ДИНАМИКА ВАЛОПРОВОДА ГРЕБНОГО ВИНТА ПРИ РАЗГОННЫХ РЕЖИМАХ

Аннотация

В работе приведены результаты исследования динамических усилий, возникающих в валопроводе при вводе главного двигателя в номинальный режим работы. Расчетная схема валопровода представляет собой упругий однородный стержень с распределенным моментом инерции. Левый торец стержня поворачивается по заданному закону движения, на правом торце расположен винт в виде инертного диска, на который действует момент сопротивления, пропорциональный квадрату угловой скорости. Математическая модель напряженно-деформированного состояния вала представлена нелинейным дифференциальным уравнением второго порядка в частных производных. Для практической реализации математической моделипредложен ряд допущений, которые позволяют ее упростить. Решение упрощенной математической модели получено методом Фурье для собственных функций, ортогональных с весом. Закон движения левого торца вала, имитирующий разгон главного двигателя, принят в виде экспоненциальной функции. В качестве примера для расчета использованы энергомеханические характеристики большого морозильного рыболовного траулера «Механик Ковтун». Результаты исследования показали, что динамические усилия могут многократно превышать номинальное значение, если разгон главного двигателя осуществляется в течение нескольких периодов главной формы собственных колебаний валопровода. При плавном разгоне главного двигателя с выходом на номинальную частоту вращения за время, превышающее двадцать периодов главной формы собственных колебаний, динамический эффект становится несущественным. Предложенная математическая модель также может быть использована для исследования напряженно-деформированного состояния валопровода при различных динамических воздействиях, таких как выход винта из воды, попадание в неоднородный набегающий поток, удар винта о лед, резонансные колебания при пульсирующей работе двигателя и др.

Ключевые слова

валопровод, режим разгона, математическая модель, динамические усилия, крутильные колебания, собственная частота, диссипативные силы, метод Фурье

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Об авторах

Царенко Сергей Николаевич - кандидат технических наук, доцент

tzarenko@gmail.com

Камчатский государственный технический университет

Рак Александр Николаевич - кандидат технических наук

alexander.rak@mail.ru

Донецкий национальный технический университет

Безлобенко Борис Николаевич - начальник комплексного судового производства

bezpsrz@mail.ru

АО «Петропавловск-Камчатский судоремонтный завод»