БИЛЬГЕ АКУСТИК
Инженерство контроля шума и вибрации
<<Я не знаю, кем представляюсь миру; однако сам себе я всегда казался всего лишь мальчиком, играющим на морском берегу, который забавляется, находя то особенно гладкий камешек, то необычайно красивую ракушку, в то время как великий океан истины лежит перед ним совершенно неисследованным.>> - Исаак Нютон
Машины с главным приводом
1. Продольная вибрация вала
Продольная вибрация вала вызывается изменением частоты вращения лопастей на гребном винте, что заставляет весь гребной винт, вал, упорный подшипник и редуктор в сборе и, возможно, больше, колебаться вперед и назад. В обычных конструкциях основная собственная частота обычно находится в пределах или около рабочего диапазона частоты лопасти, что приводит к очень высоким амплитудам.
Если собственная частота находится в нижнем диапазоне мощностей, резонанс может и не вызывать чрезмерных вибраций, но если он близок к полной мощности, то почти всегда причинит вред. Возможные последствия:
• Реверс тяги повреждает упорный подшипник, особенно на поворотах
• Перенапряжения на зубьях редуктора
• Чрезмерное движение, вызывающее износ муфты между шестерней и двигателем или турбиной.
• Чрезмерный прогиб прикрепленного трубопровода или конструкции приведет к неисправности.
• Чрезмерное перемещение ротора турбины или коленчатого вала двигателя.
Прежде чем предпринимать корректирующие действия, необходимо знать местоположение и интенсивность резонанса, а также величину силы возбуждения. Если силы частоты лопастей чрезмерны, это может быть связано с сильно нарушенным потоком к гребному винту или плохой конструкцией гребного винта. Для улучшения потока некоторые корабли имеют плавники прямо перед гребным винтом. Для уменьшения сил может потребоваться переработанный винт с изогнутыми лопастями.
Если резонанс возникает вблизи полной мощности, существует несколько хорошо известных поправок, но каждая из них имеет свои недостатки. Во-первых, можно изменить количество лопастей на винте; там, где мощность и усилия меньше, его увеличивают, чтобы довести резонанс до более низкой скорости, или уменьшают, чтобы вывести резонанс за пределы рабочего диапазона скоростей. Последнее часто непрактично, потому что винт с меньшим количеством лопастей обычно имеет более высокие переменные силы. Этот факт в сочетании с тем фактом, что на полной мощности будет значительное усиление, несмотря на работу на стороне резонанса, делает это решение ненадежным. Еще одно исправление — переместить резонанс выше рабочего диапазона. Это можно сделать, переместив упорный подшипник в корму или укрепив корпус упорного подшипника и/или фундамент. Перемещение упорного подшипника к корме оказывает наибольшее влияние, но это тяжелая работа, затрудняющая смазку и техническое обслуживание. Иногда бывает достаточно упрочнения фундамента, но часто требуется большое количество арматуры, чтобы сдвинуть резонанс на ограниченную величину.
Bu vakaların en büyük sayısı üst yapıda (veya barınma mahallerinde) bulunmaktadır. Mürettebatın
zamanının çoğunu burada geçirdiği ve dolayısıyla bu alanda titreşime karşı daha duyarlı ve kritik
oldukları için bu beklenebilir. Üst yapı titreşim sorunları, geniş çaplı tekne kirişi titreşiminden, üst yapı
rezonansından veya yetersiz rijitlik nedeniyle rezonansa yakın veya yerel rezonanslardan
kaynaklanabilir. Bu yerel rezonanslar, güverteler veya perdeler gibi yapılarda olabileceği gibi, bölücü
paneller ve kapılar, havalandırma kanalları, borular, aydınlatma armatürleri, mobilyalar, navigasyon
ekipmanları vb. gibi üst yapıya yerleştirilmiş ekipmanlarda da olabilir.
İkinci durumda, güverte üzeri yapısal sorunları olan gemilerin sayısı tabloda muhtemelen olduğundan
fazla verilmişken, donanım sorunları olan gemilerin sayısı eksik verilmiştir. Her iki durumda da, tablo,
yapı veya ekipmandan kaynaklansın, yaşam alanlarının titreşim sorunlarına karşı çok yüksek
duyarlılığına işaret etmektedir.
İkinci en sık bildirilen problemler, ana tahrik sistemi ile ilgili problemlerdir. Üst yapıdaki aşırı titreşim
çok can sıkıcı olsa da, tahrik sistemindeki aşırı titreşim çok zarar verici olabilir ve aslında çalışma
hızlarını sınırlayabilir veya gemiyi çalışmaz hale getirebilir.
Tablo 1'e göre en sık bildirilen üçüncü sorun ekipmanla ilgilidir.
Üst yapıdaki ekipmanlarla ilgili titreşim sorunları bu kategoriye dahil edilirse, en sık görülen yapısal
sorunlar kadar sayısı artar.
Ekipman temel bir sistemin bir parçasını oluşturduğundan ekipmanın aşırı titreşimi, ana sevk
sisteminde olduğu gibi geminin düzgün çalışmasını engelleyebilir.
En az görülen problemler tekne kirişi titreşimi ile ilişkilidir. Bunun nedeni, muhtemelen gemi
tasarımcısının, alt gövde kirişi doğal frekanslarını doğru bir şekilde hesaplayabilmesi ve çalışma
aralığında bu alt gövde kirişi modlarını harekete geçirmeyecek olan sevk sistemlerini seçebilmesidir.
Tekne kirişi problemlerinin en yaygın iki biçimi, tekne kirişinin kıç ucunun kanat frekansı ve yaylanma
ile rezonanslarıdır. İlki, kendisini genellikle pervane kanat frekansında veya yakınında aşırı üst yapı
titreşiminde gösterir. İkincisi, dalga karşılaşma kuvvetleri tarafından uyarılan iki düğümlü dikey
(birinci mod) titreşimdir.
Yukarıdakiler, her bir gemi elemanı tipi için dahil edilecek örneklerin sayısını ve tipini belirlemede
faydalı bir kılavuz görevi görür.
Bu nedenle, yerel ve ana altyapıya, ana tahrik makinelerine ve aktif ve pasif ekipmanlara büyük önem
verilecektir.
Gövde kirişi sorunları örneklerde en az dikkati çekecektir.