船舶推進軸系是船舶動力裝置的重要組成部分,對船舶的穩(wěn)定運行有很大的影響[1]。由于軸和螺
旋槳的重力在艉管軸承處產(chǎn)生的單邊載荷,會造成軸承的邊緣磨損。通過校中計算可解決軸承間載
荷分布不均問題。但是,軸承自身的偏磨會顯著影響軸承的承載性能,并對軸系的動態(tài)校中性能和
船體振動造成影響。
Piggot[6]的研究結(jié)果表明,滑動軸承的軸承孔和軸頸之間的相對夾角達到0.0002rad ,軸承的承載性
能將下降40%。J. Bouyer 和M. Fillon[7]則認為由于校中不良引起的軸承和軸頸之間的夾角和附加彎矩
會對滑動軸承性能的顯著影響,試驗表明,70Nm 的附加彎矩能使直徑100mm 的軸承中截面的承
載能力下降20%,油膜厚度下降80%,容易造成油膜,引起軸承磨損。
在我國的船舶行業(yè)標準CB/Z 338-2005 中建議艉管后軸承支承點處的截面轉(zhuǎn)角不超過
-4 3.5 10 rad 。如果計算值不超過此值,軸承按直線布置,即忽略軸承和軸線之間的夾角;如果超過
此值則需要對軸承進行斜鏜孔處理,使軸承轉(zhuǎn)角符合要求。盡管如此,由于當(dāng)前的軸系校中工藝技術(shù)
及安裝精度的限制,軸承和軸頸仍不能做到完全順應(yīng),存在一定的夾角和附加彎矩,達不到軸承的性
能使用要求,常引起軸承偏磨,使其固有頻率下降,甚至引起共振。
v動態(tài)校中的發(fā)展:
作為早期普遍采用的軸系校中安裝方式,直線校中已不能滿足當(dāng)前的軸系設(shè)計要求。上世紀60年代初,Mann發(fā)現(xiàn)采用直線校中方式安裝的軸系,大多工作狀態(tài)不佳,
甚至可能會產(chǎn)生***。而后,逐漸衍生了按 軸承允許負荷校中、合理校中、雙向優(yōu)化校中和動態(tài)校中等軸系校中方法。其中,根據(jù)輪機工 程系統(tǒng)國際合作***于1975年召開的船舶推進
軸系會議可知,已有學(xué)者針對造船廠通用的軸系校中方法開展了研究,分析對象為軸系靜態(tài)校中方法及軸系運行時的動態(tài)因素對軸系狀態(tài)的影響。
近年來,國內(nèi)外已針對軸系動態(tài)校中問題開 展了研究工作,但由于船舶運轉(zhuǎn)過程所涉及的動
態(tài)因素較多,故現(xiàn)有的軸系校中計算方法無法面 面俱到,因此,目前的研究成果只能作為靜態(tài)校中 方法的補償修正,而非嚴格意義上的軸系動態(tài)校 中。
v與靜態(tài)校中計算的主要差異
船舶運行過程中主機與船體之間的溫度傳遞相互作用,主機溫度與船體變形、軸系各軸承位置變化規(guī)律;滑動軸承支撐
油膜的壓力的影響;船體變形、軸承支座變形和螺旋槳水動力等對軸系校中計算的影響,上述均為船舶動態(tài)校中計算考慮到影響因素。
船舶推進軸系承擔(dān)著傳遞主機功率的作用,軸校中計算技術(shù)咨詢服務(wù),是
船舶的重要組成部分。在船舶修造過程中,世界各
大船廠因軸系校中不良,導(dǎo)致主機拐擋差超標、尾管
后軸承高溫報警或振動過大等問題。船舶軸系校中
質(zhì)量的優(yōu)劣受多種因素的影響,主要因素有:推進軸
系的校中設(shè)計、軸系制造加工精度、軸系安裝精度
等。為避免后期出現(xiàn)軸系校中質(zhì)量問題,必須
進行軸系校中計算。在進行軸系校中計算時,需對
實際的軸系根據(jù)一定的原則,簡化為校中計算模型。
中間軸承、主軸承和尾管前軸承,一般都可以簡化成
單支點模型,且支撐點可以放在軸瓦的中心處。但
尾管后軸承因受螺旋槳懸臂作用,作用力中心后移,
且軸頸中心存在撓曲變形,其建模相對復(fù)雜,有多種
建模方法。
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