船舶轴功率测量方法
船舶推进轴系振动与功率测量分析研究
讨论
根据实验结果和分析，本次演示对船舶轴系振动的原因进行了深入探讨。研 究发现，船舶轴系振动主要受到螺旋桨激振力、轴系不平衡等因素的影响。为了 有效控制船舶轴系振动，可以从以下几个方面入手：
1、优化螺旋桨设计，减小螺旋桨的激振力。通过改变螺旋桨的叶片形状、 数目等参数，降低螺旋桨运转过程中产生的激振力，从而降低船舶轴系振动的幅 度。
文献综述
近年来，国内外学者针对船舶推进轴系振动问题进行了广泛的研究。研究内 容主要包括推进轴系的模态分析、振动特性分析、振动故障诊断等方面。
在模态分析方面，研究者通过有限元方法对推进轴系进行模态模拟，得到了 轴系的固有频率和振型。研究表明，推进轴系的模态特性与船舶的动力学特性密 切相关。
在振动特性分析方面，研究者对推进轴系在不同工况下的振动响应进行了测 量和分析。结果表明，推进轴系的振动响应受到船舶运行工况、推进轴系结构及 材料等因素的影响。
在振动故障诊断方面，研究者通过对比正常和故障轴系的振动数据，利用谱 分析、小波变换等信号处理方法，实现了对推进轴系故障的早期发现和诊断。
然而，现有研究大多于推进轴系的振动特性和故障诊断，而对推进轴系振动 的抑制方法研究较少。因此，本研究将针对这一问题展开探讨。
研究方法
本研究采用实验测试与数值模拟相结合的方法，对推进轴系的振动进行抑制 研究。首先，利用振动测试设备对推进轴系的振动响应进行实验测试，获取丰富 的实验数据。然后，通过有限元方法对推进轴系进行建模，并对模型进行动力学 分析，得到轴系的模态频率和振型。
1、在实验测试方面，由于测试设备和条件的限制，未能对不同类型和规模 的船舶推进轴系进行全面的测试和分析。因此，未来的研究可以进一步拓展实验 测试的范围，以验证方法的普适性和有效性。
振弦原理在船舶轴功率测量中的应用研究的开题报告
振弦原理在船舶轴功率测量中的应用研究的开题报告一、研究背景船舶的轴功率测量是衡量船舶动力性能的重要指标之一。
目前，船舶轴功率的测量主要通过滑动耦合器、数字测力计和水轮法等测量方法进行，但是这些方法有着测量精度低、测量范围有限等一些问题。
另外，随着船舶运营的增加，测量设备的维护成本也将不断增加。
因此，研究一种新型的船舶轴功率测量方法具有非常重要的现实意义。
二、研究内容本文将重点研究振弦原理在船舶轴功率测量中的应用。
具体内容包括以下几点：1. 振弦原理的原理和特点。
对振弦原理的机理和基本运动形式进行阐述，并比较传统测量方法和振弦原理的优缺点。
2. 船舶轴功率测量中振弦原理的应用。
通过建立振弦原理与船舶轴功率之间的数学模型，实现船舶轴功率的测量。
3. 实验验证与分析。
通过相关实验验证振弦原理在船舶轴功率测量中的应用效果，并将实验结果与传统测量方法进行对比和分析。
三、研究意义本研究旨在探究一种新型的、优点明显的船舶轴功率测量方法，具有以下几点研究意义：1. 提高船舶轴功率测量的精度和准确性。
相对于传统的测量方法，振弦原理具有更高的测量精度和准确性。
2. 降低船舶轴功率测量的成本和维护难度。
振弦原理测量设备简单，维护成本低。
3. 为船舶轴功率测量方法的研究提供一种新思路。
该研究为未来发展出更加优越的轴功率测量方法提供了一些启示。
四、研究方法本文将采用实验方法和理论分析相结合的方法进行研究。
具体包括：1. 建立振弦原理与船舶轴功率之间的数学模型，并进行理论分析。
2. 设计并进行实验验证。
3. 对实验数据进行分析和比较，以得出结论。
五、论文结构本文将包括以下部分内容：1. 概述2. 振弦原理的理论基础3. 船舶轴功率测量中振弦原理的应用4. 实验设计与分析5. 结论与展望六、预期成果通过本研究，预期将得到以下几个成果：1. 更加深入的了解振弦原理的机理和基本运动形式。
2. 建立振弦原理与船舶轴功率之间的数学模型，并研究其应用于船舶轴功率测量的可行性。
基于顶举法的船舶推进轴系负荷测试方法研究
首先把船舶轴系看作一横梁，计算梁的支座不等高
（ 轴承 有位 移） 所造 成 的变形 。 不计 梁 的 自重及 外载荷 影 响 。
１ ）对于第 ｉ 支座 （ 图２ ） ，取第 ｉ 支座左、右两跨梁的 脱离体。可列 出如下三弯矩方程＿ ６ Ｊ ：
图 １ 千 斤顶 位置
颈截 面上 的最 低 点和 最高 点 ；
４ ）应保证轴在顶举过程 中不受任何 阻碍 ，其轴上不
得有 其他 外 力作用 ；
５ ）在记录时，应在 百分表指针稳定后进行读数； ６ ）为能绘制 出准确的顶举曲线，在记录读数 时曲线
该轴承附近安放一个液压千斤顶 ， 用它将轴逐步顶起，直
到被测轴承与轴劲完全脱空［ ２ ］ 。在顶起轴的过程中，用百
如 作 为固 定端处 理 ，其转 角 为 ０ ，即 ：
去 ＋ 矗
２ ． １ ． ２ 弯矩影响数的计算
数相等） 方程的线性方程组：
一 。㈦
：
式 中： 卢１ ， 产１ 堋） 负荷 影 响数 ； Ｍ／ ｊ ｛ ／ ＝１ ￣ ｎ ， ｊ ＝ ｌ ￣ ｍ）
应用式 （ ３ ） 、式 （ ４ ） 、式 （ ５ ）或式 （ ６ ）计算。对于 第， 个支座 ，当其变位 ｌ ｍｍ时，可列出含有 个 （ 与轴承
：
争
ｌ ‘ ２ １ ｉ ■ ３ ＇
＋
０
（ ４）
Ｍ２ ｊ Ｍ３ ｉ —Ｍ ２ ｉ 二 生 Ａ ， ＝ — ＋ — 生 —— ＿
３ ） 对于轴系首端， 如作为 自由端处理， 其弯矩为 ０ ，
即：
ｉ
．
Ａ３ ｊ－
尸０ （ ５ ）
一
压力传感器进行测量，从而提高测量结果的准确性。 该方 法 已在国内外各修、造船厂得到广泛应用。 顶升法是一种 有效的轴承负荷计算方法， 该方法通过记录顶轴过程中轴 的升高量 ，再进行计算分析得到轴承的实际负荷 。 Ｉ ． １ 顶举法测 力工作原理 液压千斤顶顶举法测量轴系中某一轴承负荷， 就是在 ３ ）千斤顶顶举支点、百分表杆的触点必须是同一轴
船舶柴油机轴功率动态测量系统的实现
目前 国 内测 量 船舶 轴 功 率 的仪 器 ， 本 上 是 基 频 率 应变 式钢 弦测 功仪 。这 类仪 器 的安装 相对 要 求 高 ， 且 容 易 引人 干 扰 信 号 ， 度 控 制 难 度 较 而 精
ｒ
、 ／５
／９
３
（ （ Ｊ ｌ／ｒ ） ６： Ｑ ＼
目 （
理、 显示 、 存 。 保
图 １ 轴 功 率 动 态 测 量 系统 构 成
电信号 和 光 电传 感 器 的转 速 信 号 传 送 到 计 算 机 ，
计 算机 再 应用 相应 的计 算模 型得 到对 应 的即 时轴 １ １ 轴扭 矩测 量原 理及 实现 ．
功率值 。下面就扭矩和转速 的测量原理以及数据 采集 、 据分 析 的实 现 分 别作 介 绍 。系统 结 构 见 数
系统 ， 然后 通过 采 集 系 统将 读 取 的遥 测 系 统 应 变
１光 电编码器 ；一 一 ２ 自由端 ；－ ３柴油机 ；－ ４电磁脉 冲传感 器； 一 ５柴 油机 飞轮端齿轮 ； － ６电池 （ ；－ 射装 置； － ９Ｖ） ７发 ８应变 计； 一 ９反 光光 栅； ０光 电传感器 ； １信号接 收器 ； ２信号 处理器 ；３ １一 １－ １一 １一 转 速传感 器方案选择 ；４数据采集系统及通讯 ；５上位 机处 １一 １一
图 １ 。
系统 中轴转 矩 测量 原理 见 图 ２ 其 由应变 计 、 ，
间距 ２ 英 尺 （ ６ １ｍ 内 Ｏ 约 ． ）
Ａ 中图分类号 Ｕ６ ４ ２ ６． 文献标识码
Ａ ｃ ｉｖ ｍ ｅ ｈｅ ｄ ｎａ ｉ ｅ ｓ ｅ ｅ ｔｓ ｓ ｅ ｆｍ ａ ｉ ｈ ｅ ｅ ｎｔｏｆｔ ｙ ｍ ｃ ｍ ａ ｕｒ ｍ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｒｎｅ
船舶推进轴系振动与功率测量系统设计
船舶推进轴系振动与功率测量系统设计为了确保船舶推进轴系运转平稳，减少振动干扰和提高发动机的效率，需要设计一套船舶推进轴系振动与功率测量系统。
该系统的设计需要包含以下三个方面：传感器选型、信号采集与处理、功率计算与输出。
首先，需要选用合适的传感器来实时监测船舶推进轴系的振动情况。
常见的传感器包括加速度计、速度计和应变计等等，选型应根据实际需求来确定。
加速度计可以监测推进轴系产生的加速度，速度计可以测量推进轴系的转速和位移速度，应变计则可以测量轴系的应变和转角。
不同的传感器能够提供不同的振动信息，因此在实际应用中需要综合考虑选型。
其次，需要进行信号采集和处理，将传感器获取的信号转换为数字信号。
采集芯片通常具有高精度、低功耗等特点，可以实现自动化采集和处理。
通过数字信号的分析和处理，可以得到推进轴系的振动状态，如振幅、频率、相位等。
此外，应该采用合适的滤波算法，去除干扰噪声，提高数据精度和信噪比。
最后，需要对传感器采集的数据进行功率计算与输出。
在推进轴系振动传感器安装位置，选用功率计可以实现船舶推进系统整体功率的测量。
电能转换装置会将机械能转换为电能，在处理该电能信号时，船舶推进轴系功率就可以得到评估。
根据实际需要，还可以增加多个功率计进行多点监测，以减少数据偏差并提高可靠性。
同时，需要将测量数据实时反馈给船长或操作员，以便进行早期预警和问题排查。
综上，设计一套船舶推进轴系振动与功率测量系统，需要选用合适的传感器进行振动检测，进行信号采集和处理，然后实现功率计算与输出。
在实现船舶推进轴系振动与功率测量系统时应根据实际情况选择合适的设备和测量方法，以有效地减少船舶推进系统故障，提高整个系统的效率和可靠性。
为了进行数据分析，我们需要首先收集与船舶推进轴系振动与功率测量有关的数据，主要包括以下几个方面：1. 推进轴系振动数据：包括振幅、频率、相位等参数，可通过安装合适的传感器进行实时采集。
2. 发动机功率输出数据：体现了发动机输出的机械能，可以通过对发动机的操作和控制来改变功率输出。
船舶推进轴系振动与功率测量系统设计
船舶推进轴系振动与功率测量系统设计
朱永祥
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2014(036)012
【摘要】传动轴系的功率和振动测试是船舶动力测试的主要内容,决定着船舶的整体性能,甚至影响到船舶航行的安全和可靠.本文基于信号分析和处理技术,设计船舶推进轴系振动与功率测量装置,能够对轴系功率和振动信号进行精确测量.采用设计的船舶推进轴系功率测量系统进行某船舶的轴功率和轴系振动测试实验.实验结果表明,本系统所测轴系纵向振动和回旋振动共振转速误差分别小于1.24％和1.09％,幅值误差分为小于1.23％和1.06％,峰峰值误差分别小于2.26％和2.13％,所测不同转速下轴心轨迹形状与理论轨迹趋向相吻合,满足实际测量要求.
【总页数】4页(P74-77)
【作者】朱永祥
【作者单位】南通航运职业技术学院,江苏南通226010
【正文语种】中文
【中图分类】U664.21
【相关文献】
1.船舶推进轴系纵向振动共振转换器的优化设计 [J], 胡泽超;何琳;徐伟;李正民;赵兴乾
2.基于冰载荷动态激励的船舶推进轴系瞬态振动计算研究 [J], 肖能齐; 陈保家; 徐
翔; 周瑞平; 田红亮
3.基于压缩感知与VMD的船舶推进轴系轴承振动故障分析 [J], 张涵; 万振刚
4.船舶推进轴系振动控制研究 [J], 杨俊; 王刚伟; 田佳彬; 刘正林
5.船舶推进轴系不平衡-碰摩耦合故障振动特性分析 [J], 徐锴;明廷锋;钱沣
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
舰船轴功率测试规范
a. 应变片粘贴； b. 电池和 BT9000 的绑定； c. 转速传感器安装； d. 接收仪安装； e. 应变传感器、转速传感器和接收仪的调试； 具体如何安装和调试，参见钢弦测功仪使用说明书。 6.1.6 确定扭矩零点频率值 在正式测试轴功率前，停车使舰船相对水静止，正反盘车数周，在零点没有变化或 等值增减情况下，将传感器零点频率值作为正式零点输入接收仪。如果没有机会在测试 区停车盘车，则要根据初始安装时的零点值及试航过程中停车时的零点值，确定零点 值。 6.1.7 应变式测功仪调试安装步骤 6.1.7.1安装步骤
附录A 试验数据记录表
A.1 试验舰船概况表
表 A.1 试验舰船概况表
船名……………...
船级社……………... 船东……………...
厂……………...
舰
船
主
尺
度
参
总长,m
设计水线长,m
船宽,m
设计平均吃水,m
设计艏吃水,m
设计艉吃水,m
排水量,t
方形系数
设计轴功率,kn
主机参数
螺旋桨参数
主机型号
4 试验条件
4.1 试验海区 试验海区应有足够的助航距离和回旋余地。水深应不影响航速。
4.2 试验海况 风力不应大于蒲氏 3 级，海浪不应超过 2 级，潮流平稳。
4.3 舰船状态 测试时舰船排水量应为正常排水量，其偏差一般为±2％正常排水量。
5 试验项目
一般测量不少于四种主机工况下的轴功率和轴转速。
船舶轴承负荷测试的新技术
作业题目: 船舶轴承负荷测试的新技术课程名称: 现代舰船轮机工程作业成绩: 授课教师:为了改善这种情况，一般采取两种措施：其一，调正轴承间距，重新布置轴承位置；其二，当第一种方法调正无效时，可以调整轴承高度，使轴线变成曲线安装，以改善轴承负荷，这就是合理校中设计的内容。
轴系校中的质量目标，主要有轴承负荷的合理分配、轴在轴承处的转角、主机输出端的弯矩和剪力等；其中比较容易测量的是轴承的负荷，如果各轴承的负荷满足计算要求，那么其他指标基本上也就满足了。
因此，船舶轴系中轴承负荷的测试尤为重要。
现在最常用的船舶轴承负荷测试的方法有两种：千斤顶顶举法和电阻应变片测量法。
1 顶举法测量船舶轴承负荷1.1 千斤顶顶举法测量原理图2为千斤顶顶举法示意图，船舶轴系一般安装成直线状态，由于轴系自重作用以及轴上的垂向载荷，在轴承的支撑作用下，轴有向下的位移。
采用千斤顶顶举法测量轴承负荷，就是在轴系的某一位置J1放置液压千斤顶，将轴逐渐顶起，使被测轴承与轴颈完全脱开，轴的位移逐渐减小为零。
此时千斤顶代替了轴承的作用，千斤顶的负荷即为被测轴承受到的载荷。
图2 千斤顶顶举法示意图通过千斤顶顶举法试验，绘制图3所示的顶举曲线，纵坐标为轴的位移量，横坐标为千斤顶负荷。
分别记录千斤顶加载和卸载过程中轴的位移和千斤顶的负荷，再绘制顶举曲线，从而求出轴位移为零时对应的千斤顶负荷，就是被测轴承所承受的负荷。
图3 顶举曲线由于滞后的影响造成顶举过程中所测出的上升曲线与下降曲线不重合，因此在确定千斤顶负荷时，应该取其平均值。
所以千斤顶代替被测轴承（且轴的位移为零时）的负荷R0可以按照公式1-1计算。
R0=( A+B ) /2 (式1-1)1.2 顶举法的试验仪器和操作过程图4表示的是顶举法的操作示意图，千斤顶布置在靠近轴承的轴下方，千斤顶和轴之间的压力传感器用来测量千斤顶的负荷，测量轴位移的千分表布置在轴上同一截面的上方，通过给千斤顶加载和卸载，观察和记录压力传感器和千分表的示数，根据记录数据绘制顶举曲线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
姓名:陈凯
申请学位级别:硕士
专业:轮机工程
指导教师:周新聪
20100501
船舶轴功率测量方法比较及误差分析
本文链接:/Thesis_Y1685367.aspx
4.甘少炜.范世东.周刚.GAN Shao-wei.FAN Shi-dong.ZHOU Gang船舶柴油机轴功率测量系统的设计与实现[期刊论文]-船海工程2006,35(1)
5.薛晓光大型船舶轴系轴功率测试[学位论文]2003
6.吕忠益振弦原理在船舶轴功率测量中的应用研究[学位论文]2008
7.田野.张永祥.李琳.明廷涛应变式扭矩测量仪及其发展[会议论文]-
作者:陈凯
学位授予单位:武汉理工大学
1.余永华.朱继军.杨建国.YU Yong-hua.ZHU Ji-jun.YANG Jian-guo船舶轴系轴功率测试仪的研制[期刊论文]-中国修船2006,19(6)
2.肖华船舶动力装置轴功率测量方法研究[学位论文]2009
3.恽秋琴.胡琼.陈文炜.YUN Qiu-qin.HU Qiong.CHEN Wen-wei SK-01型船用柴油机轴功率遥测系统[期刊论文]-中国造船2010,51(2)