船用齒輪箱裝置試車狀態(tài)振動異常解決措施

齒輪箱裝置是柴油機將動力傳遞至螺旋槳的重要紐帶。振動是評定齒輪箱裝置運轉質量的主要指標，也決定了齒輪箱裝置的質量。本文針對某船用齒輪箱裝置在實際試驗時出現振動超標的情況，通過理論分析和試驗驗證定位引起振動超標的原因，并在此基礎上探索預防和減小振動的措施。一、齒輪箱裝置試驗方案被試齒輪箱形式為雙輸入、單輸出。通過該齒輪箱裝置將兩臺柴油機動力傳遞到槳軸上。按設計工況布置試驗方案，如圖1所示。圖1試驗布置采用兩臺拖動電機，通過扭矩儀后聯(lián)接齒輪箱輸入部分;齒輪箱輸出部分則通過一臺陪試箱將轉速轉換至輸入轉速值后，通過扭矩儀聯(lián)接后端加載電機，實現對齒輪箱裝置的加載功能。按設計要求，在齒輪箱裝置的安裝面上布置測點并安裝振動傳感器，以測量加載過程中各點的振動情況。測點分布如圖2所示。圖2測點布置二、試驗結果及分析齒輪箱裝置在功率為2×1000kW、輸入轉速分別為480r/min和600r/min的工況下，機腳處測點平均加速度的總振級值分別為114.86dB(要求值為≤115dB)和122.66dB(要求值為≤120dB)?？梢娫擙X輪箱裝置振動性能未達標。分析振動數值并結合以往經驗，列出導致振動超標的潛在因素如下:(1)輸入軸系線速度較高，達到28m/s，軸系動平衡精度等級設計不合理;(2)齒輪箱裝置與安裝基座、安裝基座與槽鐵之間聯(lián)接扭力不達標，或聯(lián)接螺母有松動情況;(3)齒輪箱裝置冷、熱態(tài)間溫差與預計不一致，導致臺架對中數據計算有偏差;(4)箱體外部管路附件支撐不牢固，運轉時發(fā)生抖動，導致齒輪箱裝置整體振動增大。三、解決措施根據原因分析，擬定以下解決方案:(1)對輸入軸軸系重新做動平衡試驗，將動平衡精度等級從原先的G6.3提升至G2.5;(2)復查聯(lián)接處緊固件扭力值;(3)重新計算齒輪箱裝置溫升后的軸線偏移量，并在冷態(tài)對中時進行相應補償;(4)對外部油管及泵閥等油路部件支撐做加固。首先，用扭力扳手對螺栓扭力值進行復查，并對復查完的螺栓用記號筆劃線做記號，方便在加載過程中檢查是否有松動現象。另外，在槽鐵與基座、基座與齒輪箱裝置之間打絲表，檢查加載時臺位是否發(fā)生跑動。其次，對箱體上管路附件的安裝面增加隔振裝置;排除管路附件運轉時產生的振動對齒輪箱裝置造成影響;對懸深較長的油管等附件增加與箱體固定的支撐，避免因管路抖動產生的異常振動對齒輪箱裝置的整體振動帶來影響。完成上述改進后進行第一次摸底試驗。在2×1000kW、480r/min和600r/min工況下，測點平均加速度總振級值為112.66dB和121.66dB，與改進前相比分別下降了2.2dB和1dB，但還不達標。針對高轉速下振動還是不達標的問題，將輸入軸系從箱體內部取出，上動平衡儀重新做動平衡試驗，并將精度等級提高至G2.5，排除軸系不平衡量過大導致振動超標問題。完成后進行第二次摸底試驗。

在2×1000kW、480r/min和600r/min工況下，測點平均加速度總振級值分別為111.86dB和117.38dB，在第一次改進的基礎上又分別下降了0.8dB和4.28dB;且各項指標均滿足設計要求。分析之前的試驗數據得到:齒輪箱裝置運行穩(wěn)定后的熱態(tài)平衡溫度為51℃，室溫為20℃，溫升為31℃。據此修正臺架對中數據。圖3典型的近似熱膨脹位置變化示意圖圖3為典型的近似熱膨脹位置變化示意圖。據圖3并根據式修正后的臺架對中數據如下:

在冷態(tài)對中條件下，輸出側，陪試箱低速軸軸心相對于齒輪箱裝置輸出軸軸心上偏0.15+0.025mm;陪試箱高速軸軸心相對于扭矩儀軸心下偏0.22(0/－0.025)mm，向陪試箱低速軸側偏0.33－0.025mm;扭矩儀軸心相對加載電機上偏0.14(0/－0.025)mm。輸入側，扭矩儀軸心相對于齒輪箱裝置輸入軸軸心上偏0.17(0/－0.025)mm;拖動電機冷態(tài)軸心相對于扭矩儀軸心上偏0.035(0/－0.025)mm。各處法蘭端面跳動:

法蘭直徑每100mm不大于0.01mm。隨后進行第三次摸底試驗。振動測量值如下:在2×1000kW、480r/min和600r/min工況下，測點平均加速度總振級值分別為110.38dB和114.71dB，符合設計要求。四、結論在綜合分析引起齒輪箱裝置振動超標的原因后采取了一系列解決措施，得到以下結論:基座聯(lián)接處緊固件扭力不達標、管路懸伸過