纵向振动计算海洋工程船舶-欧普兰(图)

船舶舵系统是船舶的操作系统，主要保证船舶保持直

线航行或进行回转运动的设备。船舶舵系安装是船舶建造

中的重要组成部分，舵系安装质量的优劣直接影响着船舶

的操纵性能。

1 常见舵系故障及其原因

船舶舵系需要进行修理，多数情况均是在出现海损事

故后，否则一般具有较长的使用期。舵系修理的内容和范

围需要根据实际情况而定，在实际工作中出现的故障主要

包括以下几方面。

1.1 转舵不灵敏，转满舵时间过长

在舵机功能正常下，也存在着舵叶进水使得转舵力矩

增加；舵杆受力过大发生扭曲变形，使各舵承处承受的负

荷不均匀，摩擦阻力变大；或是舵承损坏、舵系安装精度不

足等情况，这就造成了转舵不灵活的现象。

1.2 转舵有异声，并伴有撞击现象

产生此种故障主要是由于舵系统内部各组成部分配

合间隙过大（如舵承与舵杆、舵轴、舵销等）、转舵时舵叶左

右位移量过大，产生碰撞；或是舵承内部滚珠破损，垫圈移

位松动等造成的操舵异常并伴有撞击现象。

1.3 转舵舵角控制不，舵角回归零位

在舵角指示器正常下，仍出现此类问题，可归结为舵

杆扭曲变形过大，舵叶亦随之变形；舵叶安装时舵角未对

准零位。

1.4 操舵异常轻松，航向失控

出现此种现象时，多为发生舵杆折断后，造成舵叶丢

失导致的。若舵杆与舵叶采用法兰连接时，也可能是连接

螺栓脱落造成的。

1.5 舵系振动

虽然舵叶一般安装在螺旋桨的后面，螺旋桨在工作时

会存在振动。但是只要舵系设计合理、安装工艺符合要求，一

般不会产生舵系振动的。因此若产生舵系振动，就要从这两

方面寻找原因。通常为合理的解决方式就是检查舵系安装

工艺的合理性。检查舵系是否安装不正、安装间隙是否过大、

安装部位的主船体刚度、强度是否满足规范的要求等。

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。

3D建模功能

软件提供3D建模环境，可快速准确的对用户所设计的轴系建模。所创建的模型可由多个轴系、发动机曲轴、变速箱，固定或可调螺旋桨，艉轴管，支架，不同类型的法兰和轴承组成。该模块创建的模型是支撑后续各类计算的基础，创建好的模型可以直接保存在模型库中，可供随时调用。

轴系校中计算模块

提供船舶在各种装载状态下的轴系校中计算和轴承载荷分析。可以同时考虑垂直方向和水平方向的弯曲计算，也可以对不规则形状衬套的轴承模型等进行建模分析。该模块可实现一个完整地轴系校中计算流程循环：比如通过反向计算的方法确定当前轴承变位，得出船舶在装载状态下轴承的变位值，也可通过顶举法、偏移偏斜测量以及应变计测量等方法对计算结果进行校核。

附加功能：轴瓦接触压力分布，轴承流体动力润滑，螺旋桨载荷，轮齿载荷，船体变形估算，工艺公差计算。

回旋振动计算模块

轴承采用各向异性模型，纵向振动计算破冰船，即轴承刚度和阻尼具有方向和频率相关性。可以计算轴系自由振动的阻尼固有频率，模态振型以及临界转速，并生成坎贝尔图。谐波响应分析可以提供轴系任何部位的各种参数，并对当前临界转速是否会导致异常振动进行三维动画显示。旋转振动与轴系校中参数和轴承运行状态相关，这为轴系的动力学特性提供了更为准确的预测。

轴向振动计算模块

轴向自由振动计算可以显著的体现轴系在各种临界转速条件下所对应的模态振型。谐波响应分析可以真实的反映设备在运行速度下的轴移位以及推力轴承载荷情况。该模块支持对所有设备模型进行激励、频率、刚度以及阻尼等参数进行设置。

扭转振动计算模块

根据轴的尺寸生成计算方案。可以开展部件之间角位移变形计算，轴系部件中的振动扭矩和应力计算，齿轮啮合产生的锤击效应分析，柔性元件和阻尼器的功率损耗计算，柴油机正常运行以及停机状态的计算分析。***的冰区加强和短路分析功能可提供时域的瞬态分析功能支持各船级社提出的标准。