船舶复杂混合动力推进轴系振动研究.pdf

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1、船电技术

2、应用研究Vol.35No.112015.11船舶复杂混合动力推进轴系振动研究杨震，肖能齐，周瑞平，林晞晨（武汉理工大学能源与动力工程学院，武汉430063）摘要：混合动力推进系统具有结构复杂性、运行工况多样性等特点。本文以某船舶混合动力推进系统为研究对象，分析其振动机理及建立复杂推进系统振动数学模型。选取混合动力推进轴系典型扭转振动运行工况进行计算与分析，研究其扭转振动特性；同时借助混合动力推进轴系校中与回旋振动数学模型，阐述设计阶段轴承布置的合理性对其有重要意义。该研究为对混合动力推进系统的低噪声设计理论研究及工程设计具有一定的指

3、导意义。关键词：混合动力振动推进轴系中图分类号：U664.81文献标识码：A文章编号：1003-4862（2015）11-0070-05ResearchontheVibrationofComplexHybridPropulsionSystemforAShipYangZhen,XiaoNengqi,ZhouRuiping,LinXichen（SchoolofEnergyandPowerEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063,China）Abstract:Hybridpropulsi

4、onsystemhasthecharacteristicsofcomplexstructure,runningmodeandsoon.Thehybridpropulsionsystemofashipisstudiedinthispaper.Thevibrationmechanismandthevibrationmodelofashipareanalyzed.Thetorsionalvibrationcharacteristicsofatypicaltorsionalvibrationofahybridpropulsionshaftingare

5、calculatedandanalyzed.Withtheaidofthehybridpropulsionshaftingalignmentandthemathematicalmodelofthecyclotronvibration,therationalityofthebearingarrangementofthedesignstageisimportant.Theresearchonthelownoisedesigntheoryandengineeringdesignofhybridpropulsionsystemhascertaingu

6、idingsignificance.Keywords:hybridpower;vibration;propulsionshafting0引言1复杂混合动力推进系统船舶混合动力推进系统主要是由机械推进系该推进系统为四机双桨混合动力推进系统，[1-3]统部分和电力推进系统组成。混合动力推进系其由2台9L48/60B柴油机I（功率为10350kW,转速统与传统的推进系统相比较，其在结构、功能以为514r/min）、2台6L48/60B柴油机II（功率为6900及性能上变得更加复杂，使得复杂混合动力推进kW,转速为514r/min）、2台GWVH减速

7、齿轮箱、1轴系的振动研究存在大量未解决或值得考虑的问台轴带发电机(PTO)、1台电动机（PTI）、传动轴题。本文以某船舶混合动力推进轴系为研究对象，系、2个螺旋桨、变频器和配电板等组成。如图1分析其运行工况及振动机理，建立混合动力推进所示的某船舶四机双桨+PTO/PTI复杂混合动力系统振动数学模型并进行振动计算，对混合动力推进轴系示意图。推进系统的低噪声设计理论研究及工程设计具有该推进系统具有多种运行工况，根据其营运一定的指导意义。工作模型可以划分为单机模式、双主机并车模式和PTI模式三类，如表1所示。该系统在PTI模式下收稿日期：2015-

8、10-09带有轴带发电机推进系统的柴油机I或者柴油机II作者简介:杨震(1995-)，男，本科。研究方向：船舶轴系运行，通过传动轴系驱动螺旋桨工作；同时轴带振动与噪声分析。70Vol.35No.112015.11船电技术

9、应用研究发电机发电机发电经配电板驱动电动机（PTI）运进轴系扭转振动相比，前者在计算过程中涉及的动，通过传动轴系驱动螺旋桨工作。该PTI模式中因素更多，振动机理更加复杂，因此对其进行更驱动电动机的电力来源于推进柴油机，而非柴加精确的计算显得更加重要。复杂混合动力推进油发电机。轴系扭转振动激励源包括考柴油机气体压力和惯性力作用

10、产生的激励力矩、螺旋桨不均匀伴流场产生的激励力矩以及电机运行过程中所产生的电[4-6]磁激励力矩对轴系扭转振动的影响。根据表1所示的推进系统工作模式及轴系扭振激励源