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.

Belirtiler

Tam yük dolu olarak transatlantik bir yolculuk sırasında gemide gürültü ve titreşim araştırması
yapılmıştır. Dümen odası, makine dairesi ve kıç güverte evindeki titreşim seviyelerini ölçmek için 5:1
büyütme probu ile donatılmış bir vibrograf kullanılmıştır. Aynı alanlardaki gürültü seviyelerini ölçmek
için bir ses seviye ölçer de kullanıldı. Çalışmanın sonuçları şu şekildeydi:

​

A. Mürettebatın şikayetlerine neden olan gürültü, geminin arka bölümündeydi. Gürültü, pervanenin
yakınında gövdeye çıtırdama ve ara sıra şiddetli "çekiç benzeri" darbelerden oluşuyordu.

Gürültü seviyesi okumaları mahallelerde genellikle konfor aralığının üzerinde dBA okumaları
göstermişti.

B. Kanat frekansı titreşimli yer değiştirme genliklerinin tam güçte orta düzeyde olduğu bulunmuş ve
üst hız aralığında herhangi bir rezonans belirtisi olmamıştı.

C. Titreşim ölçümleri kanat frekansının katlarında (2,3,4,5 ve 6) güçlü yer değiştirmeler göstermişti

Problem

Pervane yakınında tespit edilen çıtırtı sesi ve "çekiç benzeri" darbeler genellikle pervane
kavitasyonuyla ilişkilendirilir. Benzer şekilde, kanat frekansının katlarındaki güçlü titreşimli yer
değiştirmelerin genellikle pervane kavitasyonundan kaynaklandığı bilinmektedir. Mürettebatın yaşam
alanlarındaki kanat frekansının katlarındaki titreşim seviyeleri rahatsızlık aralığına düşmezken,
titreşen güverte ve perdelerin yarattığı gürültü önerilen konfor seviyelerinin üzerinde gürültü
seviyeleri yaratmıştır.

Bu bulgulara dayanarak, kavitasyonun miktarını ve nedenini belirlemek için model bir havuzda
kavitasyon çalışması yapılmıştır. Bir pervane kanadı dikey veya saat 12 konumundan geçtiğinde
kavitasyon miktarının aşırı olduğu bulunmuştur. Bu duruma, pervane diskinin üst bölgesine çok zayıf
su girişi neden olmuştu.

Çözüm