1、第四節軸系的縱向振動與消減第四節軸系的縱向振動與消減一、軸系的縱向振動及危害一、軸系的縱向振動及危害1 1軸系縱向振動：軸系在外力作用下沿軸線方軸系縱向振動：軸系在外力作用下沿軸線方向產生的周期性變形現象向產生的周期性變形現象2 2軸系縱振力學簡化模型軸系縱振力學簡化模型1 1）軸質量分別集中在軸的兩端）軸質量分別集中在軸的兩端2 2）螺旋槳質量還應考慮附加水質量）螺旋槳質量還應考慮附加水質量3 3）曲軸縱向剛度根據經驗公式計算和試驗確）曲軸縱向剛度根據經驗公式計算和試驗確定定3 3軸系縱振激振力源軸系縱振激振力源1 1）螺旋槳在不均勻伴流場中產生的周期性）螺旋槳在不均勻伴流場中產生的周期性軸

2、向激振力軸向激振力2 2）氣體力和往復運動部件產生的慣性力通）氣體力和往復運動部件產生的慣性力通過連桿作用在曲柄銷上的徑向分量過連桿作用在曲柄銷上的徑向分量3 3）軸系扭轉振動）軸系扭轉振動4 4現代大型低速機縱振嚴重原因：船舶大現代大型低速機縱振嚴重原因：船舶大型化，主機功率相應提高且向超長行程型化，主機功率相應提高且向超長行程方向發展，一方面使螺旋槳作用的縱向方向發展，一方面使螺旋槳作用的縱向交變推力增大，另一方面柴油機強化程交變推力增大，另一方面柴油機強化程度的提高使氣體力激起的縱振加劇度的提高使氣體力激起的縱振加劇5 5推進軸系縱向振動危害性推進軸系縱向振動危害性1 1）導致柴油機、傳

3、動裝置和軸系的故障）導致柴油機、傳動裝置和軸系的故障2 2）引起柴油機機架的縱向振動、船體梁垂向）引起柴油機機架的縱向振動、船體梁垂向振動及上層建筑縱向振動振動及上層建筑縱向振動3 3）引起雙層底構件、船體梁的垂向振動）引起雙層底構件、船體梁的垂向振動二、軸系的縱向振動特性二、軸系的縱向振動特性1 1激振力激振力2 2推進軸系的縱向振動特性推進軸系的縱向振動特性1 1）少缸數短軸系布置時，推力軸承分支等）少缸數短軸系布置時，推力軸承分支等效剛度對零節振動固有頻率有重要影響效剛度對零節振動固有頻率有重要影響2 2）軸系的縱向振動一般是零節和一節振動）軸系的縱向振動一般是零節和一節振動問題。對少缸

4、數短軸系，一般只出現零問題。對少缸數短軸系，一般只出現零節縱向振動；對多缸機或長軸系，一般節縱向振動；對多缸機或長軸系，一般出現零節縱振和一節縱振出現零節縱振和一節縱振3 3）當某一激振力的頻率與推進軸系某一節的縱）當某一激振力的頻率與推進軸系某一節的縱振固有頻率相同或相近時產生軸系縱向振動。振固有頻率相同或相近時產生軸系縱向振動。并非每一個簡諧都會產生有害縱振，軸系有害并非每一個簡諧都會產生有害縱振，軸系有害縱振通常發生在某一激振力可能產生危險縱振縱振通常發生在某一激振力可能產生危險縱振簡諧次數簡諧次數3 3扭轉縱向耦合振動扭轉縱向耦合振動1 1）扭轉縱向振動：柴油機軸系的扭轉振動會引）扭轉

5、縱向振動：柴油機軸系的扭轉振動會引起曲軸縱向變形的現象起曲軸縱向變形的現象2 2）發生扭轉縱向耦合振動時，軸系縱向位移）發生扭轉縱向耦合振動時，軸系縱向位移由扭振和縱振共同作用產生，使縱振振幅增大，由扭振和縱振共同作用產生，使縱振振幅增大，曲軸附加彎曲應力增大，嚴重時可能產生曲軸曲軸附加彎曲應力增大，嚴重時可能產生曲軸的疲勞破壞的疲勞破壞3 3）縱振零節頻率）縱振零節頻率0 0、一節頻率、一節頻率1 1、扭振、扭振一節頻率一節頻率1 1、二節頻率、二節頻率2 2關系關系（1 1）1 1 0 0 2 2，長軸系，長軸系0 0 2 2（2 2）短軸系）短軸系1 1 2 2長軸系長軸系1 1 2 2

6、四、推進軸系縱向振動的消減和回避四、推進軸系縱向振動的消減和回避1 1推進軸系縱向振動的衡量標準推進軸系縱向振動的衡量標準推進軸系縱振應限制軸系縱振振幅，推進軸系縱振應限制軸系縱振振幅，我國以縱振引起的曲軸臂距差作為振動我國以縱振引起的曲軸臂距差作為振動強烈程度的判據強烈程度的判據2 2縱向振動的消減與回避縱向振動的消減與回避1 1）調頻改變軸系長度或直徑或安裝附）調頻改變軸系長度或直徑或安裝附加質量或調整主機飛輪質量加質量或調整主機飛輪質量2 2）減小輸入系統的激振能量改變發火）減小輸入系統的激振能量改變發火順序以減小副簡諧引起的有害縱振，但順序以減小副簡諧引起的有害縱振，但對主簡諧引起的縱振無效對主簡諧引起的縱振無效3 3）避免扭轉縱向耦合振動所有減