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船舶柴油机异常振动原因分析及排除方法研究

作　者: 张磊
导　师: 朱新河
学　校: 大连海事大学
专　业: 轮机工程
关键词: 船舶柴油机 振动分析 减振原理
分类号: U672
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本论文从分析船舶柴油机及其轴系振动的激振源入手,首先介绍了船舶柴油机线性振动和扭转振动的产生原因,然后分析了这两种振动形式的平衡与减振原理,例举了喷油提前角和轴承间隙是柴油机振动的影响因素,最后通过实例说明如何根据柴油机的振动机理来分析和排除船舶柴油机及其轴系异常振动故障。在介绍船舶柴油机及其轴系振动机理时,先分析了活塞组件和曲柄连杆组件的运动方程。通过质量替代将运动质量分为往复运动质量和回转运动质量,然后分析了它们的受力和力矩情况,此外还介绍了轴系扭振的特点,最后说明了这些力、力矩和扭矩会产生何种振动形式。从分析单缸机的离心惯性力矩、往复惯性力和力矩的平衡原理入手,介绍了直列多缸机离心惯性力矩、往复惯性力和力矩的平衡措施以及柴油机内部平衡的概念,最后介绍了轴系扭转振动的减振措施。通过分析说明了喷油提前角和主轴承间隙对柴油机振动会产生一定的影响。根据船舶柴油机及其轴系异常振动的坞修实例,介绍了如何从振动机理出发来分析船用柴油机及其轴系异常振动故障产生原因和故障的排除方法,这对指导的实际工作起着积极的指导作用。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
绪论  9-11
第1章 船舶柴油机及其轴系的振动机理  11-34
  1.1 简谐振动的概念  11
  1.2 活塞的位移、速度和加速度  11-15
    1.2.1 活塞的位移  11-12
    1.2.2 活塞速度  12-13
    1.2.3 活塞加速度  13-15
  1.3 连杆运动  15-16
  1.4 曲柄运动  16
  1.5 运动质量的分配  16-19
    1.5.1 活塞组件的往复质量m_p  16
    1.5.2 单位曲柄换算到曲柄销中心R处的不平衡质量m_k  16-17
    1.5.3 连杆组件  17-19
  1.6 曲柄连杆机构的惯性力和力矩  19-24
    1.6.1 往复惯性力和离心惯性力  19
    1.6.2 直列多缸机往复惯性力和离心惯性力的计算  19-21
    1.6.3 直列多缸机离心惯性力矩和往复惯性力矩的计算  21-24
  1.7 曲柄连杆机构上的作用力分析  24-27
    1.7.1 作用在活塞销或十字头销上的合力P  24-25
    1.7.2 活塞侧推力P_H和连杆推力Pc  25-26
    1.7.3 连杆推力在曲柄销处产生的切向力P_T和法向力P_N  26
    1.7.4 P_c对曲轴产生的转矩M_i和对主轴承的作用力P'  26-27
  1.8 扭转振动  27-31
    1.8.1 扭摆扭转振动的特性  27-28
    1.8.2 轴系的强制扭转振动  28-31
  1.9 振动形式分析  31-34
第2章 船用柴油机的减振原理  34-54
  2.1 单缸柴油机的减振原理  34-39
    2.1.1 单缸柴油机离心惯性力及其平衡原理  34-35
    2.1.2 单缸柴油机往复惯性力的平衡原理  35-36
    2.1.3 单缸往复惯性力的平衡措施  36-39
  2.2 直列多缸柴油机的平衡原理  39-48
    2.2.1 一次往复惯性力、往复惯性力矩及其平衡  39-41
    2.2.2 二次往复惯性力、往复惯性力矩及其平衡  41-45
    2.2.3 离心惯性力、惯性力矩及其平衡  45-48
  2.3 总倾覆力矩的平衡  48
  2.4 柴油机的内部平衡  48-51
  2.5 轴系扭转振动的减振  51-54
    2.5.1 简单回避  51
    2.5.2 频率调整  51-52
    2.5.3 减少振能  52-54
第3章 船舶柴油机及其轴系振动的影响因素  54-58
  3.1 喷油正时与各缸供油量  54-56
    3.1.1 柴油机内部燃烧过程简述  54-55
    3.1.2 喷油提前角对柴油机振动的影响  55-56
  3.2 轴承间隙  56-58
    3.2.1 轴承的工作机理  56-57
    3.2.2 轴承的受力  57-58
第4章 实例分析  58-66
  4.1 故障分析与处理  58-65
    4.1.1 故障现象和振动烈度测试  58-60
    4.1.2 故障原因分析  60-61
    4.1.3 故障处理  61-65
  4.2 实验结果  65-66
结论与展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶保养、修理和拆船工艺
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