轴承支承长度及间距对船舶轴系振动特性影响

本文主要对轴承的支承长度以及间距对于船舶轴系振动的特性进行相应的分析，发现在不同位置处，以及不同的支承长度对船舶的轴系的固有振动的影响，并且经过计算，不同位置轴承的变化对于船舶轴系固有振动的影响都不同。其中对于船舶轴系的振动的影响最大的是船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承，并且这些轴承所工作的环境都是十分的恶劣，在运行的过程中会发生很大的变化。
在船舶的轴承的正常的运作中，轴承的支承的面积是随之改变的，所以必须要对轴承的长度对于轴系振动的影响进行相应的研究，并且要根据一些条件，来对相应的轴系进行调整，以此来避开共振所产生的危害。主要是对船舶的轴系的后艉架轴承和船舶艉管轴承进行相应的变化，并且要计算不同条件下的轴系的固有的频率，根据不同的轴系之间的间距变化来对分析。
传播轴系轴承数学模型及轴系动力学方程
1.1.船舶轴系轴承数学模型
船舶的轴系轴承主要是典型的液体动压径向滑动轴承，主要的方程式为：1/r2·α/αθ（h3/μ·α/αθ）+α/αθ（h3/μ·α/αz）=αβα/αθ+12（ycosθ+xsinθ）
在这个公式中，当瓦面是圆形的时候，可以利用e与eθ来表示对于速度的扰动，这是可以将以上的公式变化为：1/r2·α/αθ（h3/μ·α/αθ）+α/αθ（h3/μ·α/αz）=αβα/αθ+12（ecosθ+eφsinθ）
这时，在公式之中，可以看出油膜的厚度是h，油膜的压力则是为p，而μ则是润滑油的动力粘度，z为主要的轴向的坐标，这时，要以c为轴承的半径，以L为轴承的长度，将轴承的直径设为A，速度为w，μ是进油的温度以及动力粘度。最终得出公式：α/αθ（h3/μ·α/αθ）+1/（L/D）2α/αλ（H3/μ·αp/αλ）=3αH+6（ycosθ+xsinθ）.α/αθ（h3/μ·α/αθ）+1/（L/D）2α/αλ（H3/μ·αp/αλ）=-3εsinα（1-2θ）+6εcosγ.
根据以上的公式求解可以发现，当求得的压力可以满足工程需要，必须要有相应的模型来进行雷诺方程的求解。
1.2.轴系动力学方程
主要的系统的方程式：Mp+Cq+Kp=R，在这个公式中M、C、K主要是代表系统的质量矩阵、阻尼矩阵以及刚度矩阵，而q主要是指系统的位移矩阵，而R则是代表着系统的激振力列的向量。
船舶轴承的有限元模型
将轴承中的初始的船舶的轴承支承的长度设为50mm，并且将支承增加到100mm，或者是将轴承减少到30mm。根据实际船舶的有限元模型，并且利用其相关的软件来对其进行计算，将轴系的单位进行划分，将各个轴承中的支承设为理想的面接触，从而来忽略轴系中对于振动的影响。
对于结果的计算
3.1.轴承的支承的长度对轴系固有的振动特性进行影响
轴系的低阶振动频率是主要影响后托架轴承的支承的长度，支承长度的降低，可以有效的降低轴承的振动频率，并且在船舶轴系的运行过程中，最为主要的就是轴系的低频率振动，因此，必须要加强对于后托架轴承的支承长度的重视。前托架轴承对于轴系振动也有着影响，主要是随着轴承的支承长度的增加而发生改变，轴系中固有振动的频率会不断的增加。另外前托架轴承在前几阶对于振动的频率不是很大，主要是在后几阶，有很大的影响。因此前托架轴承的磨损对于轴系的影响是不大的。
3.2.对于轴承间距对于固有振动的特性的影响
①托架轴承间距对轴系固有的振动的频率有影响，对托架轴承的间距主要是后艉架轴承支承的位置会不断的沿着船艏的方向进行相应的移动，从而造成了一定间距，并且后艉架轴承的工作环境是相当恶劣的，因此对于后艉架轴承的磨损是非常的严重的，并且磨损的速度也是很快的。
②前托架轴承以及船舶艉管之间的间距对于船舶轴系的振动有着很大的影响，但是与艉架轴承相比，对于传播固有的振动的频率的影响则比较的小一些。

根据以上的数据，可以发现，对于船舶轴系固有的振动特性的影响，在不同位置的轴承的支承长度不断的变化，对于船舶轴系固有振动的影响也是各不相同。在轴承中，只有船舶的前后艉架轴承和船舶艉管轴承对于船舶轴系固有的振动影响最大，主要是因为这些轴承的工作的环境十分的恶劣，并且在船舶运行的过程中，会发生一些特殊的变化，尤其是支承长度，其性能会不断的变化。因此，一定要加强对这些轴承的观察和监测，从而来保证其正常的运行。在其他的位置上的一些支承长度的变化比较的小，所以对于船舶轴系的固有振动的特性的影响也是十分小的。而对于间距对船舶轴系的影响，主要是托架轴承的间距对其的影响比较大，这主要是因为后艉架轴承得运行环境更加的差，比前艉架轴承运行环境还要差，因此才会导致其对于船舶轴系固有振动的特性的影响大。所以在船舶的运行的过程中，一定要时刻的注意前后艉架轴承之间的间距的变化，加强对其的查看，从而来保证船舶的正常运行。