船舶軸系校中與振動(dòng)計(jì)算軟件

軸系軟件是應(yīng)用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行維護(hù)和維修階段進(jìn)行軸系校中及振動(dòng)計(jì)算的軟件。

軸系軟件廣泛用于動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)、工程咨詢、船舶設(shè)計(jì)公司，造船廠，船舶維修廠，以及船級(jí)社。

常用的船舶軸系校中計(jì)算方法主要有三彎矩

法、傳遞矩陣法和有限元法。本文采用的是傳遞矩

陣法，利用軟件對(duì)船舶軸系進(jìn)行校中計(jì)

算。傳遞矩陣法是將復(fù)雜的彈性系統(tǒng)簡(jiǎn)化成若干

簡(jiǎn)單系統(tǒng)，在考慮邊界條件等因素的基礎(chǔ)上，計(jì)算

簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)部件的截面狀態(tài)矢量之間的傳遞關(guān)系，

并通過傳遞矩陣的形式表達(dá)出來

作為一種新型計(jì)算機(jī)輔助工程軟件，Sh在海洋工業(yè)（但我們也將其用于動(dòng)力傳動(dòng)系計(jì)算）并解決了許多與造船和修船相關(guān)的具體任務(wù)。 為船舶推進(jìn)軸的設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)和維修提供支持。新版軟件的不同在于它在軸對(duì)中和安裝領(lǐng)域?qū)⒗碚撆c實(shí)踐結(jié)合起來。因此，它是一種很有用的設(shè)計(jì)工具，可幫助工程師創(chuàng)造出具有性能的推進(jìn)軸。

合理校中安裝后的推進(jìn)軸系各軸承變位均不

相同，使直線狀態(tài)下的均布載荷轉(zhuǎn)變?yōu)榧休d荷，

其軸線變?yōu)閾锨鸂顟B(tài)，并導(dǎo)致聯(lián)軸器、連接法蘭等

連接件的不對(duì)中，造成質(zhì)量偏心、轉(zhuǎn)軸彎曲，產(chǎn)生

系統(tǒng)內(nèi)的不平衡力、不平衡矩，對(duì)軸系回旋振動(dòng)造

成影響。

根據(jù)軸段中心平衡位置、軸段幾何中心線、轉(zhuǎn)

軸質(zhì)心等水平方向和垂直方向上，各點(diǎn)瞬時(shí)位置

之間的位置關(guān)系以及角度關(guān)系，對(duì)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方

程進(jìn)行解析，可以求解其不平衡力與不平衡矩的

幅值，根據(jù)有限元算法建立系統(tǒng)矩陣，可以在一定

程度上反映撓曲不平衡對(duì)回旋振動(dòng)的影響

海洋工程船推進(jìn)軸系校中方法

1.1 低速軸校中計(jì)算

低速軸作為齒輪箱輸出軸到尾軸部位，在對(duì)該段軸進(jìn)行計(jì)

算期間，應(yīng)提前做好建模工作，將其劃分為41 個(gè)截面。由于

在冷態(tài)狀態(tài)下，齒輪箱的前后軸承之間會(huì)產(chǎn)生較大的反力差，

對(duì)低速軸系做好動(dòng)態(tài)校中計(jì)算具有必要性。另外，在對(duì)齒輪箱

進(jìn)行計(jì)算期間，還需要充分了解到對(duì)齒輪力所產(chǎn)生的影響，將

兩個(gè)軸承之間的反力差控制在總重的20%。

1.2 高速軸校中計(jì)算

在對(duì)高速軸進(jìn)行校中計(jì)算時(shí)，需使用膜片聯(lián)軸器SX419-6

與各軸段進(jìn)行連接，在與中間軸進(jìn)行連接時(shí)，主要是使用

RATO-S3310 與主機(jī)進(jìn)行連接，將其作為彈性元件中的一種，

對(duì)高彈聯(lián)軸器及膜片聯(lián)軸器進(jìn)行建模，并做好簡(jiǎn)化處理工作。

在處理期間，應(yīng)保證軸系處于極限狀態(tài)下，將膜片聯(lián)軸器的彈

性部分忽略掉，南高精齒輪箱扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算，將其作為一種剛性元件，需做好相關(guān)的處理工

作。在對(duì)安裝的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要將2 個(gè)半聯(lián)軸器分別放

置在各自相連的中間軸中，將金屬膜片與過渡法蘭之間的密度

控制在0。對(duì)高彈聯(lián)軸器分解為3 個(gè)單元，分別與主機(jī)、中間

軸相連接，將中間彈性部分的密度控制為0。另外，在對(duì)高

速軸進(jìn)行校對(duì)時(shí)，應(yīng)充分的考慮到齒輪箱的輸入軸，所產(chǎn)生的

熱膨脹量。當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時(shí)，會(huì)產(chǎn)生0.1512mm 的熱膨脹量。

在冷態(tài)狀態(tài)時(shí)，軸承會(huì)保持均勻的受力狀態(tài)。在熱態(tài)狀態(tài)期間，

軸承所產(chǎn)生的負(fù)荷不均，齒輪箱的后軸承處會(huì)產(chǎn)生較大的支反

力，導(dǎo)致齒輪箱出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞，與校中計(jì)算中的要求不相符。

因此，為了提升高速軸校中的準(zhǔn)確性，理論中心線需要以輸入

軸前后軸承的延長線及連線為主，以完成對(duì)高速軸的有效校中，

確保在熱態(tài)狀態(tài)時(shí)，各軸承的負(fù)荷均能夠保持均勻的狀態(tài)。

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