，不應采用堿液清洗，宜采用蒸汽或煤油，并應用汽油或四氯化碳將殘留煤油洗凈；（3）減振器灌裝硅油前應以0.2MPa氣壓進行密性試驗；（4）減振器灌裝硅油時，應有效排出減振器內(nèi)的空氣，一般可將硅油加熱并采用對減振器抽真空灌裝或壓力灌裝等方法。硅油應充滿慣性環(huán)與殼體和蓋板之間90%左右的空隙，可用稱重法加以檢驗；（5）慣性環(huán)轉(zhuǎn)動時不應有與殼體摩擦和卡牢現(xiàn)象；（6）減振器蓋板用滾邊固定時，滾邊的表面不應有裂紋、分層和折疊等現(xiàn)象；減振器蓋板用螺釘固定時一般應采用整體密封圈，且應有螺釘防松和硅油防漏的措施。8其他8.1 制造廠應提供表8.1中的減振器特性參數(shù)：表8.1減振器型號適用機型

19、殼體慣量（kg·m2）慣性環(huán)慣量（kg·m2）阻尼系數(shù)（N·m·s/rad）功率損失（kW）8.2 減振器上應有產(chǎn)品銘牌，并有下列內(nèi)容：（1）產(chǎn)品名稱；（2）產(chǎn)品型號；（3）制造廠的名稱或商標；（4）出廠編號及制造年月；（5）本社產(chǎn)品檢驗標志。8.3 減振器需經(jīng)油封，并用支撐件將減器固定在襯有防潮材料的堅固包裝箱內(nèi)。附錄1 船舶入級產(chǎn)品持證與檢驗要求一覽表產(chǎn)品名稱證件類別單件/單批（部件或產(chǎn)品）檢驗認可模式備注C/EWATMSDATA-BTA-AWA硅油減振器××××××產(chǎn)品零部件的證書適用于整

20、體產(chǎn)品檢驗和以單獨產(chǎn)品作為備件供船的情況。符號說明：1）A由CCS圖紙審查；M產(chǎn)品的組成材料應檢驗；S由CCS驗船師在制造廠檢驗；T型式或原形試驗或型式檢查，如適用。2）C船用產(chǎn)品證書；E等效證明文件；W制造廠證明；×適用；可選。3）DA設計認可；TA-B型式認可B；TA-A型式認可A；WA工廠認可。附錄2 柴油機硅油減振器型式試驗報告實例1.試驗目的通過試驗驗證硅油減振器的扭振參數(shù)當量轉(zhuǎn)動慣量Ix（kg·m2）和阻尼系數(shù)Cd （N·m·s /rad）。2.試驗依據(jù)按本社柴油機硅油減振器檢驗指南（以下簡稱“本指南”）6.3.6（2）的要求進行。3.試驗的

21、柴油機主要技術參數(shù)：柴油機型號：××××減振器慣性輪慣量Id ：1.03 kg·m2減振器殼體慣量Ih ： 0.78 kg·m2阻尼系數(shù)Cd ：××× N·m·s /rad4.試驗的工況及方法：4.1測試分單機和單機+硅油減振器兩種工況，測試框圖分別見圖4.1-1、圖4.1-2。傳感器飛輪傳感器柴油機軸系振動測量分析儀飛輪柴油機軸系振動測量分析儀減振器 圖4.1-1 圖4.1-2 4.2 在4001200r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，每間隔20r/min左右為一檔，正常發(fā)火工況測試。5.測試及

22、分析數(shù)據(jù)：5.1 單機測試的典型頻譜及原始波形分別見圖5.1-1、圖5.1-2、圖5.1-3和圖5.1-4。5.2 單機+硅油減振器工況測試的典型頻譜及原始波形分別見圖5.2-1、圖5.2-2、圖5.2-3、圖5.2-4、圖5.2-5、圖5.2-6和圖5.2-7。圖5.1-1 6.5次頻譜及原始波形圖5.1-2 7.5次頻譜及原始波形圖5.1-3 9次頻譜及原始波形圖5.1-4 12次頻譜及原始波形圖5.2-1 6次頻譜及原始波形圖5.2-2 6.5次頻譜及原始波形圖5.2-3 7.5次頻譜及原始波形圖5.2-4 8次頻譜及原始波形圖5.2-5 8.5次頻譜及原始波形圖5.2-6 9次頻譜及原

23、始波形圖5.2-7 10.5次頻譜及原始波形6.硅油減振器扭振參數(shù)（本指南6.3.6（1）：6.1 單機扭振參數(shù)的核定6.1.1 單機的當量系統(tǒng)圖、扭振參數(shù)和固有頻率計算分別見圖6.1.1、表6.1.1-1和表6.1.1-2。1 前傳動；27 曲軸；8 飛輪圖6.1.1當量系統(tǒng)圖單機扭振參數(shù)表 表6.1.1-1質(zhì)量號慣 量(kg·m2)柔 度(E-10 rad/N·m)外 徑(mm)內(nèi) 徑(mm)速 比10.3105 1041.77521330120.69921199.761330130.69921199.761330140.69921199.761330150.69921

24、199.761330160.69921199.761330170.7411 1211.093613301811.85211 自由振動計算單結(jié)固有頻率 F=8514.1 1/min 表6.1.1-2 質(zhì)量號慣 量(kg·m2)柔 度(E-10 rad/N·m)相對振幅扭 矩(kN·m)速 比10.3105 1041.77521.000 E+002.468 E+02120.69921199.769.743 E-017.884 E+02130.69921199.768.797 E-011.277 E+02140.69921199.767.265 E-011.681 E+

25、02150.69921199.765.248 E-011.973 E+02160.69921199.762.881 E-012.133 E+02170.7411 1211.09363.218 E-012.152 E+021811.8521-2.284 E-0116.1.2 實測與計算頻率誤差：由圖4.1-2、圖4.1-3和圖4.1-4得知實測固有頻率為：實測與計算頻率的相對誤差為：6.2 硅油減振器扭振參數(shù)的換算6.2.1 單機+硅油減振器的當量系統(tǒng)圖、扭振參數(shù)和固有頻率計算分別見圖6.2.1、表6.2.1-1和表6.2.1-2。圖6.2.1 當量系統(tǒng)圖1 減振器；2 前傳動；38 曲軸；9

26、飛輪單機+減振器扭振參數(shù) 表6.2.1-1質(zhì)量號慣 量(kg·m2)柔 度(E-10 rad/N·m)外 徑(mm)內(nèi) 徑(mm)速 比11.295 1041.77521420120.3105 1041.77521330130.69921199.761330140.69921199.761330150.69921199.761330160.69921199.761330170.69921199.761330180.7411 1211.093613301911.85211自 由 振 動 計 算單結(jié)固有頻率 F=6906.1 1/min 表6.2.1-2質(zhì)量號慣 量(kg

27、83;m2)柔 度(E-10 rad/N·m)相對振幅扭 矩(kN·m)速 比11.295 1041.77521.000 E+006.771 E+02120.3105 1041.77529.295 E-018.280 E+02130.69921199.768.432 E-011.136 E+02140.69921199.767.069 E-011.395 E+02150.69921199.765.395 E-011.592 E+02160.69921199.763.485 E-011.719 E+02170.69921199.761.423 E-011.771 E+02180.7411 12