轴承支撑系统耦合刚度对船舶轴系回旋振动的影响分析
2021-07-06朱汉华
舰船科学技术 2021年6期
张 斌,朱汉华
(武汉理工大学 能源与动力工程学院,湖北 武汉 430063)
0 引 言
船舶在海上航行时,必然会承受船体自重、货重等各种各样的负荷,各种负荷形成的激励源就会引发船体产生不同程度的振动[1]。近年来,随着VLCC 和ULCC 的出现,船舶自重、主机、螺旋桨等船用设备的重量随之增加,对船体以及船舶推进系统的刚度和强度提出了更高的要求[2]。对于普通商船而言,由于制造成本等原因,轴系所用材料无法使用高强度合金,一般为钢制轴系。因此,要想提高支撑系统的耦合刚度来满足推进功率的需求,只能不断增大轴、轴承、法兰等部件的长度和直径,这样在增大系统刚度的同时,也会使支撑系统的耦合刚度呈现非线性的变化趋势,进而对轴系振动产生不良影响。
近年来,世界各国都在大力发展绿色船舶,进而建设海洋强国,而提高减振技术作为发展绿色船舶的重要标志,早已引起研究人员的关注,尤其是船舶动力系统的减振。王滨[3]提出轴承在安装时由于安装工艺等原因会出现安装位置的偏移,轴承位置会对轴系振动形式及振动频率产生较大的影响。刘显军[4]分析了轴系外力变化对支撑刚度的影响,结果表明轴系虽然一般认为是刚性体,但在分析振动时表面变形量是不可忽略的。Lgor Zverv[5]首次提出预紧力会改变轴承的摩擦力矩,尤其对于大型船舶的高转速轴系,而摩擦力矩是轴系振动的重要影响因素之一。Panagopulos.E[6]在之前经验公式的基础上,通过理论计算和实验验证,提出了新的轴系回旋振动计算公式,该公式表明,振动幅值与轴系的安装参数有着密切的关系,可以通过优化安装参数来减小振动幅值。……
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