船舶軸系扭振計(jì)算

船舶軸系扭振計(jì)算1已知條件軸系原始資料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)成域名稱5心軸最小外徑Cm扯由荒Cm作油比近火何的/1AB也lit宇號(hào)3固有頻率計(jì)算（自由振動(dòng)計(jì)算并畫出振型圖）Holzer表H卜用『振顰固fl鋰膏的n■二?#,玷由rvH卜用『振顰固fl鋰膏的n■二?#,玷由rv中的機(jī)■-:|輪的陽(yáng)麗法3m,O.B^INrt|fj?|-：：■1-H/V?,曲洲次輪常㈤腫界fl!油tflHuXLS:?I'W：t=LJ.3對(duì)探電整：*=1*2,4=IJ5.3...馬一嗥旌誓瓦條鈾粗#i電轉(zhuǎn)速如訕淅眥械魅口定Wili/min1j3457Byk點(diǎn)5-'S*■也虬1t^LKE-iJrribWtrs■■IM"12ii4共振轉(zhuǎn)速計(jì)算?打—礦Cv*.mg.iR-|Jl!hHi村i.gjC￥—RilHittft^AnnrriC.■aj■p+fe.K/enm-—虬i：ft.it-tiSKJJJt'理此做IflBE料可版ccsift宣拿自f?PJ-W?均UMhNAhih7怵II,』廣牛.刊通岫mF蜩推示H；JjIFjit17=推遍用米汕機(jī)；p-15.1j<10k+[―]]知餉」l>J」發(fā)也-11斐灌HL;4也耳七應(yīng)wb.n.M,P,p-:——空Si荷尊料嗟油機(jī)4聲為EHEJR弟油機(jī)-斐巾取41niFjt.-0Wi,（―1|r芾汕叫相定NhkW已’E也短泓,云Uj寺土牌zP】散凹一抻VBt.溪沖世2,.訥?E,0虬譽(yù)沛機(jī)料:定樸速fElt*ItKKiklAniHi}■**!?故文1況F的機(jī)悝礎(chǔ)井n廠擔(dān)電機(jī)燦*,0.9r\l從川稀什效尊.對(duì)靈電怔為門,Jj產(chǎn)％的汩氏川向4時(shí)iff擊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)算蟠旋*勵(lì)力阻?.-S-佇"NiH琮書屋某葉Jift布、:k,一的袖IWl甲5-/讖kpiftAhfeJjM'葉中的相r，m-BWtilTr峪更茉ifiifl]力爐段小，可反食ffi.n頃jri：i:*?=o球時(shí)花.ffr；a勵(lì)，討時(shí)以位覽-時(shí)說刊世耕L褂對(duì)*i相刷rd《所,?W時(shí)VV引1Wl-￡ci::血、筆-H'.=*.七￡邙*第十訂1正L：rM|同枷切E-f骰股“^LiTL的1勘*的發(fā)火間禺U1皿11間的及火火曲眄控汨（勵(lì)W.,-』'+W.E-2H；VWt.g占甲N.mi01w.E°的T/」*句也￡*

爭(zhēng)袖扒KftE小；L二3：心1院?茉！、以仁，明1U,=I).IM運(yùn)史仙機(jī)氣41歇邯Jit堅(jiān)"也：y,-」?、■t&52ah'nin^(N.■.s/ebcIIII,,.韌無再也時(shí)慌初段國(guó)業(yè)的南+tW)IV闋I(yíng)t疑iliMwtihk■吐湎抓聰AJft船眺迎sNNLwro"—??；n-A1?="-,,?理展杠：丈荷版"?,嶙應(yīng)菜珅收V-WfafrI1ZW=^U'J.V=h"iZR=1rfi$陣V=4/3ri：r(?.fa<]9.J.if<jtLSI.5：Q>i|.l[^a^5J.6的蜻況”匕妙n=SUA土BAA1Hl心II』+*—1舍1?'IMQ.￡-&小lif曲如故卯托IX抽黝號(hào)林性片.fl始的折有再并任幼31.放E系也2KU/a/9-——平上"11［耕聯(lián)粕淺的剛也N皿Mbyamr川對(duì)振牌生W，模杯曲步驟2：計(jì)算第1慣性圓盤的平衡振幅步驟3：計(jì)算各部件的動(dòng)力放大系數(shù)傳輪精合力也彈姓IK物器扎動(dòng)拙而點(diǎn)電師于妣粉Jifl并力卸I貿(mào)燔花質(zhì)步驟4：求總的放大系數(shù)1Q=1Qe+1Qp+1Qs+1Qr+1Qd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Tk,k+1=T0-A1步驟7：共振力矩計(jì)算步驟8：非共振計(jì)算A1=「I1-1A1sthi1ii+2nIQ\cJIJhInl"j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)力或振幅一轉(zhuǎn)速曲線能量法計(jì)算步驟：傳輪精合力也彈姓IK物器扎動(dòng)拙而點(diǎn)電師于妣粉Jifl并力卸I貿(mào)燔花質(zhì)步驟1相對(duì)振幅矢量和的計(jì)算（如為一般軸系，可省略）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)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WT=nMvA1^ak步驟4：阻尼功的計(jì)算各部件的阻尼功△■『域崔客匕攜時(shí)端所同野摧qj-N.ml!sr知電就抽城&?m，，i1r弟如職IM-lW許闈力拒M.--r.。項(xiàng)住在-個(gè)陸醉內(nèi)的困尼時(shí)Wp=禮A：。一電也國(guó)fm■攤尼功部件外阻尼功的計(jì)算：步驟5：阻尼力矩功Wc的計(jì)算（為系統(tǒng)各部件總阻尼功之和）Wc=Wce+Wcd+Wcp+Wcs+Wcr+步驟6：求第1質(zhì)量振幅A1A1=WTWc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:柴■■阻蛆劫■■【殘摭器用厄功健袖裱振者.IVM■七產(chǎn);Pl/州振器，由，*?；甘*「蟾魚槊期厄助此「-m偵3池上：地段陽(yáng)旭息用.，■U.U32Sk,.Ms-Ef廣n推電機(jī)隅煙功T.14t田二H；■i6一缸不發(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=zz-1piN/mm2；式中：z-氣缸數(shù),pi按前面計(jì)算公式計(jì)算。2）相應(yīng)的Cimis為：Cimis=avpimis+bv一缸不發(fā)火影響系數(shù)為：Y=Cimisa^misCv^a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)；Za、Zamis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Zamis按下式計(jì)算：Zamis=zz(ZpkaksinvZk=1)+(ZpkakcosvZ1,kk=12)1,k2不發(fā)火缸pk=bvCvmis，其他氣缸為1；一缸不發(fā)火的振幅、應(yīng)力和扭矩：第1質(zhì)量振幅為：A1mis=yA1軸段應(yīng)力為：T1misk,k+!=YTk,k+1齒輪嚙合處振動(dòng)扭矩為：Tgmis=YTG彈性聯(lián)軸器振動(dòng)扭矩為：Trmis=yTR7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：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。復(fù)雜軸系考慮柴油機(jī)激勵(lì)的不均勻時(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；重要用途的額定功率等于或大于110kW的輔柴油機(jī)系統(tǒng)；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。8.3.4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。8.3.5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。8.3.6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)行扭振計(jì)算。8.3.7一般應(yīng)計(jì)算0.8nmin?1.2ne（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1.2ne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：運(yùn)拌】?況.轉(zhuǎn)速比施圍u<1.0|r|--irDOidi-tyji-|[.0<r<1|F|-±LUS.]-OJU1UJ-0.052J1-JI瞬時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)H<r<UgHit.l-±2.i>{rII■H54日4UYr-W■L；I■lir.IHimIUllJ1L!■■-■wJ'"??■■ULJMYJ'FLIIFf-m-|-|電中的帷偵lj略阿■科fP*d"匚網(wǎng)洲上?■入力PH牝隔r/un：—M陽(yáng)里段評(píng),i/udNi椎迪粕而柴rttmih址翅如玷國(guó)打matnw.中間輯-府.?華蠣N比曾姓||I*HFJflWJj3#hM.刑聞Mr11fc^NlHWRiT^nAFj/tItRiff1SZ111=式中：CW一材料系數(shù)：CW=(Rm+160)/18Rm一軸材料的抗拉強(qiáng)度，對(duì)中間軸采用碳鋼和錳鋼時(shí)，如Rm>600N/mm時(shí)，取600N/mm；對(duì)中間軸采用合金鋼時(shí)，如Rm>800N/mm2時(shí)，取800N/mm2；對(duì)螺旋槳軸和尾軸，如Rm>600N/mm2時(shí)，取600N/mm2；CK一形狀系數(shù)，見表；CD一尺度系數(shù)：CD=0.35+0.93d-0.222r=ncne一轉(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表中ft!MIft力抽整體lift仰.杵*ra<HW.連接>Mt圓(Eitlt)役向在推力環(huán)兩SN在袖桿袖承駐治柱的卓用作推打械承無槌蟲合戲托蘭連抵的嘏總菇用于L1.2.2r3tt定的蝶筮啾推&啜以前的嗥碗芝觸哎蛆著犧冒隧尖陪峋墅排才的口代1.Q?1時(shí)0.450.500.W?0.舶0.S5a550.550.88.4.4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：匝圮1祝轉(zhuǎn)通比幕川拙捉E』網(wǎng)力mHi<r<].IO|r]-±(21.W-D.OI32JiIf±5.%,]式中：d一軸段的基本直徑(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))；ee在r<0.95范圍內(nèi)應(yīng)不超過±6Me。8.4.7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=0.9?1.05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⑴⑵⑶(4)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［tc］。在r=0.85?1.05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:16nc18-r~（18-r）nc169.3如果振幅或應(yīng)力或扭矩接近瞬時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)許用值時(shí)，則轉(zhuǎn)速禁區(qū)應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大;反之如稍超過持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)許用值時(shí)，轉(zhuǎn)速禁區(qū)可適當(dāng)縮小。9.4轉(zhuǎn)速禁區(qū)也可由實(shí)測(cè)確定，即可取超過持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)許用值的轉(zhuǎn)速,并適當(dāng)計(jì)入轉(zhuǎn)速表的誤差。9.5因扭振而引起齒輪齒擊，或彈性元件的振動(dòng)扭矩大于持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的許用交變扭矩時(shí)，應(yīng)設(shè)轉(zhuǎn)速禁區(qū)。9.6如設(shè)轉(zhuǎn)速禁區(qū)，則轉(zhuǎn)速表在轉(zhuǎn)速禁區(qū)附近的讀數(shù)誤差應(yīng)在±2%以內(nèi)。9.7所設(shè)轉(zhuǎn)速禁區(qū)應(yīng)在轉(zhuǎn)速表上用紅色標(biāo)明,并應(yīng)在操縱臺(tái)前設(shè)告示牌。10振動(dòng)測(cè)量10.1柴油機(jī)制造廠應(yīng)在臺(tái)架上對(duì)所設(shè)計(jì)的或有重大修改的柴油機(jī)進(jìn)行扭振和縱振（如有要求時(shí)）測(cè)量，并校核其當(dāng)量參數(shù)值。10.2CCS可根據(jù)所提供的振動(dòng)計(jì)算方法、振幅或應(yīng)力或扭矩大小等情況，決定是否需要用實(shí)測(cè)來驗(yàn)證。如提供類似裝置的實(shí)測(cè)報(bào)告并符合