大型船舶推进轴系运行状态监测系统开发-轮机工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论 文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以 将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其它复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大 学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社 会公众提供信息服务。 （必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定） 研究生（签名）： 导师（签名）： 日期： 武汉理 武汉理工大学硕士学位论文 摘 要 船舶推进轴系作为船舶动力装置的重要组成部分，在运行过程中，受到各 种激励和载荷作用，会产生多种形式的振动，主要有扭转振动、回转振动、纵 向振动。随着船舶向大型化方向发展，推进轴系长度增加，相对刚度降低，固 有频率减小，其临界转速容易落在工作转速范围内，引起共振，振动严重时会 引起艉轴承变形、密封失效、柴油机曲轴故障等恶性事故发生，严重影响船舶 正常航行及船员的生命安全。因此，开展大型船舶推进轴系状态监测研究具有 十分重要的意义。 论文以轴系试验台为研究平台，开发出一套船舶推进轴系运行状态监测系 统，结合数据采集硬件设备，实现对轴系扭转振动、回转振动、纵向振动、轴 心轨迹、轴功率及轴承座振动信号的同步采集，并用时域、频域和阶次分析对 轴系运行状态参数进行实时分析。 对轴系在七种不同加载下的运行状态进行在线监测。对轴系三种振动信号 进行时域、频域分析，提取有效时域、频域参数，比较工况变化对参数的影响， 将振动信号的时域和频域参数组成参数向量用于轴系状态监测；对轴系振动信 号进行阶次分析，从阶次谱中提取主要振动阶次进行时域重构，得到各振动阶 次时域波形，绘制阶次瀑布图，通过各阶次振幅随转速的变化曲线找到共振点， 比较不同工况对主要阶次变化趋势的影响，并比较回振在水平与垂直方向上的 差异，在试验转速内，回振在水平方向有共振发生而垂直方向上没有；对轴心 轨迹进行整周期截取，显示单周期轨迹图，比较不同故障下轴心轨迹图的差异； 提出一种新的轴心轨迹提纯方法：阶次提取法，从阶次谱中提取特征阶次，得 到各阶次分量的轴心轨迹图，用各阶次轴心轨迹参数判断轴系故障特征，并比 较转速对艉轴不对中故障的影响，转速越低，不对中故障越明显。 论文通过试验验证了监测系统运行的可靠性，完成了对推进轴系运行状态 参数的实时监测，达到预期设计目的。 关键词：轴系振动，轴心轨迹，监测系统，阶次分析 I Abstract Ship propulsion shafting is an important part of a marine power plant. It vibrates mainly in the form of torsional vibration, transverse vibration and longitudinal vibration when operating under the impact of excitation and loads. With large-scale vessels’ developing, the critical speed is easy to fall within the operating speed due to the lengthened shafting, its comparatively low rigidity and the reduced natural frequency may cause resonance. Heavy vibration causes stern bearing deformation, seal failure, crankshaft malfunction and so on. These vibrations affect the normal navigation of ships and the safety of the crews seriously. Therefore, it’s very important to monitor the condition of ship pr