CC BY
51
УДК 629.12.037
К. О. Сибряев Астраханский государственный технический университет
АНАЛИЗ НЕОБХОДИМОСТИ УСТАНОВКИ ДЕМПФЕРА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ В МАШИННО-ДВИЖИГЕЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ СУДОВ ПРОЕКТА 1557
В Волго-Каспийском бассейне эксплуатируются суда проекта 1557 как с силиконовым демпфером крутильных колебаний типа В-790 («Сормовский-40») в машинно-движительном комплексе (МДК), так и без него («Вилламун»). Дискретная крутильная схема МДК данных судов отличается от МДК серийного судна проекта 1557 «Сормовский-27» моментом инерции маховика двигателя (маховый момент - = 1 200 кг • м2, на серийных = 2 200 • кгм2).
МДК двухвальный. В каждую линию вала входят: главный двигатель (6КУБ48Ли) с про-ставным валом, промежуточный вал с опорным подшипником и гребной вал с винтом на двух дейдвудных подшипниках.
На основе расчетов крутильных колебаний МДК судна проекта 1557 с демпфером методом Терских [1] сделан вывод, что суммарные напряжения от крутильных колебаний не превышают допустимых величин во всём рабочем диапазоне частот вращения коленчатых валов.
Расчеты крутильных колебаний МДК судна проекта 1557 без демпфера и данные по тен-зометрированию показали, что и при отсутствии силиконового демпфера суммарные напряжения от крутильных колебаний не превышают допустимых величин во всём рабочем диапазоне частот вращения коленчатых валов.
Наибольшими являются суммарные напряжения в коленчатых валах МДК судна проекта 1557 как с демпфером, так и без него. Графики и выделенные в результате гармонического анализа основные резонансы 6, 9 и 12-го порядков одноузловой и двухузловой форм колебаний представлены на рис. 1. Там же приведены напряжения, допускаемые для длительной работы по правилам Российского морского регистра судоходства (РС) [2].
Частота вращения п, об/мин
Рис. 1. Напряжения в коленчатых валах МДК судна проекта 1557 (V - порядок колебаний):
------расчетные напряжения с демпфером;
—— напряжения, полученные при тензометрировании без демпфера;
------расчетные напряжения без демпфера
При наличии демпфера наибольшие напряжения, возникающие в коленчатых валах МДК, от опасной двухузловой формы колебаний (V = 9) вдвое меньше, чем напряжения той же формы (V = 12) при отсутствии его в системе. Но при отсутствии демпфера суммарные напряжения от крутильных колебаний во всём рабочем диапазоне частот вращения меньше допускаемых величин (на 25 %).
Аналогичные расчеты для МДК судна проекта 1557 серийного варианта с демпфером показали увеличение напряжений в коленчатом валу более чем в 1,5 раза по сравнению с напряжениями, возникающими в МДК судна «Сормовский-40» (15,7 при 22,89 МПа допускаемых).
Расчетные суммарные напряжения от крутильных колебаний для судна проекта 1557 серийного варианта без демпфера меньше допускаемых величин на 42 %.
Графики развития суммарных напряжений в коленчатых валах МДК судна серийного варианта с демпфером и без него представлены на рис. 2.
Частота вращения п, об/мин
Рис. 2. Напряжения в коленчатых валах МДК серийного судна проекта 1557 (v - порядок колебаний):
--------расчетные напряжения с демпфером;
-------расчетные напряжения без демпфера
Согласно [2] суммарные напряжения от крутильных колебаний должны быть не менее чем до 15 % ниже соответствующих допускаемых напряжений.
В связи с этим суда проекта 1557 можно эксплуатировать без назначения запретных зон и без демпфера крутильных колебаний.
В качестве дискретной крутильной схемы МДК судов проекта 1557 предпочтение следует отдать дискретной крутильной схеме серийного судна без демпфера.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Терских В. П. Крутильные колебания валопровода силовых установок. - Т. 1-4. Приложение. -Л.: Судостроение, 1969-1970 гг.
2. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. -Т. 2. - 2003. - 619 с.
Получено 20.11.2006
ANALYSIS OF THE NECESSITY OF INSTALLING TORSIONAL VIBRATION DAMPER IN THE PROPULSION UNIT OF THE SHIP DESIGN N 1557
К. О. Sibryaev
The ship of design N 1557 is operated in the conditions of the Volga-Caspian Basin. Within the propulsion unit of this ship a torsional vibration damper may be installed (Sormovsky-40) and may not be installed (Villamun).
Discrete torsional scheme of the propulsion unit of this ship differs from the original ship design N 1557 (Sormovsky-27) by the moment of engine flywheel inertia. Torsional vibration analysis of the propulsion unit of the ship of design N 1557 without damper and strain gaging data showed that without a damper the sum stress as a result of torsional vibration does not exceed the allowable limit throughout the whole engine speed range. As a result the ship of design N 1557 can be operated without defining barred speed zone and without the necessity of installing torsional vibration damper.
