某电力推进轴系校中不良状态下响应分析.pdf

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1、Vol．３５No．１１舰船电子工程总第２５７期１４０ShipElectronicEngineering２０１５年第１１期磁某电力推进轴系校中不良状态下响应分析１２２２张威曾凡明刘金林蔡耀全（１．９１５２６部队装备部湛江５２４０６４）（２．海军工程大学动力工程学院武汉４３００３３）摘要针对某电力推进轴系较短，且采用直线校中时由于磨损振动等原因造成轴系校中不良等问题，建立了该轴系有限元模型，进行了模态分析和直线校中。通过轴承变位模拟轴承磨损情况，计算分析了各轴承负荷情况，在此基础之上，进一步分析了该轴系在不同转速和螺旋桨激振力下轴系的振动响应

2、，比较了各状态下轴系截面应力，为该轴系在设计和运行时提供理论依据和实际指导，具有一定工程实际应用价值。关键词轴系校中；轴系振动响应；冲击载荷中图分类号U６６４．２１DOI：１０．３９６９／j．issn．１６７２‐９７３０．２０１５．１１．０３７ResponseAnalysisofAnElectricPropulsionShaftingMisaligned１２２２ZHANGWeiZENGFanmingLIUJinlinCAIYaoquan（１．EquipmentDepartment，No．９１５２６TroopsofPLA，Zhanjiang

3、５２４０６４）（２．CollegeofNavalArchitectureandMarinePower，NavalUniversityofEngineering，Wuhan４３００３３）AbstractThiseffortaimsattheproblemofshaftingmisalignedwhichduetobearingwearandvibrationingeometricalignment．Thefiniteelementmodeloftheshaftingisestablishedforthecalculationofmodala

4、ndgeometricalignment．Throughthebearingdeformationsimulatesthewearofbearing，thebearingloadiscalculated．Onthisbasis，responseofvi‐brationforshaftingatdifferentspeedandpropellerforcearefurtheranalyzed，andthenthestressofshaftsectionforeachstateiscompared．Thiseffortprovidestheo

5、reticalbasisandpracticalguidanceindesignandoperationforshafting，whichhasacertainpracticalvalue．KeyWordsshaftingaligned，vibrationresponseofshafting，impactloadsClassNumberU６６４．２１１引言２直线校中分析由于某电力推进的轴系较短，在设计时直接在ANSYS中建立该轴系有限元模型，为更符［１～２］采用直线校中的方法。而轴系在运转过程合实际的反映轴系特征，加入螺旋桨，将其简化为圆

6、［６～７］中，由于磨损振动等原因有可能导致轴系出现校盘，螺旋桨考虑为全浸水状态，计及水的浮力。中不良状态，此时在螺旋桨受到激振力和脉冲载并划分网格，在网格划分过程中对轴承等关键部位荷的作用下，轴系可能出现振动幅值加大、弯曲应选择较为密集的网格，共划分为９０个单元。对轴系［３～５］力增大等不良运行状态。因此通过建立该轴进行直线校中，把推力轴末端看作简支端，施加X、Y系的数学模型，得到可靠的分析数据对于该轴系方向的约束，对艉轴前后轴承（２号、１号）作用点施的研究有重要的意义。本文采用有限元法对该轴加X、Y方向的约束，对推力轴承（３号）作用点施

7、加系不良校中状态下的响应进行分析，得到了一些X、Y、Z方向的约束，并考虑水和润滑油的浮力作用有益的结论。后对该轴系进行静力分析。经校中计算得其变形图磁收稿日期：２０１５年５月１１日，修回日期：２０１５年６月３０日作者简介：张威，男，硕士，高级工程师，研究方向：舰船动力装置总体设计与系统分析。２０１５年第１１期舰船电子工程１４１如图１所示，表１为在直线状态下三个轴承的支反情况进行分析，在保持艉轴前后轴承位置不变的条力，表２为该轴系三个轴承负荷受力限制范围。件下，分析比较推力轴承在不变位、变位１mm及变位３mm情况下的响应，如图２所示为在该情

8、况下响应幅值最大的节点的响应。图１轴系直线校中分析变形表１直线状态下轴承支反力轴承号支承力（KN）１５８．８５５２２３．５２８３４９．１９９表２轴承负荷受力限制轴承号允许最小负荷（KN）允许最