浙江国际海运职业技术学院 舒海滨

基于模拟故障下的船舶轴系扭振研究

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扭振是影响船舶推进轴系可靠性和安全性的重要因素，尤其在轴系故障情况下，危害性更大。本文，笔者开发了一套以柴油机为激振源，以螺旋桨为负载的船舶轴系模拟实验平台。该平台以PC机为核心，将傅里叶变换（FFT）和小波变换相结合开发了在线监测及报警系统软件，对磨损、打滑等工况进行了扭振特性研究，现将实验过程阐述如下。

一、实验装置

如图1所示，实验平台结构仿照舟甬线客轮的推进系统结构设计，主要包括动力激振、扭矩传递、负载调节、实验台基础。

1. 动力激振。选用型号为Z170F的小型柴油机外接减速比为5∶1的06型船用齿轮箱为动力激振源，通过油门杆调节进油量大小，使轴系转速稳定在200～500r/min。

2. 扭矩传递。轴系总长1.2m左右，轴径25mm，分为中间轴和艉轴，长度比为13∶7，轴系扭振主要体现在中间轴上。

3. 负载调节。采用刚性的凸缘联轴器和法兰连接各器件，艉轴的输出端连接水箱中的三叶螺旋桨，利用调节水面高度的方法来调节负载。

4. 实验台基础。实验平台安装在底部装有自制避振弹簧的基础平台上，通过避振弹簧上的螺钉联锁装置调节基础平台的振动状态，以模拟船舶航行中的机舱振动状态。

二、测试过程

1. 计算轴系扭振程度。在中间轴两端测点安装一对测速齿轮，采用30等分矩形齿， 与透射式光电传感器构成非接触扭振双通道测量系统，当测速齿轮运转时，传感器输出的光电脉冲频率与轴的转速成正比。……