45米全回转拖轮桨机的安装工艺

全回转螺旋桨推进装置是一种可以在平面内任何方向(360°)产生推力的全方位推进装置,目前广泛使用于拖轮及各种多功能工程船,全回转螺旋桨的安装较普通机桨推进式船舶更为复杂和困难,文章主要介绍了已建造完成的45m多用途拖船全回转桨机的安装工艺。     

船舶噪声与磁轴承技术

1.引言船舶机舱中的主机及各种辅助机械,如鼓风机,泵,电动机等,由于机械安装技术水平的限制,回转轴的轴线常常不易对准,各个轴承座中回转间隙也不容易调得很均匀,尤其在较长时期运转之后,轴瓦要磨损,轴要下沉,因此就会使机械在回转过程中产生振动和发出摩擦声响,形成各种不同频率的噪声,其声响大小直接与安装水平紧密相关。轴承是回转机     

改型推轮提高船队经济性

对多瑙河改型推轮提高顶推船队的经济性作了阐述。改型推轮尺度小、主机功率小、船艉后安装可回转的螺旋桨，消除了原有推轮的螺旋桨负荷较高，全部轴隧和螺旋桨前后多个主舵和倒车舵等不利影响，从而提高推轮的推进效率。     

内河船艏推装置的有关情况

近年来对回转螺旋桨重新引起兴趣,但在船用领域也和其他许多装置一样,回转螺旋桨的基本概念和优越性差不多在100年前就被公认了。初期的专利论证了这样的事实,即“如果回转螺旋桨安置在横越船体的套筒中,由于完全受船体保护,它似乎不受水的作用或任何物体的碰撞。”     

推力轴承基座对艇体振动及其辐射噪声的影响

利用FEM/BEM方法计算了实尺度单壳体潜艇在螺旋桨激振力作用下的结构振动和水下声辐射特性.分析比较了两种推力轴承基座形式(法兰盘式基座和普通基座)对潜艇在螺旋桨激励下振动与噪声性能的影响.结果表明,安装法兰盘式推力轴承基座能在除28 Hz附近降低潜艇辐射噪声,最大降低25 dB左右.普通推力轴承基座形式只将螺旋桨脉动推力加载到与其相连的艇体结构上,引起纵向振动和横向振动,其壳体的法向振动较强烈;而法兰盘式推力轴承基座可以将螺旋桨脉动推力沿周向均匀地加载到艇体上,它主要引起纵向振动,只有艇体首尾处有法向振动,因而,噪声较低.     

将“振动”作为设计隐身平台的工具

设计师必须在不牺牲作战平台的基本功能，即武器运输的前提下，设法均衡满足改善平台隐身性时的各项有冲突的要求。技术进步带来了性能更佳的传感器，因此延迟发现和隐蔽是作战原则的基本要素。隐身可划分为声隐身和非声隐身。声隐身涉及到辐射噪声（由机械、螺旋桨或水动力引起）、声目标强度等，而非声隐身包括雷达特征信号、电场辐射信号（ELFE）、红外特征信号、光信号、磁特征信号等的隐身。机械的振动级可以作为设计工具。了解不同机械及其在不同栽荷条件下，采取不同安装方案时的各种振动特性，有助于判断辐射噪声可进一步降低的范围。把问题解决在源头历来是处理问题的最佳方案。即将焦点集中于振动产生的机理，其次才是传输路径。包括基座、支撑结构、管路、波纹管、减振架等在内的传输路径在降低辐射噪声中逐渐变得重要。监测振动级并产生方向相反，大小相同的振动是降低振动的新兴技术。本文讨论了上述方法和将振动作为海军作战平台设计师工具的实践应用。     

降低高速艇螺旋桨噪声的气幕消声装置

一、气幕消声装置概述螺旋桨噪声是一种兼有机械噪声和水动力噪声的混合型噪声,是产生舰艇水下噪声的重要噪声源。通过优良的尾部线型设计、低噪声螺旋桨的设计、低噪声螺旋桨材料的选用、螺旋桨与船体间留有足够的间隙、安装尾鳍等方法,都可以达可降低螺旋桨噪声的目的。上述     

螺旋桨最佳安装角度的探讨

在船舶推进轴系扭转振动能量法分析的基础上,通过对螺旋桨叶频次相对振幅矢量和的计算,从各激励成分矢量合成的角度,找出使得扭转振动响应最小的螺旋桨最佳安装角。通过某七缸机配四叶桨的推进系统的实际算例,计算证明了使用能量法推导出来的螺旋桨安装最佳角度和系统矩阵法响应计算结果基本一致,而且对于七缸机配四叶桨,在最差的安装角度下,螺旋桨轴上的振动应力幅值已经非常接近规范规定的持续运转限制。因此,某些特定的情况,在扭振计算中有必要考虑螺旋桨安装角度的影响。     

螺旋桨空泡与脉动压力及振动特性研究

为了提高螺旋桨效率,在船舶螺旋桨设计中通常会增大桨叶梢部载荷。桨叶在旋转过程中不断地重复进入和退出船体尾流场,使得梢涡空泡容易发生猝发(bursting)现象;另外由于尺度效应的存在使得梢涡空泡在实船螺旋桨上比模型试验观测到的更为强烈,猝发现象更容易发生并且更为剧烈;当梢涡空泡猝发产生时将引起脉动压力高阶量或宽带谱的增大,从而引起相应的船体振动或严重的噪声。本文通过对3 600箱集装箱船实船螺旋桨梢涡空泡猝发现象与脉动压力、振动等特性关系的分析,研究了螺旋桨梢涡空泡猝发引起的脉动压力高阶量或宽带谱特性以及相应的振动等特性。结果表明:船体振动宽带谱特性与螺旋桨梢涡空泡的猝发有关;螺旋桨梢涡空泡猝发引起的船体振动高阶量特性比脉动压力高阶量更为强烈。     

30000t散货船上层建筑有害振动的分析及评估

针对30000t散货船在试航时发生的上层建筑振动问题,通过一系列有限元计算和分析,结合实船考察以及对振动测试结果的分析,找出了以螺旋桨为主要的激振源,最终通过结构加强的措施使振动问题得以解决,并顺利交船。同时,对螺旋桨脉动压力较大的原因进行分析。并对今后船舶设计过程中如何避免由螺旋桨激振力引起的振动提出了解决方法和措施。     

知识工程在全回转螺旋桨设计中的应用

对于全回转螺旋桨结构部件数量众多造成建模效率不高,以及设计者的知识经验等的限制,提出了将知识工程应用于全回转螺旋桨设计的方法。该方法以Virtual C++6.0为开发平台对SolidWorks进行二次开发,获取全回转螺旋桨设计的知识库,在标准化的同时实现全回转螺旋桨的智能化快速建模,提高设计效率。通过全回转关键部位回转支承轴承的设计样例表明,知识工程结合全回转螺旋桨的二次开发,可建立标准化模型,减少设计中出现的错误以及对设计者设计经验的依赖,提高设计与建模的效率。     

主船体减振设计方法

本文旨在为控制主船体结构振动量级,避免结构损坏,保证船员和旅客的舒适性,论述了在方案设计阶段船体——主机——螺旋桨的最佳选配问题。其主要内容为: (1)主机激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (2)螺旋桨激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (3)主机和螺旋桨激励引起上层建筑振动及其控制方法。     

船舶螺旋桨诱导的脉动压力和噪声的研究

随着人们对船舶振动和噪音问题的关注，对作为引起船舶振动和噪音源之一的螺旋桨的研究也愈来愈深入。本文从螺旋桨设计及船尾流场，包括附体设计等方面，研究降低螺旋桨诱导的脉动压力及船尾噪音的途径。     

S集装箱船螺旋桨诱导激振力预报的试验研究

相对其它船型，集装箱船舶螺旋桨的功率密度较高，由其螺旋桨诱导的船体激振力引起船舶剧烈振动的可能性倍增。现介绍SSSRI预报螺旋桨诱导船体激振力的模型试验研究手段和方法，以S集装箱船舶螺旋桨为对象，给出实船螺旋桨诱导船体激振力水平的预报结果。     

舰船回转过程中内、外侧螺旋桨负荷变化规律的新现象

在许多教科书中,螺旋桨推进双桨船在回转过程中内、外螺旋桨负荷变化规律均有如下叙述:回转过程中内侧螺旋桨负荷远大于外侧螺旋桨负荷.这个结论也被某些实船试验结果所证实.但新近完成的某双桨船的回转试验的多个实测结果表明:外侧螺旋桨负荷远大于内侧螺旋桨负荷.在上世纪90年代国内有人已发现过这一新现象,但当时无人记录和分析以进行研究.本文报告和分析了这一新现象.文章首先简要回顾了以往教科书和某些实船试航回转过程中内、外桨负荷变化规律;然后介绍了某新船回转试验的实测结果,论述了实测结果的可信性.本文着重探讨了导致这一新现象的主要原因,如船体形状、船的运动、内外螺旋桨的运动、桨与船的相互作用和桨与桨的相互作用等.     

螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究

利用有限元法和边界元方法分析比较了螺旋桨激振力三个方向分力(轴向、横向、垂向)分别作用以及同时作用时引起的船体结构振动与水下辐射噪声。结果表明,船体结构在螺旋桨激振力作用下在轴频、叶频、一倍叶频、二倍叶频以及船体固有频率处振动响应出现线谱;横向螺旋桨激振力引起的船体水下辐射噪声最大,垂向力其次,最小是轴向力;三个方向激振力同时作用时船体最大辐射声功率出现在叶频处,主要由横向力引起,其次是轴频处,主要由轴向力引起。分析其原因主要是横向激振力在叶频时最大,而且与船体固有频率接近,产生共振,轴向力在轴频处次之。     

回转体后螺旋桨性能和推进因子的数值预报方法

本文采用带有κ-ε湍流模式的流线迭代法计算敞水螺旋桨和回转体后螺旋桨的性能，计算中采用涡轮机械中分析螺旋桨叶剖面出口流动方向和大小的方法，从速度和能量的角度来考虑螺旋桨对流体的作用，因此流体通过螺旋桨后能量的改变是预测螺旋桨性能的关犍。它要求计算螺旋桨叶剖面的出流角，出流角由可测量的理想出流角和实际流体引起的偏差角组合而成。一待出流角确定后即可得到流体经过螺旋桨后能量的改变，利用流线迭代法可算出螺旋桨与回转体组合体周围的流场，随之可确定螺旋桨的各性能参数。本方法对B470—12和B3—50系列螺旋柴的敞水性能进行了计算，还对一个数学回转体的自航试验进行了数值模拟，其结果同试验吻合良好。与巳有的回转体后螺旋桨性能的预测方法比较，本方法的优点在于不需在回转体尾部流场和螺旋桨性能之间进行迭代计算，从而大大地减少了计算量。     

某工程船艉部振动问题诊断及改进

某工程船试航时在恒转速低工况下艉部舵机舱存在异常局部振动现象,且振动频谱峰值并不对应机电设备主激励频率。为了诊断艉部振动的原因,在恒转速低工况下对艉部结构振动速度及螺旋桨脉动压力进行测量和分析。初步判断振动与螺旋桨桨叶相关,引起艉部较强振动的原因是恒转速小螺距工况下螺旋桨面空泡破裂,进而激发螺旋桨前2阶模态引起桨叶共振,然后通过桨轴传递给船体。改进建议是优化叶形以减小面空泡。该案例对船舶设计具有以下指导意义：螺旋桨设计时要考虑强度和刚度,尽量避免叶梢比刚度过低;对于调距桨,在螺旋桨0.7R～1.0R(R为螺旋桨半径)范围内螺距卸载要缓和,避免大幅度螺距卸载。     

三井造船新建曲面弯板工场

韩国STX造船海洋最近完成将大型船舶的噪音、振动最小化的螺旋桨推进装置的开发，该装置在实船的应用上取得成功，2艘采用低振动螺旋桨推进装置的18万载重吨级海角型散货轮已于近期交付使用。这款被称为WCI（Wide Chord Tip）的螺旋桨是由STX造船海洋自主研发的，设计上通过减少推进器的波动电压，降低船舶航行时的振动。根据交船前试车测得的数据：居住区的振动速度平均值在0．9毫米／秒，仅为ISO规定的许可值9毫米，秒的1／10。大型船舶伴随着发动机马力的提高，往往会发生振动与噪音，安装了WCI螺旋桨后可以极大地改善这一现象。     

减少振动的尾部线型

本文主要介绍由船舶螺旋桨引起的激振力以及减少振动的尾部线型设计。