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考虑艉轴承润滑特性的船舶推进轴系曲线校中
| 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 |
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