br/>
Одним з основних дефектів, що призводять до появи вібраційного навантаження, слід вважати неповну збалансованість обертових або рухомих поступально мас, яка може спостерігатися у головних і допоміжних двигунів, редукторів, гребних валів і гвинтів.
При статичній неврівноваженості центр ваги обертової частини не лежить на осі обертання. Нехай а - отстояние центру ваги від осі обертання, т - маса, О© - кутова швидкість.
Тоді на ротор діє радіальна (обертається) сила:
F = таО© 2, яка передається на підшипники і фундамент механізму у вигляді періодичної навантаження.
В
Рис. 1.1 Динамічно неврівноважений ротор. br/>
На рис.1.1 показаний вал з двома дисками, центри ваги яких зсунуті в протилежні сторони від осі обертання на однакові відстані а. Такий ротор статично урівноважений. br/>В
Рис. 1.2 стикуємими на фланцях ділянки гребного валу, виготовлені з дефектами.
В
Якщо частини валу мають викривлення, або площині їх фланців НЕ перпендикулярні до осі (рис.1.2), після з'єднання фланців і затягування болтів на опорах вала виникають реакції, що змінюють напрямки дії по мірі повороту валу
Існування пружного прогину можуть призвести до резонансних коливань системи гвинт - валопровод і до різкого зростання вібраційної навантаження на корпус. Тому валопроводи завжди проектуються так, щоб критична частота була істотно вище будь експлуатаційної частоти обертання валу.
Гребні гвинти поряд зі статичної та динамічної неврівноваженістю можуть бути незбалансовані гідродинамічно. Інакше кажучи, на гребний гвинт діятимуть гідродинамічна сила і момент, вектори яких перпендикулярні до осі гребного валу. Обертаючись разом з гвинтом, ці сила і момент, що передаються через підшипники корпусу, створюють періодичну навантаження, що змінюється з частотою, рівній частоті обертання гребного валу.
Таким чином, статична і динамічна неврівноваженість роторів, неточність виготовлення гребного гвинта і валопроводу призводять до появі вібраційного навантаження першого порядку, що змінюється з частотою обертання вала Q.
При розрахунку вібрації періодичні возмущающие сили і моменти, передані двигуном на фундамент, можуть бути представлені у вигляді суми гармонік:
В
де F, M - возмущающие сила і момент;
О© 0 - кругова частота обертання вала двигуна;
О± i -, ОІ i - початкові фази складових сили і моменту.
Ретельній балансуванням багатоциліндрового поршневого двигуна, усуненням нерівномірності робочих циклів в циліндрах вдається звести до мінімуму або повністю усунути створювану їм вібраційне навантаження нижчих порядків.
перекидний момент і горизонтальними силами НЕ вичерпується різноманіття вібраційних навантажень, джерелом яких служать двигуни внутрішнього згоряння. Так, неповний збалансованість рухомих мас призводить до появи моментів, що обертають двигун щодо осей вертикальної (рискання) і поперечної горизонтальної (галопування). Динамічні навантаження, що мають випадковий характер, створюються в результаті неідентичності займання і згорання палива в циліндрах.
В
1.3 Навантаження, викликані роботою гребних гвинтів за корпусом
Дія навантажень, пов'язаних з роботою гребних гвинтів за корпусом в безпосередній близькості від нього, являє собою найбільш істотну причину вібрації судна.
Гвинт, що працює за корпусом судна, збуджує два види вібраційного навантаження: навантаження, що передається корпусу через підшипники і безпосередньо прикладену до обшивки у вигляді пульсуючих тисків.
В
1.3.1 Навантаження, що передається корпусу через підшипники
Неоднорідність потоку, що набігає на гвинт, створюється внаслідок кількох причин, серед яких найважливішу роль відіграє так званий попутний потік.
Осьова V x ( спрямована уздовж осі гребного валу) і окружна V t складові швидкості регулярної частини попутного потоку можуть бути розраховані або виміряні з використанням I модельного експерименту.
Осьову складову зручно представити у вигляді суми:
V x = v 0 + V x ,
де v 0 - швидкість судна; v x - залежна від координат в площині диска гвинта складова осьової швидкості.
Приклад зміни v x і V t за один оборот лопаті двогвинтового судна показаний на рис.1.3
В
Рис 1.3 Приклад зміни v x / v 0 і V t / v 0 за один оборот лопаті.
2. Місцева вібрація корабля. Вібрація набору суднового корпусу. Вільні коливання однопрогоновою вільно опертої балки...
