船用大功率密度主机隔振的稳定性设计

王小军 张乐

摘 要：本文提出了在倾斜/摇摆条件下舰船隔振系统的简化计算方法，建立了主机隔振系统的有限元分析模型，分析了隔振器固有频率、动/静刚度比、横/垂刚度比等参数对主机稳定性的影响规律，并对主机的初始隔振方案进行了优化设计，得出的结论可为舰船用大功率密度主机隔振系统的设计提供参考。

关键词：主机隔振;稳定性设计;大功率密度

中图分类号：U664.14文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）17-0064-03

Research on Stability Design of Vibration Isolation for Marine High Power Density Main Engine

WANG Xiaojun1ZHANG Le2

（1. Military Representative Bureau of the PLA Naval Equipment Department in Xi'an，Xi'an Shaanxi 710054;2. Military Representative Office in Huludao， Military Representative Bureau of the PLA Navy Equipment Department in Shenyang，Huludao Liaoning 125003）

Abstract： In this paper， a simplified calculation method for the vibration isolation system of the ship under tilt/sway conditions was proposed， the finite element analysis model of the main engine vibration isolation system was established， then， the influence of parameters such as natural frequency， ratio of dynamic stiffness to static stiffness and ratio of lateral stiffness to vertical stiffness of the vibration isolator were analyzed， finally， the initial vibration isolation scheme of the main engine was optimized， the conclusions could be used to provide reference for the design of the high-power density main engine vibration isolation system.

Keywords： main engine vibration isolation;stability design;high power density

随着低噪声舰用动力设备的发展，新型舰用主机将具有功率大、质量轻、转速低等特点[1]。一方面，大功率、低转速导致主机的输出力矩大，另一方面，新型主机朝轻型化发展，会导致低频隔振系统的刚度降低，由此产生了轴系对中的新问题。此外，舰船在恶劣海况下航行时，隔振装置会产生变形，导致主机产生较大变形，使其输出端与推进轴系产生相对位移，影响桨轴系统的安全运行[2]。为避免主机在运行工况下产生此类安全性问题，人们需要在主机隔振系统的设计阶段对其稳定性进行设计与校核[3]，主要是计算分析主机系统在舰船横向/纵向倾斜工况下的位移特性。

本文针对20 MW级大功率密度主机设计了隔振方案，在舰船倾斜/摇摆条件下计算了主机输出端法兰的位移特性，通过分析隔振装置的固有频率、动/静刚度比、横/垂刚度比等参数的影响规律，形成了主机的优化设计方案，该方案能够保证主机的运行安全，满足舰船使用要求。……