舰船轴系扭转振动计算-欧普兰(图)

振动计算

n必要性：机械设备振动是影响其使用寿命的重要因素

之一，而船舶推进轴系的振动易通过轴承—基座 传递至船体，从而引发船体的二次振动和水下声

辐射，同时降低船舶的舒适性。严重的轴系振动 将导致轴系异常磨损甚至断裂，对船舶的安全稳 定运行造成威胁。因此，轴系振动特性是影响轴

系设计质量的重要因素，应加以重视。

振动起因：

n诱发轴系振动的主要原因是轴系受到了不平

衡激励（例如，螺旋桨在不均匀水流中产生的脉动 激振力）、轴系组成部件（中间轴、螺旋桨、联轴器 等）加工不良、轴系校中质量不高等。

v轴系振动类型：

n按照振动型式：

n扭转振动：扭振振动是主机通过轴系传递功率至螺旋桨，造成各轴段间的扭转角度不相等，轴段来回摆动产生的

n回旋振动：轴系在外力作用下产生的，轴一方面绕自身中心线旋转，应变计测量对中计算，同时又使轴线呈弯曲状态以另一角速度绕原平衡轴中心线回旋的合成运动。

n纵向振动：（轴向振动）由于螺旋桨对动力激励产生的沿轴向方向的振动；

轴系校中质量的好坏会直接影响传动系统工况及各轴承负荷分布情况，因此良好的轴系校中对保障

船舶安全运行具有重要意义。主要介绍了船舶推进轴系的主要组件及轴系安装校中，分别讲述了轴系按直线校中

的轴系按轴承允许负荷校中和轴系按轴承合理负荷校中

1　船舶轴系校中简介

1.1　船舶推进轴系的主要结构

船舶推进轴系安装时， 由前向后分为是动力源主机、主

要动力传输艉轴及轴承，螺旋浆旋转对水的推力经轴系传

输回到主机，经与主机连接的基座作用使船舶运动，轴系

部件通过联轴器、锥面压装与对接法兰进行连接。

螺旋桨是船舶前进推力的起源点，轴系将水的反作用

力传输给船体。螺旋桨分为固定与可调节螺距桨；艉轴后

端连接螺旋桨，穿过尾轴管前后轴承后；前端与中间轴连接，

尾轴穿过前后轴，直接摩擦前后轴承。

安装在尾轴管前后端的尾轴轴承多为双轴承，对尾轴

承的加工精度提出了很高要求，制造材料通常选用树脂或

白合金。船舶推进轴系应根据其设计要求，选择是否安装

中间轴；中间轴安装时，两端法兰螺栓多通过压装方式安装。

随着船舶逐渐大型化，为满足大功率推进的需要，大直径轴系不断被应用，而轴系刚度的增加导致轴

承负荷对船体变形的敏感度提高。此外，船舶主尺度的增加和高强度钢的采用使得船体变得相对“柔软”，

在不同吃水状态下会产生较大的变形。越来越多的研究都表明，在进行轴系校中分析时需考虑不同装载工

况下船体变形的影响，未考虑该因素的轴系校中计算会导致轴承***等一系列严重的后果。特别是对于

艉机型、大直径、短轴系船舶而言，由于其轴系刚性很大，船体变形对轴系校中的影响更不容忽视。目前

在进行大型船舶的轴系校中计算时首先是对轴系区域的船体变形进行预报，求取轴承处船体相对位置的变

化数据，供后续轴系校中计算使用。因此，在新船设计阶段对艉部轴系布置区域的船体变形进行准确的分

析预报具有一定的工程实践意义。