Вибрация и шум судовых механизмов, страница 14

Рис. 8.12. Виды и типы виброизоляции: а, б – общая и местная                                                             виброизоляция; в, г – односкатные системы с вертикальным и наклонным расположением виброизоляторов; д – двухкаскадная система с                                                          вертикальным расположением виброизоляторов; е, ж – системы                                                                     виброизоляторов при расположенных точках крепления виброизоляторов, оси коленчатого вала, центра масс объекта соответственно в одной и                                         разных плоскостях; з – блочная установка трех виброизолированных                                                                                дизель-генераторов на единой виброизолированной тяжелой раме;                                                   1 – двигатель; 2 – муфта; 3 – генератор; 4 – подмоторная рама;                                                    5 – виброизолятор; 6 – фундамент; 7 – гребной винт; 8 – корпус судна;                                                  9 – упорный подшипник; 10 – вентилятор

8.3.3. Основы теории расчета виброизоляции

Типовой вариант СДУ показан на рис 8.13,a. В общем случае она включает ряд систем и устройств, определяющих ее сугубо динамические качества. К таким устройствам относятся: система виброизоляции главного двигателя, антивибратор или демпфер крутильных колебаний, демпфер продольно-поперечных колебаний. Основные переменные силы и моменты, действующие в элементах СДУ: ±, ± – силы инерции соответственно поступательно движущихся масс и вертикальная составляющая сил инерции вращающихся масс, вызывающие вертикальные перемещения и вибрации, а также деформацию колен коленчатого вала в плоскости ; ± – горизонтальная составляющая сил инерции ВМ, вызывающая поперечные смещения и вибрацию ДВС в горизонтальной плоскости ; ± – горизонтальная сила, действующая вдоль оси валопровода и вызывающая его продольные колебания;  – сила упора гребного винта, вызывающая продольные колебания валопровода за счет наличия переменной добавки ±

;

±, ± – поперечная вертикальная и поперечная горизонтальная силы, образующиеся за счет наличия эксцентриситета  между теоретическим местом приложения упора гребного винта  (строго по оси валопровода) и истинным , вызывающие поперечные, горизонтальные и вертикальные колебания в системе валопровода в плоскости  соответственно;  – суммарная вынуждающая сила, вызывающая вертикальную вибрацию на лапах крепления ДВС к фундаменту с частотой ;  – суммарная вынуждающая сила, передаваемая на фундамент (корпус судна) через систему виброизоляции ДВС;  – движущий момент двигателя, вызывающий крутильные колебания валопровода за счет наличия переменной составляющей ±;  – момент сопротивления гребного винта, вызывающий крутильные колебания валопровода за счет наличия составляющей ±, обусловленной работой винта в косом потоке набегающей воды, влиянием корпуса, рулевого комплекса и искажением геометрии винта; ± – упругие моменты, действующие на участках валопровода.

При работе СДУ все силы и моменты действуют взаимосвязанно и одновременно, но с разной частотой, амплитудой и в разных плоскостях. Поэтому, говоря о динамической модели СДУ, заманчиво построить единое математическое описание этой модели и производить ею анализ. Это связано с осложнениями математических расчетов, возникновением трудностей в осмыслении физики происходящих явлений и снижением точности конечных результатов расчета.

В соответствии с этим рекомендуется раздельно рассматривать и давать аналитическое описание:

- сил и моментов действующих в ДВС (рис.8.13,б);

- виброизоляции СДВС (рис. 8.13,а);

- крутильных колебаний валопровода (см. главу 5);

- продольных и поперечных колебаний валопровода.

Рис. 8.13. Схема сил и моментов, действующих в элементах СДУ (а) и остове двигателя (б): 1 – двигатель; 2 – фундамент; 3 – успокоитель                                                      (гаситель) колебаний; 4 – муфта; 5 – упорный подшипник; 6 – демпфер продольно-поперечных колебаний; 7 – опорный подшипник; 8 – гребной винт; 9 – маховик; 10 – лапа; 11 – подмоторная рама; 12 – виброизолятор