Система автоматического измерения упора гребного винта и продольных колебаний валов судовых энергетических установок

• Автор: Лебедев, Анатолий Иванович
• Шифр специальности: 05.09.03, 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ 5.
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ГРЕБНОЙ ВИНТ. АНАЛИЗ ОСЕВЫХ ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ УСИЛИЙ И ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛОВ СЭУ.

1.1. Гидродинамические нагрузки на гребной винт

1.2. Продольныеколебания валов судовых энергетических установок

1.3. Анализ характерных повреждений элементов СЭУ, вызванных влиянием продольных колебаний валов

1.4. Силы вызывающие продольные колебания

1.4.1. Осевые усилия, возникающие со стороны двигателя

1.4.2. Осевые усилия, возникающие со стороны гребного винта

1.4.3. Осевые усилия, возникающие от переменного упора гребного винта, вследствие влияния морского волнения
1.5 Методы аналитического исследования продольных колебаний валов судовых энергетических установок.
1.5.1 Классический метод расчта продольных колебаний.
1.5.2 Операционный метод расчета продольных колебаний
1.5.3 Исследование продольных колебаний с позиции теории упругих сред
1.5.4 Моделирование продольных колебаний
ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ДАТЧИКОВ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ.
2.1. Датчики механических напряжений валов судовых энергетических
установок
2.1.1. Тензорезисторные преобразователи
2.1.2. Магнитоупругие преобразователи.
2.2. Датчики продольных колебаний линии валопровода
2.2.1. Датчики с разветвлнными магнитными цепями рабочей и компенсационной частей.
2.2.2. Датчик с разделенными магнитными цепями рабочей и компенсационной частей
2.2.3. Датчики с общей магнитной цепыо рабочей и компенсационной и
компенсационной частей
2.2.4. Акустические преобразователи линейных перемещений
2.2.5. Волоконнооптический датчик линейных перемещений
2.3. Системы измерения продольных колебаний и осевых усилий линии
валопровода
2.3.1. Система продольных колебаний V
2.3.2. Система измерения линейных перемещений
2.3.3. Система измерения крутящего момента, упора, частоты вращения
и мощности на гребном валу КРМ
ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКО ИЗМЕРЕНИЯ УПОРА ГРЕБНОГО ВИНТА И ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛОВ СЭУ.
3.1. Принцип действия магнитоупругого датчика упора и продольных
колебаний
3.2. Динамические характеристики ТМУП осевых усилий.
3.3. Устройство и конструкция магнитоупругого преобразователя упора и
продольных колебаний.
3.4. Влияние крутящего момента на выходной сигнал ТМУП осевых усилий ЮЗ
3.5. Линейнокольцевой магнитоупругий датчик упора и продольных
колебаний

3.6. Комплексный магнитоупругий датчик упора гребного винта и продольных колебаний валов СЭУ
3.7. Функциональная и принципиальная схемы системы измерения упора гребного винта и продольных колебаний валов СЭУ.
ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ
ИЗМЕРЕНИЯ УПОРА ГРЕБНОГО ВИНТА И ПРОДОЛЬНЫХ
КОЛЕБАНИЙ ВАЛОВ СЭУ.
.1.1 Экспериментальное исследование статических характеристик
ТМУП осевого усилия
4.1.2. Экспериментальное исследование влияния крутящего момента на выходной сигнал ТМУП осевого усилия.
4.1.3. Натурные испытания системы автоматического измерения упора гребного винта и продольных колебаний валов СЭУ
ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Результаты экспериментальных исследований системы автоматического измерения упора гребного винта и продольных колебаний валов СЭУ. Во время работы над диссертацией коллективом авторов Жадобин Н. Крылов А. П., Лебедев А. И. и Труштин А. Пат. Российская Федерация, МПК С2 1. Устройство для измерения крутящего момента на вращающихся валах Жадобин Н. Е., Крылов А. П., Лебедев А. И. заявитель и патентообладатель ФГОУ В ПО Государственная Морская Академия им. С.О. Макарова. Бюл. Пат. Российская Федерация, МПК С2 II , . Устройство управления судовой энергетической дизельной установкой Жадобин Н. Е., Крылов А. П, Лебедев А. И. заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Государственная Морская Академия им. С.О. Макарова. Бюл. Пат. Российская Федерация, МПК 5. Устройство для измерения осевого усилия во вращающихся валах Н. Е. Жадобин, А. П. Крылов, А. И. Лебедев, А. Г. Труштин. ФГОУ ВПО Государственная Морская Академия им. С.О. Макарова. Бюл. Пат. Российская Федерация, МГ1К 1 5. Устройство для измерения осевого усилия и частоты вращения во вращающихся валах Н. Е. Жадобин, А. П. Крылов, А. И. Лебедев, А. Г. Труштин. ФГОУ ВПО Государственная Морская Академия им. С.О. Макарова. Бюл. Идея разработки перечисленных выше устройств принадлежит Д. Жадобину , автору диссертации принадлежит разработка функциональных схем перечисленных выше устройств. Пат. Российская Федерация, МГПС 3. Устройство для измерения крутящего момента и осевого усилия во вращающихся валах А. И. Лебедев. Заявитель и патентообладатель Лебедев А. И. заявл. Бюл. Данные устройства позволили разработать систему автоматического измерения упора гребного винта и продольных колебаний судовых энергетических установок на основе трансформаторных магнитоупругих преобразователей осевого усилия, обладающей бесконтактным методом съема сигнала, высокой помехоустойчивостью, надежностью и малой инерционностью. ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ГРЕБНОЙ ВИНТ. АНАЛИЗ ОСЕВЫХ ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ УСИЛИЙ И ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛОВ СЭУ. Гидродинамические нагрузки на гребной винт. Ат присоединенная масса. При установившемся прямолинейном движении уравнение 1. Движение судна осуществляется пропульсивной установкой 1ТУ. В состав ПУ входят главные двигатели, движители, упорные и опорные подшипники, валопроводы передачи мощности. Схематически пропульсивный комплекс ПК изображен на рис. Рис. Схема судового пропульсивного комплекса. Р и Ре упор и полезная тяга гребного винта у и р скорость судна и скорость воды в диске гребного винта г число гребных винтов 1Уп зависимость мощности от частоты вращения двигателя при работе его в составе ПК. Эту зависимость называют винтовой характеристикой двигателя. Она является результатом взаимодействия элементов пропульсивного комплекса Мпв зависимость мощности от частоты вращения на валу гребного винта. Эту зависимость называют винтовой характеристикой судна. Гидродинамические нагрузки гребного винта рассмотрены в . Периодические силы и моменты, возникающие на гребных винтах, являются одной из причин продольных колебаний валопроводов. В некоторых случаях эти силы и моменты приводят к повреждениям элементов пропульсивной установки 1, , , . Основными величинами, характеризующими действие гребного винта, являются упор Р обеспечивающий движение судна крутящий момент Мв или мощность Ау коэффициент полезного действия гребного винта т. О диаметр гребного винта, м пп частота вращения гребного винта обсек. Су безразмерный коэффициент подъмной силы. Интегралы в выражениях для упора Р и момента сопротивления соотве тственно обозначаются через коэффициент упора гребного винта и коэффициент момента винта К2. Изменение упора, развиваемого гребным винтом, и потребляемого им при этом крутящем моменте связано с изменением относительной поступи . Основными причинами, определяющими изменение зависимости упора, который создат гребной винт фиксированного шага, от скорости движения судна можно считать изменение полного сопротивления Я судна в зависимости от скорости судна V. Vр У1 О
V.