论文题名: | 考虑艉轴承润滑特性的船舶推进轴系曲线校中 |
关键词: | 船舶推进轴系;艉轴承;润滑特性;曲线校中 |
摘要: | 国内造船厂一般采用合理校中来减小轴承的偏载、偏磨,但采用的轴承参数大多是按照经验值来选取,也没有考虑轴承润滑特性与轴系校中状态的交互影响,导致理论计算值与实际轴系的运行状态存在较大偏差。已有实例表明,采用合理校中的船舶在行驶过程中出现了严重的轴承偏磨现象。因此,本文围绕艉轴承在轴颈挠曲、轴瓦弹性变形等因素影响下出现的轴承偏载、偏磨问题,通过理论建模、仿真分析和试验验证的方式,开展了考虑艉轴承润滑特性的船舶推进轴系曲线校中研究,旨在消减轴承的偏载、偏磨,保证轴系的运行稳定性。具体研究工作如下: (1)基于弹流润滑理论,建立了考虑轴颈挠度与轴瓦弹性变形的艉轴承润滑模型,推导了考虑上述因素的轴承液膜厚度方程,并联合有限元法与有限差分法,求解了艉轴承的润滑控制方程。 (2)在轴承润滑模型的基础上,基于轴颈平衡位置求解算法,研究了轴瓦弹性变形、轴颈挠度对轴承润滑特性的影响,并提出将轴承斜镗以提升轴承润滑性能的方法,具体研究了斜镗角度、段数和位置对轴承润滑特性的影响。最后,综合考虑轴瓦弹性变形、轴颈挠度和轴承斜镗对轴承润滑特性的影响,建立了艉轴承的等效支承模型,通过扰动法求解了等效支承刚度,通过力矩平衡方程求解了等效支承位置。相关研究弥补了轴承斜镗设计的不足,解决了轴系校中计算参数选取不准确的问题。 (3)基于艉轴承等效支承模型,将轴承润滑状态计入轴系校中计算,考虑了轴承润滑特性与轴系校中状态的交互影响,采用传递矩阵法,开发了轴系曲线校中程序,并基于模拟缩比台架进行了轴系校中计算。相关研究为轴系安装提供了理论支撑。 (4)以模拟缩比台架为对象,采用不同校中工艺对轴系进行安装,开展了轴系校中试验研究,试验结果表明,考虑轴承润滑特性与轴系校中状态的交互影响后,采用曲线校中工艺安装的轴系的轴承偏载、偏磨更小,轴系具有更好的运转性能。相关试验研究为船舶推进轴系校中及轴承偏载、偏磨的消减提供了实例例证。 |
作者: | 吕子劲 |
专业: | 机械工程 |
导师: | 张新宝 |
授予学位: | 硕士 |
授予学位单位: | 华中科技大学 |
学位年度: | 2022 |