柴油机轴系扭振测试实践与规范解析

"柴油机轴系扭振测试与分析，涉及扭振测试规范、测试仪器工作原理、测点选取及数据分析。" 柴油机轴系扭振测试与分析是确保船舶动力系统安全运行的重要环节。推进轴系的扭转振动是振动工程中的一个重要研究对象，其准确性直接影响到船舶动力系统的稳定性和设备寿命。由于计算模型的简化，理论计算值可能与实际测量值存在误差，因此实际操作中必须依据实测数据来评估轴系扭振的安全性。 规范方面，钢质海船入级规范要求对柴油机轴系进行扭振计算，并提交扭振计算报告，经船检部门认可。当实测的共振频率或临界转速与计算结果的误差小于5%时，可以依据计算书来核算轴段的扭振应力、扭矩以及各质点的振幅。如果测得数据不符合要求，需要重新进行扭振计算。测点的选择至关重要，位移、速度、加速度传感器通常安装在发动机自由端，若条件受限，则需选取振幅较大的位置。应变和扭矩传感器则应安装在扭矩较大的位置，这些位置的选择基于扭振计算报告。 转速禁区的设定是防止轴系扭振应力、扭矩或振幅超过允许范围，通常在特定转速范围内禁止主机运行。对于许用应力、扭矩和振幅，不同船级社有相应的规范，如曲轴、中间轴、桨轴等各有不同的许用值，弹性联轴器和齿轮箱也有自己的许用扭矩公式，主机自由端和发电机转子的许用振幅则依据具体用途确定。 在扭振测试仪器方面，ANZT单、双通道扭振分析记录仪是一种常见的测试工具。这种仪器基于增量光栅传感器的工作原理，通过两块光栅相对移动产生的干涉条纹变化来测量位移和速度。当动光栅移动一个增量位移时，干涉条纹变化一个周期，光敏元件接收此变化并由信息处理电路转化为电信号，信号的频率直接反映了位移的增量，从而实现扭振的精确测量。 测试数据分析是扭振测试的最后一步，通过对测得的数据进行分析，可以了解轴系的动态性能，评估扭振状态，找出潜在问题，从而采取必要的改进措施，确保船舶动力系统的可靠性和效率。这包括分析共振频率、临界转速、轴系各部分的应力分布、扭矩变化以及振动幅度等关键参数，为船舶设计和维护提供科学依据。