8. Определение амплитуд вынуждающих моментов

Значения амплитуд гармонических моментов можно оценить

приближенно по графическим зависимостям согласно рис.16 (М.А. Минасян. Колебания валопроводов судовых дизельных установок. Учеб. Пособие/ СПбГМТУ; СПб., 2006. 109с.). Пользуясь этими графиками, определяется гармонические коэффициенты в функции среднего индикаторного давление соответствующее номинальной мощности МПа (значение взято из силового анализа КШМ). Значение среднего индикаторного давление определяется по следующей зависимости

где - среднее индикаторное давление, соответствующее номинальной частоте вращения ;

n- частота вращения коленчатого вала на резонансном режиме;

m- показатель степени, m=2 при работе двигателя по винтовой характеристики.

Амплитуда вынуждающего момента, для рядного двигателя, будет

где - площадь поршня, рассчитываемая по формуле м²;

- радиус кривошипа, м;

С учетом гармонического коэффициента амплитуда вынуждающего момента, для рядного двигателя представлена в таблице

Таблица 5

Наименование параметра	Обозначение	Размерность	Значение
Порядок колебаний		-	3,5	4	4,5	5	5,5	6
Частота вращения	n	об/мин	1925	1685	1500	1350	1225	1120
Среднее индикаторное		Мпа	1,13	0,989	0,88	0,79	0,72	0,66
Гармонический коэфициент		Мпа	0,15	0,09	0,08	0,06	0,04	0,03
Амплитуда вынуждающего момента		Н*м	46,777	28,066	24,94	18,71	12,47	9,355

9. Определение демпфирующих моментов

Роль демпфирования при колебаниях судовых валопроводов чрезвычайно велика. Основанием для данного утверждения служит тот факт, что амплитуды резонансных и околорезонансных колебаний ограничиваются только демпфированием. Демпфирование непосредственно связано с поглощением энергии колебаний, превращением ее в тепловую и рассеянием этой энергии в окружающую среду. По этой причине демпфирующие моменты часто называют диссипативными.

В случае вязкого трения потери энергии на рассеяние определяются коэффициентом пропорциональности b . Для кривошипно-шатунного механизма коэффициент пропорциональности допустимо вычислять, согласно по формуле

,

где ;

- радиус кривошипа, м;

- число цилиндров, работающих на одно колено;

- удельный коэффициент демпфирования, принимается согласно,

10. Расчёт резонансных колебаний

Определить действительные амплитуды колебаний всех масс дискретной системы, если известна амплитуда первой массы

.

Амплитуда первой массы определяется по формуле, согласно

,

где множитель называют геометрической суммой безразмерных амплитуд;

- угловая скорость вращения коленчатого вала, которая определяется по формуле.

Расчёт амплитуды массы первого кривошипа, а также расчёт действительных амплитуд остальных масс крутильной схемы производится по выше указанным формулам

;

.

При использовании ЭВМ геометрическую сумму безразмерных амплитуд вычисляют аналитическим способом.

где начальная фаза заклинивания i-го кривошипа, соответствует углу между первым и i-м кривошипом, замеренному в направлении вращения коленчатого вала.

Для удобства проведения расчета порядков ( ), приведу в табличной форме.

Таблица 6