船用二冲程柴油机振动分析
试析船舶柴油机轴系运动结构振动
试析船舶柴油机轴系运动结构振动摘要：本文以船用PA6 -280柴油机为背景，通过柴油机主要运动部件及轴系建模与运动仿真，探索柴油机隔振装置及轴系在各支承条件下动力学特性，分析了船体结构在柴油机振动激励下的响应与受力，得到柴油机振动沿主轴承及隔振装置向船体结构的传递特性。
关键词：船舶柴油机；轴系运动；结构；振动随着柴油机强化指标不断提高，各运动机构的工作条件更加苛刻，要求具有较高的强度、刚度与良好的动态特性。
本文以PA6 -280 柴油机为背景，利用三维建模软件，建立柴油机主要运动部件及船舶轴系、螺旋桨、船体等三维实体模型。
用软件装配功能，将其装配成一个包括柴油机动力装置及推进器在内的船体结构。
以此为基础，将模型导入仿真软件，对各部件添加约束与仿真参数，以模拟船舶动力及推进装置动态特性。
一、柴油机轴系运动概述与建模船舶柴油机轴系由传递主机功率用的传动轴、减速器、联轴节等组成。
轴系基本任务是将柴油机功率传给螺旋桨，使螺旋桨转动并推动船舶前进。
同时，轴系还将螺旋桨产生的轴向推力通过轴系及推力轴承传给船体。
在柴油机轴系及船舶振动严格控制下，轴系常用高弹联轴节或万向节，来适应柴油机运动所导致的轴系不对中。
因此，船舶柴油机轴系仿真模型应该包括曲轴、主机的输出法兰和螺旋桨之间的轴段、各轴承座以及轴段中的各种附件。
对PA6 -280柴油机主要运动部件结构、尺寸参数进行建模时，以不影响柴油机及轴系主要功能为前提，合理简化模型。
所建立的三维实体仿真模型包括柴油机各缸活塞与连杆、曲轴、传动轴、螺旋桨及船体等结构。
利用软件，根据各部件相对运动，将上述部件装配成一个包括柴油机动力装置、推进器及船体结构在内的模型。
二、柴油机轴系运动仿真模型与参数的确定为便于比较各条件下柴油机运动学规律、动力学特性和船体结构振动，分别在3 种不同情况下对动力学参数进行仿真分析：l）在台架刚性固定条件下，对柴油机主要运动部件位移、速度、加速度进行运动仿真分析；对活塞顶部压力、连杆小端受力、曲柄销的切向力和法向力进行动力学仿真分析。
船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究
船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究【摘要】本文通过一些国内因轴系扭转振动而引起的断轴断桨的事故实例，来分析引起轴系扭转振动的主要原因，分析扭振主要特性，并提取一些减振和防振的基本控制措施。
【关键词】船舶柴油机轴系扭振危害分析措施在现代船舶机械工程中，船舶柴油机轴系扭转振动已经成为一个很普遍的问题，它是引起船舶动力装置故障的一个很常见的原因，国内外因轴系扭转而引起的断轴断桨的事故也屡见不鲜，随着科学水平的提高和航运业的发展，人们越来越重视船舶柴油机组的轴系扭转振动，我国《长江水系钢质船舶建造规范》和《钢质海船入级与建造规范》（简称《钢规》）和也均规定了在设计和制造船舶过程中，必须要向船级社呈报柴油机组的轴系扭转振动测量和计算报告，以此来表明轴系扭转振动的有关测量特性指标均在“规范”的允许范围内。
1 船舶柴油机轴系扭转振动现象简介凡具有弹性与惯性的物体，在外力作用下都能产生振动现象。
它在机械，建筑，电工，土木等工程中非常普遍的存在着。
振动是一种周期性的运动，在许多场合下以谐振的形式出现的，船舶振动按其特点和形式可分为三种，船体振动，机械设备及仪器仪表振动，和轴系振动。
船舶柴油机轴系振动按其形式可分为三种：扭转振动，纵向振动，横向振动。
柴油机扭转振动主要是由气缸内燃气压力周期性变化引起的，它的主要表现是轴系上各质点围绕轴系的旋转方向来回不停的扭摆，各轴段产生不相同的扭角。
纵向振动主要是由螺旋桨周期性的推力所引起的。
横向振动主要是由转抽的不平衡，如螺旋桨的悬重以及伴流不均匀产生的推力不均匀等的力的合成。
船舶由于振动引起的危害不但可以产生噪音，严重影响旅客和船员休息，还会造成仪器和仪表的损害，严重的时候甚至出现船体裂缝断轴断桨等海损事故，直接影响船舶的航行安全。
而在船舶柴油机轴系的三种振动中，产生危害最大的便是扭转振动，因扭转振动而引起的海损事故也最多，因此对扭转振动的研究也最多。
而且当柴油机轴系出现扭转振动时，一般情况下，船上不一定有振动的不适感，因此这种振动也是最容易被忽视的一种振动形式，一旦出现扭转振动被忽视，往往意味着会发生重大的事故。
某船柴油发电机振动故障排查及修理
度降低明显，伴随频率 76 Hz、25 Hz 时振动速度都
有所减小。
技术交流
表4
故障排除后各测点 3 个方向振动速度
振动方向
测点位置
柴油机靠近艉部
连接轴承部分上部
振动速度/（mm/s）
发电机前部轴承上部
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
振动速度/（mm/s）
技术交流
中 国 修 船
某船柴油发电机振动故障排查及修理
李鹏强
（申佳船厂，上海
200136）
摘要： 文章针对某船柴油发电机因振动故障严重影响使用及机器寿命的问题，经过振动测试确认了
振动最大位置点在柴油机本体。通过分析柴油机振动故障可能产生的原因，制定了有效的排查方案及解
决措施，彻底地解决了振动故障，积累了频谱分析经验。
diesel generator set and identifies the point of maximum vibration located in the diesel engine body after vibration test⁃
ing. It analyzes the possible causes of vibration in the diesel generator and developes effective troubleshooting plans
vS =
2
2
( ) ( ) ( )
∑ vX
NX
+
∑ vY
NY
+
∑ vZ
NZ
船用柴油机发电机组振动问题的解决方法
船用柴油机发电机组振动问题的解决方法文/刘大琼４． 工件安装方法工件以工件端面和外圆为定位基准进行定位，利用液压缸产生的拉力，使弹簧夹头收紧，产生的夹紧力，进行夹紧。
５． 夹具特点（１）结构简单，制造容易，操作方便。
（２）夹具调整后，长期稳定可靠。
（３）使用液压为夹紧力，可实现无级调压，调整方便。
夹具采用了液压夹紧系统，这种系统动作迅速、反应快，并且可以实现自动化控制，以便实现自动化生产。
可以通过增加调整压力继电器方式提高夹紧力，解决液压系统夹紧力变化的问题。
（４）夹紧方便，效率高。
（５）因为夹具具有自定心功能，不用反复对刀，一次对正后，只需装夹工件，按序操作，即可保证精度。
（６）夹具采用模块化设计，更改小部分零部件，即可加工同类，不同尽寸的零件。
（７）零件加工过程，几乎所有的安装都可用同一套夹具，有利于夹具的生产制造。
（８）本设计夹具的定位装置采用了定位环和弹性夹头结构。
通过更换不同的尺寸定位环和弹性夹头，即可加工外圈直径为３０￣６０ｍｍ管圈零件。
本夹具具有自身的优势，即“通用”和“高效”。
当装夹同一类型不同尺寸工件时，只要更换不同的弹簧夹头和定位环即可，而传统加工方法其中三爪卡盘装夹后，又要进行重新对刀校正，效率低下。
通用高效内夹式弹簧夹具，装夹后，不用重新对刀，采用液压系统作，装夹时间短，效率高。
采用论文所述的夹具缩短了辅助时间，避免了大量的计算，大大提高了生产率，非常适合大批量生产使用。
通过上述分析可知，采用该结构的夹具在技术性和经济性方面具有明显优势。
这种夹具的定位可靠，夹紧迅速，可以实现自动化操作。
它既可以用在单件加工上，也可以用在批量生产上。
由于采用了模块结构，可以在现有主体结构的基础上更换有关模块，使其能够用来夹紧同一类型不同尺寸的零件，这样它的应用范围就可以进一步扩大， 因此具有良好的经济效益。
实践证明，应用该夹具在机床上加工该工件，装卸方便快捷可靠，劳动强度低，生产效率显著提高。
船用低速柴油机振动噪声特性及控制研究
船用低速柴油机振动噪声特性及控制研究摘要：柴油机是船舶的重要动力设备，振动噪声作为柴油机的重要性能参数之一，一直成为相关领域的研究重点。
如果柴油机的振动噪声水平过高，不但会影响船舶的综合性能，更会影响到乘员的舒适性，因此研究船用柴油机的振动噪声特性并对其进行控制具有重要的现实意义。
但柴油机的振动与很多因素有关，其噪声特性相对复杂，本文采用有限元分析方法对船用低速柴油机振动噪声特性进行了研究，为相关领域提供了理论和实践参考。
关键词：船船动力；低速柴油机；振动噪声；结构优化1柴油机振动特性研究方法随着计算机技术和数学理论的发展，目前人们已经普遍采用计算机仿真软件对柴油机的振动过程进行模拟，以探索其基本原理，从而寻求解决方案。
从文献检索的结果来看，有关柴油机振动和噪声的研究主要集中振动机理、传播特性、作用机制、控制方法等方面的探索，取得了一系列的研究成果，提高了人们对柴油机振动的认识水平。
常用的计算机仿真方法包括有限元法、模态分析法、瞬态动力学分析法和边界元法等等。
其中有限元法（FEM）的应用最为广泛。
其基本思想是把研究对象进行离散分解成许多小网络，当分解粒度小到一定程度时，即可将其物理特性看成是线性的，然后对每个网格进行分别求解，再层层迭代，最终求出整个结构的近似解。
有限元法的仿真精度与其离散的程度有关，仿真精度与网格的尺寸成反比，与计算量成正比。
在各种信号处理算法不断优化的背景下，各种针对振动信号先进的信号处理方法也不断涌现。
许多学者开始将目光转移至柴油机振动信号特征提取、在线故障诊断等方向的研究，并把分形技术、灰度理论、粗糙集、神经网络、模式识别等技术引入到柴油机振动噪声分析体系中来，形成了丰富的理论研究体系[5]。
2柴油机振动噪声特性分析2.1分析方法的确定在柴油机振动噪声的辐射特性求解中，常见的方法有主要有有限元法（FEM）、边界元法（BEM）、能量分析法（SEA）等等。
大量研究表明，低速二冲程柴油机振动所造成的噪声，其频率主要集中在中低频段。
船用柴油机在台架试验中振动分析与减振优化
船用柴油机在台架试验中振动分析与减振优化张文春;段树林;张宇【摘要】With the development of low-speed two-stroke marine diesel engines in high power and lightweight direc-tion, the transverse vibrationof the engines with long or super-long stroke and less cylinders becomes significant. Such a problem becomes considerably serious in rig tests. This article focused on the overlarge vibration of the 5S60ME_C marine diesel engine in the rig test. The transient load of the structural components was computed based on the multi-flexible-body dynamics. A dynamic finite element (FE) model was established and analyzed. Its results were compared with the measure-ment data in the testing. On this basis, the optimal design of the foundation of the test rig was done. The results show that the lateral resonance occurs at the 2nd order modal of H vibration mode, and the resonance can be avoided by adding diagonal braces to the foundation.%随着船用低速二冲程柴油机往大功率、轻量化方向发展，长冲程、超长冲程少缸数的机型横振问题逐渐暴露出来，而在台架试验中该问题尤为突出。
大型海上发电用双燃料燃气轮机的振动与噪音分析
大型海上发电用双燃料燃气轮机的振动与噪音分析引言大型海上发电用双燃料燃气轮机作为一种高效、环保的发电设备，在海洋能源开发领域具有重要意义。
然而，振动和噪音问题一直是海上燃气轮机的关键技术难题。
本文将针对大型海上发电用双燃料燃气轮机的振动与噪音问题进行深入分析，旨在优化设备性能，提高设备运行效率和工作环境舒适度。
一、振动分析1. 振动来源大型海上发电用双燃料燃气轮机的振动来源主要包括燃烧过程中的喷气振动、机械传动系统的不平衡、风扇的旋转和涡流相互作用等。
这些源头产生的振动会传导至机身结构，导致设备的振动增加。
2. 振动评估为了对海上发电设备的振动进行评估，可以采用振动测量技术和振动分析软件。
振动测量技术可以实时监测设备运行时的振动情况，并通过振动传感器获取振动数据。
振动分析软件可以对振动数据进行处理和分析，识别振动源头并进行全面评估，以改善设备的振动性能。
3. 振动控制为了降低振动对设备的影响，可以采取一系列振动控制措施。
例如，在设计过程中加强对机身结构的刚度和强度设计，减小机械传动系统的不平衡，优化并限制喷气振动，加装减振器等。
通过这些措施，可以有效减少设备振动，提高设备的运行稳定性。
二、噪音分析1. 噪音来源大型海上发电用双燃料燃气轮机的噪音来源主要包括燃烧过程中的爆炸声、机械传动系统的齿轮噪音、风扇的风噪声和结构传导噪声等。
这些噪音会通过空气或机身结构传播到周围环境，对人员和海洋生态环境造成干扰和损害。
2. 噪音评估为了对海上发电设备的噪音进行评估，可以利用噪音测量技术和噪音分析软件。
噪音测量技术可以实时监测设备运行时的噪音水平，并通过噪音传感器获取噪音数据。
噪音分析软件可以对噪音数据进行处理和分析，识别噪音源头并进行全面评估，以改善设备的噪音性能。
3. 噪音控制为了降低噪音对设备周围环境和人员的影响，可以采取一系列噪音控制措施。
例如，在设计过程中优化燃烧过程，减少爆炸声的产生，优化齿轮传动系统的设计，减小风扇的风噪音，采用吸音材料降低结构传导噪音等。
大功率船用主推进柴油机试车台振动性能研究
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图 ２ 水 力 测 功机 计 算 模 型
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曲柄销 直径 ： ４ ３ ０ ｍ ｍ 旋 转方 向 ： 顺 时针 发 顷 序： １ － ＿ ６ －２ 一 ＿ ４ —３
飞轮转 动惯 量 ： １ ０ ６ ０ ｋ ｇ ｍ
调 频轮 转动惯 量 ： ２ ４ ６ ０ ｋ ｇ ｍ
测功机为 Ｃ Ｓ Ｒ － ２ ０ ． ０单 转 子 水 力 测 功 机 ， 转
平 均有 效压力 ： １ ． ８ ５ Ｍ Ｐ ａ 平 均指 示压力 ： １ ． ９ ２ Ｍ Ｐ ａ
大， 运 动部 件不平 衡 ， 转 动 惯量及 轴 系 的刚度 等原 因， 其推 进 主机 轴 系 的扭 振 往 往 成 为 船舶 设 计 和 主机设计 人 员 的关 注 因素 。 Ｊ ， 而往 往 忽略 台架试
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第 ３期
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第４ ２卷
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连杆 比 ： ０ ． ５ （ 曲柄半 径 与连杆 长度 之 比值 ） Ｃ ＭＣ Ｒ点 功率 ： ４ ３ ０ ３ ｋ Ｗ
转速 ： １ ５ ６ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ