1. Оценка разрушительного воздействия вибрационной активности сэу 17

1.1 Понятие вибрации 17

Вибрация имеет измерительные характеристики. Для качественной оценки вибрации рассматривают такие ее параметры, как размах колебаний, амплитуда, период, фаза, виброскорость (производная по времени от амплитуды) - наиболее измеряемая вибрационная характеристика. В довольно широкой полосе (10-1000 Гц) амплитуда виброскорости имеет равномерный характер, это умножает достоверность, упрощая измерения. По её уровню определяется и техническое состояние машин, а также их узлов, деталей, сварного шва и т.д. 18

1.2 Влияние вибрации на корпус судна 19

Усталость металла в технике называют процесс медленного скопления повреждений в структуре металла. Подвергающийся повторяющейся нагрузке металл вследствие деформации структуры меняет собственные свойства, образуются и множатся трещины, происходит полное разрушение материала. Обоснования разрушения находятся вне структуры металла. Таким образом возникает физическая усталость, которая может быть: 20

коррозионной, появляющейся вследствие циклических напряжений и воздействия агрессивных сред 20

тепловой (термической), появляющейся вследствие циклических изменений температцры 20

контактной, обусловленной выкрашиванием (износом) контактирующих поверхностей 20

механической, обусловленной кинетическим напряжением (вибрацией) 20

1.3 Оценка и нормирование вибрации 21

1.4 Источники вибрации 22

1.Пульсирующие гидродинамические давления первого и удвоенного лопастного порядков гребных винтов. Ходовая вибрация лопастного (первого) порядка - колебания корпуса с частотой, равной частоте вращения валопровода при полном ходе. Удвоенная вибрация лопастного порядка, как видно из названия, имеет частоту вдвое большую первой. Гребной винт возбуждает общую и локальную вибрации на судне. Нагрузки на винтах за корпусом судна в близи от него есть наиболее важная причина появления вибрации. 23

Винт возбуждает две вибрационных нагрузки: нагрузку через подшипники и приложенную к листам обшивке в виде пульсирующих колебаний [1]. 23

Рассматриваются несколько циклических усилий, обусловленные: 23

1.5 Усилия и моменты основных порядков дизелей и других неуравновешенных механизмов 25

1.5.1 Валопровод 26

При наладке работы валопроводов совершенно необходимо измерение их вибрации - перемещений относительно теоретической оси. Сегодня вибрация вала измеряется сейсмическими вибродатчиками, при износе вкладышей изменяются вибрационные характеристики всего валопровода и может возникнуть интенсивная его вибрация. Знание вибрационных характеристик валопровода позволяет определить его реакцию на внешнее переменное воздействие, иными словами, выяснить, существуют ли условия для возникновения интенсивной вибрации или нет. В целом, соблюдение требований к качеству изготовления и монтажа механизмов, валопроводов обеспечивает с высокой вероятностью, что вибрационная нагрузка первого вида не превзойдет допустимую. 26

Резонанс валопровода вызывет трещины в балках упорных подшипников и неполадки в гребных электродвигателях - трещины между коллектором и ламелями, разрушения сварки клиньев, фиксирующих обмотки статора. Трещины в электропроводке якоря приведут к его выходу из строя. При резонансе в валопроводе начинаются касательные напряжения. Увеличенные колебания порождают фреттинг-коррозию в конусном соединении вала и на концах фланцев. Глубина разрушений конуса вала достигает 4мм, что охватывает полностью поверхность конуса, и до 3мм на фланце. 26

1.5.2 Насос 26

Основным элементом насоса является электрический двигатель. Дисбаланс магнитной силы внутри двигателя часто вызывают вибрацию и шум. Так, при работе асинхронного двигателя радиальное переменное магнитное притяжение между статором и ротором генерируется взаимодействием гармонического магнитного потока статора и зубьев ротора, или когда работает большой синхронный двигатель, магнитные силовые центры статора и ротора непостоянны или воздушные зазоры во всех направлениях различны. Превышение допустимого значения отклонения и т.д. может привести к тому, что двигатель будет периодически вибрировать и шуметь. 26

Качество вращающихся частей электродвигателя и любого насоса может быть несбалансированно, а качество установки низкое, ось генератора асимметрична, размах превышать допустимое значение, механическая прочность и жесткость деталей плохими, подшипниковые и уплотнительные части изношенными и повреждёнными, а критическая скорость насоса может быть связана с агрегатом. Резонанс, вызванный собственной частотой, все время будет генерировать сильную вибрацию и шум. Неравномерное проседание фундамента насоса и двигателя или плохая жесткость фундамента также приведут к вибрации агрегата. 27

Неравномерный расход и распределение давления на входе насоса, пульсация давления рабочей жидкости на входе и выходе насоса, байпас жидкости, смещение потока и отвода, неприемлемые условия эксплуатации и кавитация насоса, вызванные различными причинами, являются распространенными причинами вибрации насосного агрегата. Внезапное изменение давления и эффект гидравлического удара в водопроводе, вызванные процессом динамического перехода, таким как запуск и остановка насоса, открытие и закрытие клапана, изменение рабочего состояния и аварийное отключение аварии, также часто приводят к вибрации насосного отделения и агрегата. 27

Необоснованная, неверно расчитанная конструкция водозаборного канала агрегата или несовместимость с генератором, а также необоснованная последовательность запуска и остановки агрегата ухудшат условия впуска воды, создадут вихри, вызовут кавитацию или усугубят вибрацию агрегата и насосного отделения. При запуске блока, разрушающего вакуумную отсечку сифона, если воздух в горбатой секции трудно переносить, сифон займет слишком много времени. 27

1.5.3 Компрессор 27

1.5.4 Редуктор 29

Концентрация напряжений вызывает распространение напряжений по зубчатому колесу, порождая в результате вибрацию. Контактный ход зубьев состоит из скольжения и качения, первое занимает большую часть пути контакта. Трение тогда становится эффективной силой, побуждающей вибрацию элементов. Дисбаланс шестерни вызывает вибрацию с частотой её вращения. Амплитуда вибрации зависит от окружной скорости, качества изготовления колёс, сборки и, конечно же, нагрузки на зацепление. Понижение вибрации колес осуществляется увеличением точности профиля зуба, а также высококачественной сборкой. Для повышения плавности хода в зацепление вместо прямых зубьев внедряют косозубые, шевронные передачи. 29

Воспринимая большой крутящий момент от двигателя, такого как дизельный или электрический, если говорить об основных двигателях на судне, редуктор (мультипликатор) находится в тяжёлых условиях работы, когда малейшие отклонения от номинальных размеров могут вызвать перебои в работе узла, в том числе и вибрации. Вибрация редуктора проявляется через следующие узлы: 29

Эксцентриситет шестерни может приводить к повышенной вибрации зубчатых пар. Неправильная посадка зубчатого венца на вал, изгиб вала шестерни, непараллельность валов зубчатой пары и расцентровка передачи обязательные условия для появления вибрационных нагрузок. 30

Дефект зубчатого венца порождён чрезмерной нагрузкой и неправильными условиями эксплуатации редуктора. Различают 5 видов дефектов зубчатого венца. 30

Неправильное смазывание. Смазывание зубьев предназначено для: снижения потерь на трение, уменьшения скорости изнашивания передач, защиты от заедания, коррозии, отвода продуктов износа и теплоты трущихся поверхностей, понижения вибрации и шума. Как видно из назначения, при дефиците смазывающего материала в зацеплении может возникать вибрация. 31

1.5.5 Подшипники 31

Подшипники создают механические колебания, возникающие при его работе, что характерно для его нормальной работы. Однако избыточная вибрация может свидетельствовать о проблемах, таких как износ, деформация или другие дефекты подшипника. Причины вибрации подшипников обусловлена его неправильной установкой, износом, дефектом, неправильным смазыванием, неравномерностью нагрузки, неправильной эксплуатацией и обслуживанием. 31

1.5.6 Двигатели 32