Немного о вибрациях!
В последние годы цели повышения эффективности двигателей и снижения выбросов были обусловлены стремлением к более чистой энергетике. Но независимо от цели, более чистая энергия, несомненно, лучше для окружающей среды. В морской отрасли более чистые двигательные установки приводят к увеличению проблем с крутильной вибрацией. Если не принять меры, крутильная вибрация может привести к дорогостоящему ремонту и длительным простоям. Вот почему морские операторы любого уровня обращаются к CENTA, мировому лидеру в области изучения крутильной вибрации, как к неотъемлемой части своей двигательной команды.
Что такое крутильная вибрация?
Торсионная вибрация — это положительное или отрицательное угловое смещение вращающегося вала трансмиссии, которое накладывается на установившееся вращение системы. Проще говоря, крутильная вибрация относится к «вращающему» движению вращающихся валов, которые соединяют различные части оборудования в трансмиссии. Эта форма вибрации может быть вызвана приводным оборудованием, ведомым оборудованием или просто результатом того, как различные инерции (вращающиеся массы) и жесткость пружины распределяются по трансмиссии. Силы в цилиндрах внутреннего сгорания и частотно-регулируемые приводы двигателей также вносят большой вклад в это явление. Хотя гибкая муфта обеспечивает множество преимуществ – передачу крутящего момента, компенсацию несоосности, демпфирование ударов и шума и т. д. – разработчик системы рассматривает гибкую муфту как самое простое решение для управления крутильной реакцией системы. Правильно выбранная муфта становится «пружиной», которая настраивает систему так, чтобы она была свободна от вредных резонансных скоростей.[/vc_column_text]
Как возникает крутильная вибрация в морских условиях?
Исторически корабли приводились в движение веслами, парусами, паровыми и тихоходными дизельными двигателями. Первые двигатели и морские трансмиссии были чрезвычайно тяжелыми и низкоскоростными системами, поэтому влияние крутильной активности было минимальным. По мере того как двигатели перешли на современные средне- и высокооборотные дизели, а морские трансмиссии становились все легче и легче, двигательные установки стали более восприимчивы к крутильным вибрациям.
Недавние усилия по сокращению загрязнения (от угля, мазута и дизельного топлива) привели к тому, приняты очень строгие стандарты выбросов для двигательных установок и судов в целом. По мере того, как отрасль переходит на более экологичные альтернативы, владельцы и операторы ищут решения с альтернативными источниками топлива, а также с альтернативной конструкцией двигательной установки.
Подача топлива под высоким давлением и изменение давления сгорания альтернативных видов топлива в цилиндрах оказывают большое влияние на крутильную активность двигателя внутреннего сгорания. Добавление в систему альтернативных компонентов привода, таких как двигатели/генераторы и коробки отбора/отбора мощности, а также гибридные условия работы силовой передачи также имеют большое влияние. Даже более простые системы, в которых используются электродвигатели с регулируемой скоростью, приводящие в движение гребные винты, подвержены воздействию крутильных вибраций.Поскольку конструкция морских силовых установок продолжает развиваться, как никогда важно иметь в своей команде высококвалифицированного эксперта по крутильной вибрации, причем с самого раннего этапа проектирования для получения консультаций и ресурсов для расчетов.
Чем могут помочь бортовые измерения крутильной вибрации?
Помимо надлежащего отчета об анализе крутильных колебаний (TVA), бортовой анализ вибрации является одним из наиболее эффективных инструментов для оценки состояния оборудования в реальном времени. Приборы и анализ данных могут помочь определить точную природу проблемы вибрации и предложить возможные решения.
Правильный анализ крутильных колебаний позволит изучить всю морскую двигательную установку. TVA будет учитывать подключенное оборудование и условия его эксплуатации, а также прогнозировать уровни напряжения и тепловые нагрузки на компоненты трансмиссии. Однако отчет TVA представляет собой теоретический расчет, основанный на предоставленной информации. Если у вас есть четкий отчет TVA, но затем возникла проблема с вибрацией работающего оборудования, важно привлечь эксперта, который сможет подключиться к прибору и измерить точные условия системы. Собранные полевые данные затем можно использовать для калибровки данных, предоставленных для исходного отчета TVA.
Расчет крутильных колебаний эластичных муфт в судостроении имеет несколько особенностей. Вот некоторые из них:
1. Учет упругих свойств материала муфты: В процессе расчета необходимо учитывать особенности упругой деформации материала муфты. Эластичность материала влияет на его способность усваивать и переносить крутильные нагрузки.
2. Учет крутильной жесткости муфты: Расчет крутильных колебаний эластичной муфты включает оценку ее крутильной жесткости. Крутильная жесткость определяет, насколько муфта будет сопротивляться крутильной деформации и какая будет крутильная жесткость системы, в которой муфта установлена.
3. Влияние окружающей среды: Эластичность муфты может зависеть от условий окружающей среды, таких как температура или влажность. При расчете крутильных колебаний необходимо также учитывать эти факторы.
4. Учет динамических характеристик: Расчет крутильных колебаний эластичной муфты также требует учета динамических характеристик системы, в которой она применяется. Это включает оценку ее собственных частот и резонансов.
5. Взаимодействие с другими элементами системы: Муфта в судостроении обычно является одной из частей более сложной системы. При расчете крутильных колебаний ее взаимодействие с другими элементами системы должно быть учтено, чтобы оценить полное поведение системы в целом.
Эти и другие особенности учитываются при расчете крутильных колебаний эластичных муфт в судостроении, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу системы.
Команда СКБ-4