ОЦЕНКА УГРОЗЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ НА ПРИМЕРЕ РАСЧЕТА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ СУДОВОГО ВАЛОПРОВОДА ПАССАЖИРСКОГО ТЕПЛОХОДА ПР. Р118

Высокие требования к безотказной работе судового пропульсивного комплекса диктуют необходимость оценки риска возникновения резонансных крутильных колебаний валопровода. Методика расчета резонансных крутильных колебаний судового валопровода рассмотрена на примере пассажирского теплохода проекта Р118. Приведены технические параметры теплохода и его энергетической установки. Представлена расчетная дискретная математическая модель валопровода и определены ее параметры, описаны основные этапы расчета крутильных колебаний и приведены результаты вычислений по каждому этапу. В результате компьютерного моделирования с использованием дискретной математической модели определена собственная частота крутильных колебаний валопровода и соответствующие ей потенциально опасные частоты вращения валопровода. Для работы двигателя на опасных частотах рассчитаны вынуждающие моменты от двигателя и определены амплитуды вынужденных колебаний. Приведены характеристики двигателя, необходимые для получения индикаторной диаграммы его рабочего цикла. Зависимость тангенциальной силы от угла поворота коленчатого вала получена в результате силового анализа механизма двигателя. Для гармонического анализа полученной зависимости использована специально написанная для этой цели программа. Выполнение указанных вычислений для всех эксплуатационных режимов работы двигателя позволило установить зависимость гармонических составляющих тангенциальной силы от частоты вращения коленчатого вала и построить соответствующие графики. На основе полученных зависимостей определены вынуждающие моменты от двигателя. При расчете вынуждающих моментов в работе использованы известные в инженерной практике эмпирические формулы. По результатам расчета вынужденных колебаний определен наиболее опасный участок валопровода. Анализ представленных результатов дает возможность сформулировать рекомендации как в части возможных конструктивных изменений (при проектировании или существенной модернизации судов), так и в части ограничений эксплуатационных режимов.

судно, двигатель, валопровод, гребной вал, гребной винт, эксплуатация, крутильные колебания, оценка, резонанс

1. Мартьянов В. В. Условия работы и возможные причины вибрации на прогулочных пассажирских судах под действием крутильных колебаний и поперечных колебаний / В. В. Мартьянов // Материалы 5-й межвузовской научно-практической конференции «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России». - СПб.: Изд-во ГУМРФ, 2014. - С. 131-135.

2. Мартьянов В. В. Теоретические основы определения энергии колебаний валопровода и передачи ее на корпусные конструкции / В. В. Мартьянов, А. И. Каляуш // Сборник научных статей национальной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова». - СПб.: Изд-во ГУМРФ, 2018. - Т. 2. - С. 40-45.

3. Тимошенко С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко. - М., 2006. - 440 c.

4. Boonlong K. Numerical study on axial vibration of water-lubricated small thrust bearing considering grooved pad / K. Boonlong, P. Jeenkour // Vibroenineering procedia. - 2017. - Vol. 16. - Pp. 13-18. DOI: 10.21595/vp.2017.19346

5. Троицкий А. В. Крутильные колебания в судовых валопроводах энергетических установках с упругими нелинейными элементами / А. В. Троицкий, А. А. Чернышев, Г. И. Бухарина // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2019. - № S1. - С. 183-188. DOI: 10.24937/2542-2324-2019-1-S-I-183-188.

6. Румб В. К. Упрощенный подход к определению гидродинамических параметров упорных подшипников судовых валопроводов / В. К. Румб, В. Т. Хоанг // Морские интеллектуальные технологии. - 2018. - № 1-4 (42). - С. 144-149.

7. Колыванов В. В. Прогнозирование работоспособности элементов судового валопровода с использованием акустической тензометрии: дис… канд. техн. наук / В. В. Колыванов. - СПб., 2010. - 133 с.

8. Чура М. Н. Прогнозирование начальной стадии усталостного разрушения судовых гребных валов: дис… канд. техн. наук / М. Н. Чура. - Новороссийск, 2011. - 132 с.

9. Мартьянов В. В. Расчет крутильных колебаний судового валопровода прогулочного пассажирского теплохода «Эридан» пр. Р19-1 / В. В. Мартьянов // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 4 (32). - С. 146-153.

10. Пассажирский теплоход для рек и каналов Санкт-Петербурга проект Р118. Программа и методика приемочных испытаний. - СПб.: ООО «ЦИЛ», 2013. - 28 с.

11. Шамаль Н. Л. Двигатели ЯМЗ-236М2, ЯМЗ-238М2: рук. по экспл. / Н. Л. Шамаль. - Ярославль, 2012. - 176 с.

12. Российский речной регистр. Правила классификации и постройки судов (ИКПС). - М., 2019. - С. 451-457.

13. Ефремов Л. В. Теория и практика исследований крутильных колебаний силовых установок с применением компьютерных технологий / Л. В. Ефремов. - СПб.: Наука, 2007. - 276 с.

14. Российский Морской Регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Ч. VII: Механические установки. - СПб., 2020. - С. 62-70.