船舶轴系校中状态及轴心轨迹的研究

分 类 号

U D C

密 级 单位代码

船舶轴系校中状态及船舶轴系校中状态及轴心轨迹的研究 轴心轨迹的研究

孙 树 德

指 导 教 师

学位授予单位

申请学位级别

论文完成日期

答辩委员会主席 2010.5 答辩日期 2010.6 工学硕士 学科（专业） 轮机工程 大连海事大学 王宏志 职 称 教授

Study on the Shafting Alignment and Axis Orbit

A thesis Submitted to

Dalian Maritime University

In partial fulfillment of the requirements for the degree of

Master of Degree

by

Sun Shude

(Marine Engineering)

Thesis Supervisor: Professor Wang Hongzhi

June 2010

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摘 要

船舶轴系是船舶动力装置的重要组成部分，其校中质量的好坏，对于确保轴系长期正常的运转非常重要。随着船舶装载条件、航行区域海况等因素的变化，轴系的工作条件十分恶劣，导致艉轴承磨损加剧甚至烧损、轴系振动情况恶化等事故不断出现。因此，有必要寻找一种切实可行的方法来监测船舶轴系的运转状态。特别是对于校中安装好的船舶轴系，在运转过程中，其实际校中质量的检测和评定，在国内外的研究中很少涉及。基于此，本文提出了通过轴心轨迹来评价船舶轴系校中状态的方法。轴心轨迹作为旋转机械一类重要图形征兆，包含了大量的信息，它能够形象、直观地显示设备的运行情况。与一般的旋转机械不同，船舶轴系拥有较大的长径比，对其轴心轨迹的研究，不仅能够快速有效的评判轴系的校中质量，而且对于船舶轴系的在线监测和故障诊断，提高专家系统的智能化水平，都有很高的应用价值。

本文首先对船舶轴系的组成进行了分析，指出了船舶轴系轴心轨迹的特点，并在考察了一般船舶轴系布置原则的基础上，建立了本课题所要研究的船舶轴系实验台。考虑到船舶轴系的实际工作环境，实验台的基座采用了船舶双层底结构，以便模拟船体变形对轴系的影响。

其次本文应用大型有限元分析软件ANSYS建立了船舶轴系实验台的有限元计算模型，进行了轴系直线校中计算和合理校中计算，得到了各校中状态下的轴承负荷以及轴系的挠度、转角、剪力和弯矩数值结果。

最后利用电涡流位移传感器采集信号，利用小波包对原始的轴心轨迹进行提纯，比较了不同小波函数以及分解到不同层数对提纯效果的影响，得出了轴心轨迹结果。在船舶轴系直线校中和合理校中状态下，各轴承处的轴心轨迹提取结果与轴系校中计算结果一致，而且得到船舶轴系动态量化描述的初步结果。

关键词：关键词：船舶轴系；船舶轴系；轴系校中；轴系校中；轴心轨迹；轴心轨迹；小波分析 小波分析

ABSTRACT ABSTRACT

Ship shafting is the major part of the marine power plant and the quality of shafting alignment is very importance in ensuring the long term appropriate running. According to the change of factors, such as the ship loading condition, status of the sea voyage regional etc. the poor working conditions of the ship shafting leads to increased wear or even burning stern bearing, so it is necessary to seek a feasible way to monitor the running state of the ship shafting. Especially for the installed shaft in operation process, the inspection and evaluation of actual shafting alignment is rarely in the domestic and international research. Based on this, the paper puts forward a method of using the axis orbit to evaluate the state of the shafting alignment. As an important graphic signs of the rotor vibration signal, a large amount of information is contained and the state of equipment operation can be visual displayed. Ship shafting is larger length-diameter ration than general rotating machinery and the research on its axis orbit not only for fast and effective evaluation of shafting alignment quality, but also the ship shafting on-line monitoring and fault diagnosis expert system, have high application value.

Firstly, the paper analyzes the ship shafting and point out the characteristics of the axis orbit. Based on the general layout principle of the ship shafting, the bench of ship shafting is built for the study. Considering the actual working environment, foundation of the bench adopts the ship double bottom structure. It can simulate the deformation of the hull.

Secondly, application of finite element analysis software ANSYS, the finite element model of the ship shafting is established. Using the model, the paper obtain the bearing load and shafting deflection, rotation, shear and bending moment at the calculation of straight and rational shaft alignment.

Finally, with the Eddy Current Sensor which was installed in each bearing, the original axis orbit was obtained. With the wavelet analysis, comparing the purification effect of using different wavelet function and decomposed into different layers, the axis orbits are obtained. Under the state of straight and rational shaft alignment, the axis orbit of each bearing are consistent with the calculation res …… 此处隐藏：13165字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……