本文關(guān)鍵詞：某船舶推進(jìn)系統(tǒng)工作特性研究及軸承潤(rùn)滑分析

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【摘要】：基于有限元和多體動(dòng)力學(xué)方法，分別建立曲軸、軸系和螺旋槳等部件的體單元，通過非線性連接單元進(jìn)行連接，建立某大型運(yùn)輸船舶完整的推進(jìn)系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)模型，并施加主機(jī)燃?xì)鈮毫吐菪龢ふ窳ψ鳛橄到y(tǒng)外載荷。本文將仿真計(jì)算與試驗(yàn)研究相結(jié)合，分析了額定工況下、單缸熄火工況下以及不同負(fù)荷工況下的船舶推進(jìn)系統(tǒng)工作特性，并依據(jù)彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論，對(duì)主軸承進(jìn)行潤(rùn)滑特性研究。本課題為船舶動(dòng)力裝置性能與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及軸承潤(rùn)滑特性研究提供了重要參考。論文主要做了以下幾個(gè)方面的工作： （1）針對(duì)額定工況，對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)全局振動(dòng)特性、曲軸自由端振動(dòng)特性以及各軸承軸心軌跡和載荷情況等工作特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：曲軸X、Y、Z方向的全局振動(dòng)位移均比較小，Z方向振動(dòng)具有典型的“活塞式”振動(dòng)特性；曲軸自由端最大扭轉(zhuǎn)角位移為2.62mrad；縱向振動(dòng)最大振幅為3.4mm；各軸承中，MB6軸承垂向載荷最大；主軸承軸心軌跡均在軸承間隙內(nèi)，中間軸承由于軸頸傾斜原因，兩側(cè)截面軸心偏移量明顯大于中間截面。與船舶試航測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比表明：曲軸自由端最大角位移計(jì)算誤差為3.15%，驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果的正確性。 （2）針對(duì)船舶航行中可能出現(xiàn)的單缸熄火工況，對(duì)各缸分別熄火時(shí)的全局振動(dòng)特性、曲軸自由端振動(dòng)特性以及主軸承載荷等工作特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：2#、4#、6#氣缸分別熄火工況下，前半周期曲軸振動(dòng)位移具有相似的變化趨勢(shì)，受不同氣缸熄火的影響，后半周期振動(dòng)位移差別較大；受各缸發(fā)火順序間隔以及與自由端的距離的影響，曲軸自由端的振動(dòng)位移差別較大；MB3和MB5軸承的垂向載荷最大；MB1和MB7軸承單側(cè)受載，載荷值相對(duì)較��；MB8軸承距離各氣缸較遠(yuǎn)，載荷最小。 （3）在上述計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)4#氣缸熄火工況與額定工況下的曲軸自由端振動(dòng)特性、軸系法蘭端振動(dòng)特性以及各軸頸載荷等工作特性進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明：曲軸自由端最大扭轉(zhuǎn)角位移比額定工況增大13%，縱向最大位移增大70%。其正常發(fā)火時(shí)刻附近，推進(jìn)軸系法蘭端最大角位移增大766%；4#和5#主軸頸垂向載荷明顯減小，載荷方向均發(fā)生改變。艉前軸承軸頸最大垂向載荷增大34.5%；艉后軸承軸頸最大垂向載荷增大26.9%，且波動(dòng)更加明顯。 （4）針對(duì)船舶航行中出現(xiàn)的低負(fù)荷行駛和超負(fù)荷行駛工況，對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)不同負(fù)荷下的振動(dòng)特性和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等特性進(jìn)行了對(duì)比和研究。結(jié)果表明：鄰近臨界共振轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速禁區(qū)的工作負(fù)荷工況下，，振動(dòng)位移和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它工況；其它工況下，隨著負(fù)荷的增大，位移和應(yīng)力逐漸增大。與船舶試航測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比表明：自由端扭轉(zhuǎn)角位移以及曲軸、中間軸和艉軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值均比較吻合，驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果的正確性。 （5）計(jì)算分析了100%負(fù)荷與85%負(fù)荷兩種工況下，MB3軸承的潤(rùn)滑特性，主要包括：最小油膜厚度、最大油膜壓力、摩擦功耗以及滑油填充率等。結(jié)果表明：MB3軸承最小油膜厚度分別為4.65μm和6.47μm，高油壓區(qū)均集中在軸承下瓦的左側(cè)邊緣；額定工況下的最大摩擦功耗和平均摩擦功耗比85%負(fù)荷工況分別大29.37%和15.81%；滑油流入量與流出量基本平衡，85%負(fù)荷工況下的滑油填充率相對(duì)較高；3#主軸頸繞X軸的最大傾斜角度分別為0.018deg和0.016deg；繞Y軸的最大傾斜角度基本相等，約為-0.03deg。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.3

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張洪田,湯儒濤;船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算的Riccati傳遞矩陣法[J];船舶工程;1994年01期

2 許運(yùn)秀,洪鈐;6艘成品油船軸系故障分析與對(duì)策[J];船舶工程;1997年04期

3 周瑞;江yN;管文生;;船舶推進(jìn)軸系縱振計(jì)算方法及影響因素分析[J];中國(guó)艦船研究;2011年06期

4 李輝光,孫啟國(guó);曲軸扭轉(zhuǎn) 縱向耦合振動(dòng)分析[J];蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

5 杜紅兵;陳之炎;靜波;;內(nèi)燃機(jī)軸系扭轉(zhuǎn)—縱向耦合振動(dòng)數(shù)學(xué)模型[J];內(nèi)燃機(jī)工程;1992年02期

6 梁興雨;舒歌群;李東海;沈穎剛;;基于柔體曲軸多體動(dòng)力學(xué)的軸系扭振響應(yīng)分析[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2007年04期

7 李惠珍;張德平;方華;;用有限元法進(jìn)行曲軸扭振計(jì)算[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);1991年02期

8 段秀兵,郝志勇,岳東鵬,宋寶安;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振的多體動(dòng)力學(xué)分析[J];汽車工程;2005年02期

9 張勇,蔣滋康;旋轉(zhuǎn)軸系彎曲振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)耦合的分析[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年06期

10 郝志勇,段秀兵,程金林;柴油機(jī)曲軸軸系的柔性多體動(dòng)力學(xué)仿真分析[J];鐵道機(jī)車車輛;2003年S1期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 武起立;基于多體動(dòng)力學(xué)船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系軸承潤(rùn)滑研究[D];大連海事大學(xué);2012年

本文編號(hào)：1205932