Расчет колебаний валопровода

Производится с целью по возможности избежать появления резонансных явлений и снижения надежности валопровода вследствие действия знакопеременных резонансных нагрузок. В случае, если этого избежать не удается, необходимо установить запретные зоны частот, ограничивающие напряжения от резонанса.

Расчеты колебаний валопроводов самостоятельная и сложная процедура. В процессе разработки варианта ПК её удается решить только в первом приближении и только ограниченно. Производится расчет низших частот колебаний наиболее проблемных участков валопровода. Обычно это – консоль гребного вала и пролет наибольшей длины. Собственная частота колебаний гребного вала в вертикальной плоскости, с^-1, определяется в соответствии со следующим выражением:

n_гр^в =0,159 ,

где EI – изгибная жесткость гребного вала, Нм²; L – расстояние между опорами гребного вала, м; l_к – длина консоли гребного вала – расстояние между точками приложения усилий – реакции кормовой опоры и веса винта, м; M – сумма массы гребного винта и присоединенных масс воды, кг; I_м – момент инерции гребного винта и присоединенных масс воды.; q – интенсивность распределенной нагрузки на гребном валу, кг/м; коэффициент податливости кормовой опоры. Он может быть принят равным 1 – 1,5 для металлических подшипников; 2,5 для бакаута и синтетических материалов; 4 – для резинометаллических подшипников.

Частота n_пр первого тона собственных колебаний пролета промежуточного вала, свободно лежащего на опорах, определяется по такой формуле, с^-1:

n_пр = ;

P_кр = ,

где L_пр – длина пролета наибольшей длины на промежуточном валу, м; P – упор винта на максимальном режиме, кН; P_кр – критическая сила при продольном изгибе, кН.

Полученные значения собственных частот сравниваются с частотами возмущающих сил – частотой вращения главного двигателя на режиме МДМ n_max, лопастной частотой винта – произведением n_max на число лопастей винта; произведением n_max на число цилиндров в составе агрегата двигателя. Если собственные частоты на 20 и более % больше частоты возмущающих сил, то резонанса на наиболее опасных низких частотах не будет. В противоположном случае требуется более точный расчет. Более детальное исследование колебаний выходят за рамки вопроса, рассматриваемого нами – проблемы разработки варианта судового пропульсивного комплекса.

Дата добавления: 2015-08-13