轴系扭转振动ppt课件.ppt

第七章船舶推进轴系扭转振动本章主要内容一.关于“推进轴系扭振”一.关于“推进轴系扭振”一.关于“推进轴系扭振”二.扭振的计算模型与当量转化当量系统，就是把复杂的柴油机轴系转化成如图所示的集中质量—弹性系统。
转化原则:当量系统能代表实际轴系的扭振特性，其自由振动计算固有频率与实际固有频率基本相同，振型与实际的基本相似。实测固有频率与计算值相差大于5％时，应对当量系统进行修正。当量转化方法
柴油机曲轴以每一曲轴平面的中心作为单位气缸转动惯量的集中点。对并列连杆V型机也可以每个气缸中心线与轴线之交点作为集中点，而将每个曲柄转化为两个集中点。单位气缸转动惯量由旋转部件的转动惯量及转化到曲柄销半径处的往复部件的转动惯量组成。
以有较大质量部件的回转平面中心作为该部件质量的集中点。
弹性联轴器、气胎离合器和弹性扭振减振器等，其主动、从动惯性轮作为两个质量集中点，其刚度应取弹性元件的动态刚度值。当量转化方法(续)
硅油减振器可简化为一个由其壳体惯量与惯性轮惯量之半组成的当量惯量；也可转化为由2个质量点组成。
当以传动轴法兰接合面作为质量中心时，轴的转动惯量平分加在相邻法兰的质量上。
传动齿轮的主、从动齿轮可作为两个集中质量，并假设两者之间的刚度很大(一般可取轴系中最大刚度的1000倍)。齿轮装置轴系中，从动系统应转化为与柴油机转速相同的当量系统。当量转化方法(续)
柴油机、弹性联轴器、气胎离合器、变速齿轮装置、减振器等制造厂应提供经实验验证的扭转参数。
发电机转子作为一个惯量质点。
垫升风机不能是双进风的还是单进风的，都作为一个惯量质点。
水力测功器转动惯量应计入附水影响。附水量与水力测功据所吸收负荷有关，缺乏详细资料则可取为净惯量的35％。
皮带传动的泵和发电机等设备：轴系通过皮带传动的泵和发电机等设备，出于皮带刚度很小而且还可能产生微量的滑移，所以可以认为这部分设备与原系统的扭振特性无关。当量转化方法(续)
液力偶合器：轴系通过液力偶合器传递时，可以认为液体的刚度很小，因此液力偶合器的主动部分以前和偶合器从动部分以后，可分别作为两个扭振特性互为独立的系统来考虑。前一系统受柴油机干扰力矩的作用力；后一系统受螺旋桨干扰力矩的作用。
推进器转动惯量值应计入附连水的值，附水值大小与推进型式有关。对于固定螺距螺旋桨，附水量—般取其在空气中惯量的25％—30％，装有导流管的可取35％；对于可调螺距螺旋桨，附水量—般在满螺距时取其在空气中惯量的50％—55％；零螺距时取2％左右。但对于某些盘面比及螺距比均比较大的螺旋桨，附水值可考虑更大些。对于空气螺旋桨，没有附水。对于喷水推进器，也不考虑附水。惯量计算刚度计算目的
项目
确定自振频率
确定自振振型(振型图)
确定简谐次数
确定临界转速
确定相对振幅矢量和
确定扭振附加应力尺标
计算方法
Holzer表法、系统矩阵法、传递矩阵法
三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振Holzer表计算方法三.内燃机轴系自由扭振其它计算方法四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼说明：多缸柴油机对系统作的功等于单缸作功的倍。对轴系的振动有很大影响！四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼四.推进轴系扭转振动的激励与阻尼多缸内燃机的激励
相对振幅矢量和的影响因素

减小减振的重要措施之一！

内燃机的冲程数
内燃机的发火顺序
系统的振动模态
V型夹角
五.扭振系统中的阻尼五.扭振系统中的阻尼五.扭振系统中的阻尼五.扭振系统中的阻尼六.内燃机轴系强迫扭振计算六.内燃机轴系强迫扭振计算六.内燃机轴系强迫扭振计算六.内燃机轴系强迫扭振计算A1求出后，即可根据得到其它各质量的共振振幅值关于“扭振附加应力”
A1求出后，即可根据下式求出各轴段的扭振附加应力值

从而得到“扭振附加应力曲线”，并与相应的许用应力进行比较，判断是否产生因扭振带来的危害，并据此提出相应的减振和避振措施。