Wpływ prawidłowości ułożenia linii wałów na niezawodność pracy okrętowych układów napędowych

• Autorzy: Murawski L.

Warianty tytułu

EN

The influence of shaft line alignment accuracy on the operational reliability of marine propulsion systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę identyfikacji parametrów ułożenia linii wałów, w przypadku niewystarczającej ilości danych producentów. Przeprowadzono dyskusję nad wpływem różnych parametrów (reakcje łożyskowe, momenty gnące i siły tnące oddziaływujące na wał korbowy lub przekładnię oraz rozkład naprężeń wzdłuż linii wałów) ułożenia linii wałów na niezawodność pracy okrętowych układów napędowych. Poprawne ułożenie linii wałów jest często trudne dla stoczni remontowych, w przypadku starych statków z powodu niepełnych danych. Autor proponuje obliczeniowo-pomiarową metodę identyfikacji i optymalizacji (korekcji) wybranych parametrów ułożenia linii wałów wraz ze sprawdzeniem posadowienia układu napędowego. Wykonano specjalistyczne oprogramowanie (bazujące na Metodzie Elementów Skończonych) do analiz ułożenia linii wałów. Główne nowości oprogramowania to: elastyczne podparcie (model łożysk - warunki brzegowe) linii wałów; zamodelowanie łożyska rufowego, jako podparcia ciągłego oraz wyznaczanie współczynników wpływu. Przykładowe obliczenia wraz z dyskusją zostały przeprowadzone dla uniwersalnego statku zaopatrzeniowego z średnio-obrotowymi silnikami napędu głównego. Przeprowadzono wielowariantowe obliczenia wsparte przez badania pomiarowe okrętowej linii wałów.

EN

The paper presents a method of identification parameters of shaft line alignment in case of the lack of producers’ data. The discussion about shaft line parameters (bearings' reactions, bending moment and shear forces acting on crankshaft or gear box, and stresses distribution in the shaft line) which has an influence on marine propulsion system reliability was presented. Proper shaft line alignment is often a problem for repair shipyards, for aged ships without sufficient documentation. Author proposed combined experimental-analytical method for identified and optimization (correction) some existing parameters and checking power transmission system’s foundation. Specialised software (based on Finite Element Method) has been developed for shaft line alignment calculations. Main novelties of the software are: elastic supports (model of bearings - boundary conditions) of the shaft line, continuous support as a model of stern tube bearing and influence coefficients calculations. An example analysis with discussion has been performed for cargo ships with medium-speed main engine. Multi-variant computations supported by measurements of the ships’ shaft line have been carried out.

Słowa kluczowe

PL

ułożenie linii wałów; okrętowy układ napędowy; uszkodzenia łożysk; parametry pracy; układ przeniesienia mocy

EN

shaft line alignment; marine propulsion system; propulsion system's bearings damages; operating parameters; power transmission system

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 3405--3415, CD 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Murawski L.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Mechaniczny; 81-225 Gdynia, ul. Morska 81-87. Tel: + 48 58 6901-480, Fax: + 48 58 6901-399

Bibliografia

• 1. Charchalis A., Grządziela A.: Diagnosing the shafting of alignment by means vibration measurement. ICSV Congress (electronic ver.), Garmisch-Partenkirchen, 2000.
• 2. Cowper B., DaCosta A., Bobyn S.: Shaft alignment using strain gauges. Marine Technology, vol. 36, no 2, pp. 7791, 1999.
• 3. Lowa K.H., Limb S.H.: Propulsion shaft alignment method and analysis for surface crafts. Advances in Engineering Software Vol. 35 (2004), pp. 45–58.
• 4. Murawski L.: Shaft line alignment analysis taking ship construction flexibility and deformations into consideration. Marine Structures No 1, Vol. 18, pp. 6284, January 2005.
• 5. Murawski L.: Statyczno-dynamiczne charakterystyki pracy okrętowych układów napędowych i ich wpływ na drgania konstrukcji kadłubów i nadbudówek statków. Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku, nr 542/1501/2006, 191 str., Gdańsk 2006.
• 6. Murawski L.: Identification of shaft line alignment with insufficient data availability. Polish Maritime Research No 1(59), Vol. 16, pp. 3542, January 2009.
• 7. Redmond I.: Study of a misaligned flexibly coupled shaft stem having nonlinear bearings and cyclic coupling stiffness - Theoretical model and analysis. Journal of Sound and Vibration Vol. 329 (2010), pp. 700–720.
• 8. Zhang S., Yang J., Li Y., Li J.: Identification of bearing load by three section strain gauge method: Theoretical and experimental research. Measurement Vol. 46 (2013), pp. 3968–3975.
• 9. Zienkiewicz O. C., Taylor I. R. L.: The Finite Element Method. Fourth edition, v. 1/2. McGraw-Hill, London 1992.
• 10. Shafting Alignment for Direct Coupled Low-Speed Diesel Propulsion Plants. MAN B&W Diesel A/S, Copenhagen 1995.