СУДОСТРОЕНИЕ V200V
МЕТОДИКА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ НА ТРАНСПОРТЕ
М. К. Романченко, канд. техн. наук, старший преподаватель, (E-mail: rmk2010@mail.ru), J1. В. Пахомова, старший преподаватель (ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта». E-mail: ngawt@ngs.ru) удк623.05
Анализ показывает, что современные судовые дизели являются жесткими для низких частот вибрации, что подтверждается рядом исследований [1, 2]. Модель дизеля как твердого тела особенно пригодна при его установке на виброизоляторы, поскольку в этом случае собственные частоты колебаний на виброизоляторах снижаются и существенно удаляются от собственных частот дизеля как упругого тела.
Механическое движение, в том числе и колебания дизеля, определяется его массой, моментами инерции и внешними силами, которые могут зависеть от времени, положения и скорости точек дизеля. Это справедливо для классической модели с упругими линейными элементами и вязким линейным трением [3].
Выберем оси неподвижной системы координат х, у, г так, чтобы они совпадали в начальный момент времени с главными центральными осями инерции Ъ,, Г|, С, массы дизеля [3, 4, 5].
Матрица масс является диагональной [3]. Матрица демпфирования содержит коэффициенты вязкого трения, относящиеся к упругим элементам опор. Диссипативные силы, обусловленные внешним и внутренним трением в металлических пружинах, несущественны. Матрица упругих коэффициентов имеет стандартный вид, но содержит коэффициенты жесткости, учитывающие предварительную нагрузку от веса.
Зададим положение опоры / координатами Х|, у|, г-. Направление осей опоры / определим направляющими косинусами, которые в силу ортогональности выбранных систем координат образуют таблицу 3x3.
Уравнения динамики массы в форме второго закона Ньютона имеют вид
dV: dt
-Fqi + FVi + FPi + F(i
Как правило, подвеска симметрична относительно продольной и поперечной оси, что дает дополнительное упрощение. В современных быстроходных дизелях удается совместить плоскость виброизоляторов с началом неподвижной системы координат, тогда коэффициенты, не лежащие на главной диагонали, равны нулю. В теории виброизоляции такой вариант подвески известен как случай полного разделения колебаний:
Сг| = 0 при /.
Рассмотрим стандартную подвеску судовой электростанции ДГР30/1500 (рис. 1), установленной на четырех опорах (рис. 2).
Рис. 1. Стандартная подвеска судовой электростанции
где Р , Ру — силы, зависящие соответственно от смещения массы и от ее скорости; Г, — переменные гармонические силы.
Элементы матрицы упругих коэффициентов входят в уравнение динамики и выражаются известными зависимостями [3].
Рис. 2. Расположение виброизоляторов в подвеске агрегата с ординатой у 0,5 м
Матрица жесткости не является диагональной.
Инерционные параметры агрегата А = сКад{1100, 1 100,1100, 206, 256, 50}. Вынуждающим фактором является периодический момент вокруг оси г. Остальные силы и моменты приняты равными нулю, что позволяет анализировать связанность колебаний. Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) показывают различные резонансные частоты
СУДОВЫЕ Ж1Ш1 УСТАНОВКИ
Рис. 3. Амплитудно-частотные характеристики центра масс для оптимизированной подвески
и соответствующие амплитуды. Колебания по вращательным обобщенным координатам связаны, что указывает на присутствие боковых элементов в матрице жесткости. АЧХ поступательных координат обнаруживают резонансы на частотах поступательных координат, что свидетельствуете связанности колебаний.
В связи со значительным ростом цен на нефтепродукты повышение экономичности судовой энергетической установки (СЭУ) становится одной из важнейших задач энергосбережения рыбопромысловых судов и определяющим фактором повышения рентабельности отрасли.
На практике, помимо традиционных мероприятий по оптимизации обводов, снижению сопротивления тралов и повышению пропульсивных качеств судна, применяются следующие способы повышения экономичности СЭУ: использование механизмов с высоким КПД; комплексная утилизация теплоты выпускных газов, надувочного воздуха и охлаждающей воды двигателей; повышение пропульсивного коэффициента за счет применения гребного винта (ГВ) большего диаметра с пониженной
АЧХ центра масс агрегата по шести координатам, рассчитанные по известной методике [6], показывают несущественную связанность колебаний по всем координатам (рис. 3). Как и предполагалось в теории оптимальной подвески, все резонансы попадают на одну частоту. Вынуждающий момент по шестой координате
частотой вращения; отбор мощности от главных двигателей (ГД) для привода валогенераторов (ВГ), насосов гидроприводов промысловых механизмов, компрессорно-конденсат-ных агрегатов; перевод вспомогательных двигателей на работу на тяжелом топливе.
Возможности повышения экономичности СЭУ за счет применения ГВ увеличенного диаметра на практике ограничены конструктивными особенностями траулеров, имеющих кормовой слип.
Значительное повышение экономичности СЭУ достигается утилизацией тепла выпускных газов ГД, надувочного воздуха и охлаждающей воды. При этом для более полного использования теплоты выпускных газов систему автоматизации утилизационных и паровых вспомогательных котлов настраивают таким
СУДОСТРОЕНИЕ 1*200»
не приводит к развитию колебаний по другим направлениям.
Выводы. 1. Оптимальная по жесткости подвеска должна иметь одинаковые собственные частоты по всем степеням свободы. Выбор собственных частот определяется наименьшей частотой вынуждающей силы.
2. Случай полного разделения колебаний по степеням свободы наиболее полно реализуется при равенстве компонентов жесткости виб-роизоляторов по осям.
Литература
1. Бороновский А- М. Судовой двигатель как объект виброизоляции//Дизельные энергетические установки речных судов: Сб. науч. тр. Новосибирск: НГАВТ, 1999.
2. Тимошенко С. П., ЯнгД. X., Уивер У. Колебания в инженерном деле. М.: Машиностроение, 1985.
3. Ьеляковский Н. Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах. Л.: Судостроение, 1 965.
4. Вибрации в технике: Справочник в
6 т./Под ред. В. Н. Челомея. М.: Машиностроение, 1 984. Т. 6.
5.Ганиев Р. Ф., Кононенко 8. О. Колебания твердых тел. М.: Наука, 1 976.
6. Найденко О. К., Петров П. П. Амортизация судовых двигателей внутреннего сгорания. Л.: Судпромгиз, 1 962.
образом, чтобы на всех режимах работы дизелей ГД и потребителей пара вспомогательные котлы только дополняли работу утилизационных котлов (УК).
Использование вторичных энергоресурсов на рыбопромысловых судах имеет по сравнению с транспортными судами ряд особенностей, обусловленных: относительно высоким потреблением пара в условиях промысловой работы на производственно-технологические нужды; более высокой годовой наработкой дизелей и вспомогательных котлов; относительно высоким отводом тепла от вспомогательных двигателей с выпускными газами, наддувочным воздухом и охлаждающей водой; неполным использованием паропроизводительности вспомогательных котлов и мощности двигателей на ряде режимов; случайным характером их нагружения; относительно высокой продолжительностью долевых режимов ГД и вспомогательных котлов; неизбежностью параллельной работы утилизационных и паровых котлов в условиях промысла.
Особенно неблагоприятно на эффективности использования вторичных энергоресурсов сказывается вероятностный характер нагру-
ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СЭУ РЫБОЛОВНЫХ ТРАУЛЕРОВ
А. В. Самсонов, канд. техн. наук, главный конструктор проекта, E-mail:absamsonov@rambler.ru (ОАО «Центр технологии судостроения и судоремонта»/КБ «Восток». E-mail: vostok@crist.ru) УДК629.12.037
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.