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船舶推进轴系扭振影响因素分析
摘要
船舶推进轴系扭振问题是近年来船舶研究中热门的话题之一，其原因在于船舶推进轴系扭振所引起的振动和噪声对于船舶的航行稳定性和船员舒适度等方面都有着明显的影响。本文对船舶推进轴系扭振的原理、影响因素进行了详细的分析和讨论，希望能够对船舶工程师的实际工作与研究提供一些参考意见。
关键词：船舶、推进轴系、扭振、影响因素
Abstract
Thetorsionalvibrationoftheship'spropellershaftisoneofthehottopicsinshipresearchinrecentyears.Thereasonisthatthevibrationandnoisecausedbythetorsionalvibrationoftheship'spropellershafthaveasignificantimpactonthestabilityoftheship'snavigationandthecrew'scomfort.Inthispaper,theprincipleandinfluencingfactorsoftorsionalvibrationofship'spropellershaftareanalyzedanddiscussedindetail,hopingtoprovidesomereferencesforthepracticalworkandresearchofshipengineers.
Keywords:ship,propellershaft,torsionalvibration,influencingfactors
正文
1.船舶推进轴系扭振原理
船舶推进轴系扭振是指悬挂在耐震支撑上的发动机、减速器、联轴器、推进器和轴管等部件在航行中受到扭转力矩影响而发生的扭转振动和噪声。船舶推进轴系扭振的发生原因有很多方面，比如错位、不平衡、过载、外界激振和流体动压等。扭振会引起轴管的弯曲和扭转变形，当变形量达到一定程度时，就会使轴承受到较大的轴向载荷，从而对轴承和轴承座造成破坏。此外，扭振还会引起推进器与艉轮间传递的扭矩波动，从而使船舶的航行速度不稳定，严重影响船舶的航行安全和经济性。
2.影响因素分析
2.1联轴器
联轴器是连接发动机和减速器间的重要零部件，一般分为弹性联轴器和硬质联轴器两种。弹性联轴器在结构上采用了柔性材料，通过材料的弹性变形，能够吸收一部分扭矩波动，从而减小扭振的幅值，具有较好的减振效果。硬质联轴器则没有松弛的程度，响应速度相比之下也要快一些。不过硬质联轴器对于脆弱机件的保护效果较好。
2.2推进器
推进器是将发动机输出的动力传递到水中的重要零部件，很多因素会影响它的工作质量。例如，推进器的重量、离心力、转速和地球重力对其的影响是很大的。因此，在选择和设计推进器时要考虑这些因素，尽可能地减少其引起的扭振。
2.3轴承
轴承是连接轴与轴承座之间的重要部件，其性能好坏将直接影响到船舶的航行安全和经济性。轴承的种类较多，例如角接触球轴承、滚柱轴承和滑动轴承等。不过需要注意的是，轴承的过大或过小对于船舶推进轴系扭振的抑制作用有限，因此在安装轴承时需要注意选用合适的规格和型号。
2.4轴管
轴管作为连接推进器和轴类的重要零部件，其质量和性能对扭振的发生和抑制有着较大的影响。轴管的过长或过短、壁厚过厚或过薄、材料强度不够等问题都会导致船舶推进轴系扭振的发生或加剧。因此，在设计和制造轴管时应该综合考虑这些因素，并进行详细的质量控制和检验。
2.5船舶结构和排气系统
船舶的结构和排气系统也会对船舶推进轴系扭振起到一定的影响作用。例如，在船舶设计时可以采用低速高转矩的发动机，尽可能地减小发动机的振荡强度；在排气系统中可以设置减振器和消声器等减小噪声产生的波动。
3.抑制方法
为了有效地控制船舶推进轴系扭振，船舶工程师可以采用以下一些抑制方法：
3.1安装软性联轴器
软性联轴器能够吸收发动机输出扭矩波动和减小扭振幅值，因此是控制船舶推进轴系扭振的有效方法之一。
3.2增加附加质量
船舶推进轴系扭振的频率与有关部件的刚度和附加质量成反比例关系，因此增加附加质量是减小扭振幅值的有效方法之一。在实际应用中可以通过增加轴的重量或轴管内填充铅等方法来实现。
3.3减小轴径
轴径减小能够使得轴的柔性增加，振动幅值减小，从而能够有效地抑制扭振的产生。
3.4增加阻尼
增加阻尼是控制船舶推进轴系扭振的另一种有效方案。增加阻尼可以通过安装液体阻尼器或调整轴承的壳体间隙等方式来实现。
4.结论
船舶推进轴系扭振对于船舶的航行安全和经济性都有着较大的影响，因此在船舶设计、制造和维护等方面均需要特别注意。本文对船舶推进轴系扭振的影响因素和抑制方法进行了详细的分析和探讨，希望能为船舶工程师的实