中间轴承纵向振动计算-欧普兰(诚信商家)

船舶推进轴系承担着传递主机功率的作用，是

船舶的重要组成部分。在船舶修造过程中，世界各

大船厂因轴系校中不良，导致主机拐挡差超标、尾管

后轴承高温报警或振动过大等问题。船舶轴系校中

质量的优劣受多种因素的影响，主要因素有：推进轴

系的校中设计、轴系制造加工精度、轴系安装精度

等。为避免后期出现轴系校中质量问题，必须

进行轴系校中计算。在进行轴系校中计算时，需对

实际的轴系根据一定的原则，简化为校中计算模型。

中间轴承、主轴承和尾管前轴承，一般都可以简化成

单支点模型，鼎举法回旋振动计算，且支撑点可以放在轴瓦的中心处。但

尾管后轴承因受螺旋桨悬臂作用，作用力中心后移，

且轴颈中心存在挠曲变形，其建模相对复杂，有多种

建模方法。

船舶动力推进系统建模问题：

建模与实验验证：

（1） 业界多为稳态数据模型分析，动态系统环境下的耦合问题一直是业界难题

（2） 齿轮振动信号是齿轮箱故障的载体，齿轮箱中齿轮轴，齿轮和和轴承工作是会产生振动，若出现故障其振动能量会发生变化。对齿轮箱振动信号进行时域和频域分析与标准振动信号进行对比。

（1） 不确定性模型

（2） 建模假设的不确定度

（3） 模型材料数据的不确定性

（4） 模型输入的不确定性

（5） 实际测量的不确定性

船舶柴油机校中状态：主要包括轴系校中计算，轴系校中工艺，轴系校中质量

涉及柴油机厂初步设计（轴系校中设计）造船厂安装调试（轴系校中工艺）船级社审图交验（审批轴系校中计算书及有关图纸签发轴系校中交验报告）

船舶柴油机推进轴系振动状态：主要包括：扭转振动计算与均衡，轴系回旋振动计算，轴系纵向振动，涉及柴油机厂：初步设计与计算书（轴系振动计算书柴油机扭振测试报告）造船厂安装调试（轴系减震隔振工艺书与振动测试报告）船级社审图交验；

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。

2018年，雪龙号在从北极地区开展航行任务的返航途中，推进系统轴承发生故障，我方受邀配合调查故障原因，主要故障现象是：轴承严重磨损，并伴有显著的温度升高。

（图：雪龙号轴承故障图）

问题分析：

技术人员到船上实地查看轴承后同船上机组人员进行了详细交流。经讨论，对于当前轴承故障，我方初步提出三条可能的故障原因：

（1）未知原因的轴承润滑油***；

（2）极低风暴条件下的螺旋桨极限载荷激励影响；

（3）冰冲击下的回旋振动诱发动态载荷导致轴承压力过载；

故障***：

综合上述三点原因，经机组人员确认无漏油现象，故基本上排除了个原因；此外，在极端风暴气候条件下，船舶已经航行了24年，所以第二个原因也被排除。故，由于冰冲击以及回旋振动诱发的动力载荷造成的轴承过载是接下来要***检查和验证的原因。

（图：雪龙号轴系检测）

解决方案：

为了验证上述轴承故障原因，我们技术团队利用 软件对当前轴系进行了建模和分析。为此，我们研究了该船的原始设计和校中计算文件，以及主机厂商在校中安装期间测量的数据。

通过软件的计算得到一个未预期的事实：雪龙号即使是在正常航运环境下运行，轴承就已存在大约6%的压力过载。通过研究现有的轴系校中计算报告文件，我们注意到，根据轴承历史的计算结果，轴承的安全冗余量很小，几乎很接近限值。

值得注意的是，艉管轴承计算时采用的是逐点模型。我们重新对艉轴管轴承采用用更为可靠的可扩展支撑模型进行计算后，得出了上述6%的轴承过载量；雪龙号轴系的特点是采用单尾管轴承设计，这使得后面的中间轴承更容易受到来自螺旋桨的外部载荷的影响。