BADANIA DIAGNOSTYCZNE OKRĘTOWEGO ZESPOŁU NAPĘDOWEGO Z TŁOKOWYMI SILNIKAMI SPALINOWYMI NA PODSTAWIE POMIARÓW DRGAŃ I ANALIZY ICH WYNIKÓW
Jednym z parametrów najistotniej wpływających na trwałość układu mechanicznego okrętowego zespołu napędowego z tłokowymi silnikami spalinowymi jest wytrzymałość zmęczeniowa materiału elementów jego struktury konstrukcyjnej. W czasie pracy silników napędowych na płynącym okręcie, w wyniku wielokrotnych zmian obciążenia mechanicznego, wywołanych okresowo zmiennym oddziaływaniem sił i momentów od silników napędowych, śrub i pracy kadłuba na fali, mają miejsce cykliczne odkształcenia sprężyste i plastyczne linii wałów, które wywołują ich poprzeczne, podłużne i skrętne drgania. Oznacza to utratę stabilności układu mechanicznego i możliwość pojawienia się zjawiska rezonansu w sensie globalnym i lokalnym. Wzrastające amplitudy zmiennych naprężeń wewnętrznych są powodem znacznego ograniczenia liczby cykli zmian obciążenia, przy której elementy transmitujące moment obrotowy od silnika na śrubę napędową, wskutek zmęczenia materiału, ulegają pęknięciom. Utrata stabilności układu mechanicznego jest konsekwencją powstawania i rozwoju w okrętowym zespole napędowym niekorzystnych zjawisk: powolnym pogarszaniem się stanu niewyważenia linii wałów i śruby spowodowanym osadami, erozją, korozją, skrzywieniem wałów lub utratą ich współosiowości, deformacją lub odłamaniem fragmentów skrzydeł śruby, przekroczeniem dopuszczalnego obciążenia łożysk, przycieraniem wałów w łożyskach ślizgowych, uszkodzeniami elementów nośnych łożysk tocznych etc. W referacie przedstawiono wybrane zagadnienia diagnostyki drganiowej układu mechanicznego okrętowych zespołów napędowych z tłokowymi silnikami spalinowymi, na przykładzie eksploatacyjnych badań obiektu rzeczywistego, na którym zaobserwowano zwiększony poziom drgań. Scharakteryzowano system diagnozujący zastosowany do badań, będący na wyposażeniu bazy laboratoryjnej Katedry Siłowni Okrętowych Politechniki Gdańskiej. Przybliżono technologię pomiaru drgań wzdłużnych i poprzecznych linii walów okrętowego układu napędowego, z zastosowaniem przenośnego rejestratora drgań oraz metodykę ich analizy widmowo-korelacyjnej, jako podstawę wnioskowania diagnostycznego o stanie dynamicznym rozpatrywanego układu. Dało to w rezultacie możliwość wskazania najbardziej prawdopodobnych przyczyn utraty stabilności układu mechanicznego. Trafność postawionej diagnozy potwierdziły pomiary warsztatowe elementów transmisji momentu obrotowego oraz oględziny śrub napędowych podczas postoju okrętu w doku.
Tematyka artykułu: Badania, diagnostyka, trwałość i niezawodność silników
Autor: Jacek Rudnicki
Współautor(zy): Zbigniew Korczewski