船舶推進(jìn)軸系是用于將柴油機(jī)的功率傳遞到螺
旋槳,并將螺旋槳的推力傳遞到船體,從而使船舶
運(yùn)動(dòng),它是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部份,其設(shè)計(jì)
的質(zhì)量好壞,直接影響船舶的機(jī)動(dòng)性、可靠性、經(jīng)
濟(jì)性。軸系校中計(jì)算是將軸作為彈性連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)
算分析各支承受力情況,并用調(diào)整支承位置的方法,
使全部軸承上的負(fù)荷及各軸段內(nèi)的應(yīng)力都處在允許
的范圍內(nèi),或具有的數(shù)值,從而保證軸持續(xù)正
常運(yùn)轉(zhuǎn)。校中計(jì)算的目的是在任何狀態(tài)下,所有支
承都需要承受靜態(tài)負(fù)荷,另外在船舶的各種服務(wù)狀
態(tài)下,柴油機(jī)的所有曲臂檔差都應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。
此種合理校中方法于70 年始應(yīng)用于軸系設(shè)計(jì)
中,從而更新了軸系設(shè)計(jì)概念和方法,使軸系運(yùn)行
狀態(tài)大為改善?,F(xiàn)時(shí)采用低速柴油機(jī)的大型船舶,軸系靜態(tài)校中計(jì)算技術(shù)服務(wù),
船級(jí)社一般都需要提供其軸系校中計(jì)算書。文章將
以使用校中計(jì)算軟件介紹船舶軸系校中計(jì)
算的影響因素及校中計(jì)算與優(yōu)化的方法。
3D建模功能
軟件提供3D建模環(huán)境,可快速準(zhǔn)確的對(duì)用戶所設(shè)計(jì)的軸系建模。所創(chuàng)建的模型可由多個(gè)軸系、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、變速箱,固定或可調(diào)螺旋槳,艉軸管,支架,不同類型的法蘭和軸承組成。該模塊創(chuàng)建的模型是支撐后續(xù)各類計(jì)算的基礎(chǔ),創(chuàng)建好的模型可以直接保存在模型庫(kù)中,可供隨時(shí)調(diào)用。
軸系校中計(jì)算模塊
提供船舶在各種裝載狀態(tài)下的軸系校中計(jì)算和軸承載荷分析??梢酝瑫r(shí)考慮垂直方向和水平方向的彎曲計(jì)算,也可以對(duì)不規(guī)則形狀襯套的軸承模型等進(jìn)行建模分析。該模塊可實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整地軸系校中計(jì)算流程循環(huán):比如通過反向計(jì)算的方法確定當(dāng)前軸承變位,得出船舶在裝載狀態(tài)下軸承的變位值,也可通過頂舉法、偏移偏斜測(cè)量以及應(yīng)變計(jì)測(cè)量等方法對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核。
附加功能:軸瓦接觸壓力分布,軸承流體動(dòng)力潤(rùn)滑,螺旋槳載荷,輪齒載荷,船體變形估算,工藝公差計(jì)算。
回旋振動(dòng)計(jì)算模塊
軸承采用各向異性模型,即軸承剛度和阻尼具有方向和頻率相關(guān)性??梢杂?jì)算軸系自由振動(dòng)的阻尼固有頻率,模態(tài)振型以及臨界轉(zhuǎn)速,并生成坎貝爾圖。諧波響應(yīng)分析可以提供軸系任何部位的各種參數(shù),并對(duì)當(dāng)前臨界轉(zhuǎn)速是否會(huì)導(dǎo)致異常振動(dòng)進(jìn)行三維動(dòng)畫顯示。旋轉(zhuǎn)振動(dòng)與軸系校中參數(shù)和軸承運(yùn)行狀態(tài)相關(guān),這為軸系的動(dòng)力學(xué)特性提供了更為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
軸向振動(dòng)計(jì)算模塊
軸向自由振動(dòng)計(jì)算可以顯著的體現(xiàn)軸系在各種臨界轉(zhuǎn)速條件下所對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型。諧波響應(yīng)分析可以真實(shí)的反映設(shè)備在運(yùn)行速度下的軸移位以及推力軸承載荷情況。該模塊支持對(duì)所有設(shè)備模型進(jìn)行激勵(lì)、頻率、剛度以及阻尼等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算模塊
根據(jù)軸的尺寸生成計(jì)算方案。可以開展部件之間角位移變形計(jì)算,軸系部件中的振動(dòng)扭矩和應(yīng)力計(jì)算,齒輪嚙合產(chǎn)生的錘擊效應(yīng)分析,柔性元件和阻尼器的功率損耗計(jì)算,柴油機(jī)正常運(yùn)行以及停機(jī)狀態(tài)的計(jì)算分析。***的冰區(qū)加強(qiáng)和短路分析功能可提供時(shí)域的瞬態(tài)分析功能支持各船級(jí)社提出的標(biāo)準(zhǔn)。
為了保證船舶的安全運(yùn)行,保障軸系的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)具有必要
性。軸系的校中及安裝工作好壞均是影響海洋工程的一項(xiàng)關(guān)鍵
性因素,對(duì)主機(jī)的正常運(yùn)行及降低船體的人振動(dòng)感均會(huì)產(chǎn)生較
大的影響。因此,對(duì)于海洋工程中一些特殊的軸系,應(yīng)將校中
及安裝作為一項(xiàng)主要的工作內(nèi)容,為海洋工程工作的有序推進(jìn)
提供保障。
將高速軸及低速軸有機(jī)的結(jié)合起來,低速軸受螺旋槳所產(chǎn)
生的扭矩及推力影響較大。高速軸在實(shí)際的使用過程中,在向
齒輪箱進(jìn)行傳遞功率時(shí),由主機(jī)來完成傳遞工作,應(yīng)嚴(yán)格按照
EEDI 中的要求做好能效設(shè)計(jì)工作,以促進(jìn)螺旋槳螺距控制精
度的大大提升,以確保能夠適應(yīng)船體的變形需求。因此,應(yīng)做
好海洋工程船推進(jìn)軸系校中及安裝工作,主要是使用高彈聯(lián)軸
器、膜片聯(lián)軸器等設(shè)備,相較于常規(guī)的船舶軸系,在運(yùn)行及安
裝過程中均產(chǎn)生了較強(qiáng)的特殊性,應(yīng)做好軸系的優(yōu)化布置及設(shè)
計(jì)工作,以提升軸系的應(yīng)用效果及質(zhì)量。
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