船舶轴系扭振计算步骤.doc

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1、船舶轴系扭振计算的一般步骤（能量法和放大系数法）1已知条件轴系原始资料柴油机减振器发电机型号：型式和型号型式和型号冲程数：制造厂制造厂气缸数：主动轮惯量交/直流缸径：从动轮惯量额定功率行程：刚度（静/动）额定转速V型角阻尼因子（或损失系数）转子惯量发火顺序传动齿轮箱额定功率型式和型号水力测功器额定转速制造厂型式和型号最低稳定转速正车总速比制造厂平均有效压力正/倒车各级速比转动惯量（空气中）机械效率弹性联轴器（气胎离合器）往复部件重量型式和型号连杆长度制造厂阻尼因子额定扭矩螺旋桨主/从动轮惯量型式刚度（静/动）定/可调桨损失系数直径持续许用扭矩盘面比瞬时许用扭

2、矩螺距比许用最大扭角叶片数转动惯量（空气中）材料导流管型号2当量系统2.1惯量计算（或给定）2.2刚度计算（或给定）2.3当量系统转化，即将系统转化成惯量－刚度系统，并给出当量系统图以及相关参数（见表）当量系统参数质量序号质量名称转动惯量Kg.m2刚度N.m/rad轴最小外径Cm轴内径Cm传动比发火间隔角AB3固有频率计算（自由振动计算并画出振型图）Holzer表质量号123456789IkKWk12…n4共振转速计算扭振固有频率HzN=9.55*ωn=60fr/minN-固有频率（r/min）f-Hz对于每个振型固有频率的共振转速r/minV－简谐次数对四

3、冲程柴油机v=0.5,1,1.5……二冲程：v=1,2,3……对螺旋桨：v=I*Zp,I=1,2,3……Zp－螺旋桨叶片数应计算的简谐次数范围：Ne－柴油机额定转速r/minNmin-柴油机最低稳定转速r/min5强迫振动计算(动力放大系数法的计算步骤)步骤1：激励计算气体压力产生的激励力矩N.mD－气缸直径（cm）R－曲柄半径(cm)Cv－简谐系数(N/mm2)简谐系数的计算N/mm2av、bv－系数，由柴油机制造厂提供。无确切资料可按CCS给定表计算Pi-平均指示压力N/mm2平均指示压力的计算：推进用柴油机：发电用柴油机：(0.95

4、)空负荷运转柴油机（离合器脱开。柴油机－发电机组转速比nc/ne<0.95）P－柴油机额定功率，kWPg－发电机额定功率,kWZ－气缸数ms－冲程数，四冲程ms=4,二冲程ms=2;ne－柴油机额定转速r/minnc－共振转速r/minηm-柴油机额定工况下的机械效率ηg-发电机效率，无确切数据时取0.9ηd-从动部件效率，对发电机为ηg往复惯性力产生的激励力矩Mt合成切向力简谐系数螺旋桨激励力矩N.mZp-螺旋桨叶片数Mkzp-谐次kzp的激励力矩幅值Ψkzp-谐次kzp的激励力矩与桨叶中心线间的相位角一般而言，螺旋桨激励力矩较小，可以忽略。但对于主谐次v

5、=Zp或v=2Zp的激励，有时应予以注意。柴油机激励力矩功对直列柴油机，相对振幅和：对V型机：ak-第k缸质量点相对振幅Z－气缸数ψ1,k－第k缸与第1缸间的发火间隔角,radξ1,2－两列相同编号气缸间的发火夹角考虑螺旋桨激励时的系统激励力矩功N.m步骤2：计算第1惯性圆盘的平衡振幅第1惯性圆盘的平衡振幅步骤3：计算各部件的动力放大系数柴油机的放大系数μe-阻尼因子，由船桨厂家提供，一般取μe＝0.04n-系统惯性圆盘总数Z-柴油机气缸数螺旋桨放大系数ω-扭振园频率(rad/s)cp-螺旋桨阻尼系数螺旋桨阻尼系数：(N.m.s/rad)np-额定转速时螺旋

6、桨吸收的功率(kW)nc-共振转速r/minNe-柴油机额定转速(r/min)a-系数A值的确定Dp-螺旋桨直径(m)Zp-螺旋桨叶数V－常数，当Zp＝4时，V＝1；当Zp=3或5时，V＝4/3若计算得a<19.5,取a=19.5；a>51,取a=51,在缺乏螺旋桨资料的情况下，取a=30轴系放大系数∑－表示除曲轴及弹性联轴器等弹性元件外的所有轴段弹性联轴器放大系数Kr-弹性联轴器的刚度(N.m/rad)αr-弹性联轴器主、从动端间相对振幅差ψr－损失系数减振器放大系数硅油减振器放大系数：Id－减振器转动惯量Αd－减振器相对振幅μd-阻尼因子，由厂家提供阻尼

7、弹性减振器：Kd-减振器的刚度(N.m/rad)Δαd-减振器主、从动端间相对振幅差ψr－损失系数直流发电机放大系数Ag-发电机转子相对振幅Cg-阻尼系数Tg-发电机轴扭矩（N.m）Ng-发电机轴转速(r/min)Ζg-系数，取124－135步骤4：求总的放大系数步骤5：计算第1质量的振幅A＝Q×A1st步骤6：轴段共振应力计算步骤7：共振力矩计算齿轮啮合力矩G－主动齿轮质量号弹性联轴器振动扭矩V－联轴器主动端质量号发电机转子处振动惯性力矩步骤8：非共振计算步骤9：扭振许用应力计算（按CCS96规范）步骤10：作出扭振应力或振幅－转速曲线6强迫振动计算(能量

8、法的计算步骤)步骤1相对振幅矢量和的计算（如为一般轴