船舶尾軸與機(jī)械密封裝置工作狀態(tài)耦合特性研究.pdf

1、機(jī)械密封在船舶尾軸密封的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)，由于主機(jī)的大型化、尾軸長度與重量的增加，尾軸運(yùn)動(dòng)特性更加復(fù)雜。為了確保船舶運(yùn)行的可靠性，有必要準(zhǔn)確分析影響尾軸動(dòng)力學(xué)特性的因素，目前已經(jīng)逐漸認(rèn)識到軸承與密封裝置影響尾軸的振動(dòng)特性，在諸個(gè)非線性因素中，油膜力與密封力是關(guān)鍵的兩個(gè)。 本文利用Jeffcott轉(zhuǎn)子模型，分析密封力的單獨(dú)作用、軸承油膜力與密封力耦合作用兩種情況下轉(zhuǎn)子的動(dòng)力特性，主要研究內(nèi)容如下。 (1)艉軸推進(jìn)系統(tǒng)是

2、非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，因此，首先介紹了非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)相關(guān)的基本理論以及本文采用的非線性油膜力與密封力模型。 (2)研究單圓盤轉(zhuǎn)子—密封系統(tǒng)的Jeffcott模型，求解密封力作用下系統(tǒng)的響應(yīng)，討論了振幅隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢，利用時(shí)程歷程曲線圖、軸心軌跡圖及Poincare映射圖、功率譜密度圖反映系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，并分析密封壓差、密封間隙、轉(zhuǎn)子偏心量、密封長度四種因素對轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性的影響。 (3)運(yùn)用轉(zhuǎn)子—軸承—機(jī)械密封系統(tǒng)的模

3、型，求解了油膜力與密封力的耦合作用下系統(tǒng)的響應(yīng)，分析了振幅隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢，利用時(shí)程歷程曲線圖、軸心軌跡圖、功率譜密度圖、Poincare映射圖來反映系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，分析密封壓差、密封間隙、轉(zhuǎn)子偏心量、密封長度、軸承間隙、軸承長度六種因素對轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的影響。通過比較分析得出保持系統(tǒng)穩(wěn)定的參數(shù)范圍，為推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型提供了理論依據(jù)。 (4)介紹了轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性判斷的常用的三種方法，即相平面法、最大Lyapunov指數(shù)法、Floque