中交上航局航道建设有限公司 浙江省宁波市 315200
摘要： 水下泵发电柴油机组是绞吸挖泥船的主要设备之一，保证水下泵发电柴油机组振动在正常范围内有利于设备的使用寿命以及提高设备的使用效率。本文通过新海鲲轮改造前后水下泵发电柴油机组振动变化，探讨减小振动的方法及措施。
关键词：振动、共振、弹性连接、结构加强
引言
振动过大会造成柴油机机脚、机脚螺栓及其外部附件被振坏，影响柴油机的正常工作；柴油机长时间工作于振动过大的环境下，必然会导致曲轴、发电机转子以及联轴节因过度疲劳而损坏；柴油机的振动过大同时会引起船体的剧烈振动，这不单会降低船体的使用寿命，并且对机舱里的环境和工作人员产生不良的影响。消除或较小柴油机振动在船舶设计和建造中予以充分考虑，但也不排除一些船舶在使用几年后随着船体结构变形等原因振动加剧，从而影响设备的使用寿命及安全生产。
正文
3500方/时的绞吸船新海鲲轮，由708所设计、南通港闸船厂承建，2008年建成投产。改造前走在水下泵柴油机附近，脚底板有明显的振感，同一处地方时间呆长了还会脚麻，附近花铁板振动剧烈，紧固的螺栓经常自行松动，另外还能看到柴油机个别辅助管子抖动十分厉害。为此，我公司请专业振动测试公司上传进行测试，测试结果如下：
1、新海鲲轮改造前振动数据情况
水下泵柴油机机体振动超标。主要振动频率65.75Hz峰值为18mm/s,高于DNV标准15mm/s，也远高于船上的其它柴油机。
2、振动原因分析
⑴机脚螺栓松动或脱落；
⑵减震器损坏，减振作用降低或消失；
⑶发电机和柴油机的对中误差较大；
⑷柴油机本身振动过大，如柴油机轴瓦间隙过大或轴向间隙超标、活塞与缸套间隙过大、各缸发火不均等。
⑸水下泵发电机组底座为刚性连接，船体结构又太软，在水下泵发电机组运行时，随着底部结构振动，发电机组也随之振动。
⑹结构固有频率与柴油机运转频率接近，引起共振频率。
3、解决措施
⑴检查柴油机本身原因（上面1——4项），发现各项均无异常。
⑵重新设计水下泵发电柴油机组底座，将刚性连接改为弹性连接，采用无锡伏尔康T 90-CB/DS隔振器安装于发电柴油机组与新设计的底座之间。它是一种圆锥形弹性隔振器，其具有非常良好的稳定性和高的隔振效果。
4、新海鲲轮改造后水下泵发电柴油机组振动数据情况
改造完毕后，我公司又邀请原振动测量公司上船对新海鲲轮进行测试，以下是测试结果分析及说明。
4.1.水下泵发电柴油机组加速测试（空载状态）
飞轮端和自由端转速增加至360rpm时，1X转频峰值最高，两端幅值分别为3.87mm/s和3.50mm/s；转速增加至450-480rpm区间时，4X转频峰值最高，两端幅值分别为2.49mm/s和2.45mm/s，其它各频率峰值未出现明显异常起伏。两端机体测试过程中均未出现柴油机共振产生高幅值2Hz低频振动现象。
4.2.水下泵发电柴油机组减速测试（空载状态）
飞轮端和自由端转速在1000-600rpm区间时，主要振动频率峰值未出现明显异常起伏，两端2.5X转频最高幅值分别为2.20mm/s和2.55mm/s。当转速降至470-480rpm区间时，4X转频峰值明显升高，两端最高幅值分别为2.45mm/s和2.34mm/s；转速降至360rpm时，1X转频峰值明显升高，两端最高幅值分别为3.74mm/s和3.39mm/s，其它各频率峰值未出现明显异常起伏。两端机体测试过程中均未出现柴油机共振产生高幅值2Hz低频振动现象，其最高峰值转速区间与起动测试结果基本一致。
4.3.水下泵发电柴油机组加速测试（施工状态）
转速增加为800-950rpm区间时机体主要振动为低频2Hz峰值结构振动，其中飞轮端最高峰值出现在转速增加至805rpm时，幅值为39.68mm/s；自由端最高峰值出现在转速增加至817rpm时，幅值为13.31mm/s。测试过程中4X转频峰值随转速增加呈上升趋势， 1X转频峰值较低且趋势稳定，其它各频率峰值未出现明显异常起伏，均远低于2Hz振动幅值。两端机体测试过程中均出现柴油机共振产生高幅值2Hz低频振动现象，驱动端振动大于自由端。
4.4.水下泵发电柴油机组减速测试（施工状态）
飞轮端转速在950-800rpm区间时机体1.5X转频峰值较高，最高幅值为2.21mm/s，4X转频峰值随转速降低整体呈下降趋势，1X转频峰值较低且趋势稳定，其它各频率峰值未出现明显异常起伏。测试过程中转速降至910rpm时出现2Hz峰值，但幅值仅为1.94mm/s，未出现放大现象。自由端转速降至880-829rpm区间时，机体出现2Hz低频振动峰值，最高幅值出现在转速降至880rpm时，幅值为7.74mm/s。 1X和4X转频峰值均随转速降低呈下降趋势，其它各频率峰值未出现明显异常起伏。自由端机体低频振动大于驱动端，两端图谱形态存在差异。
4.5水下泵发电柴油机组改造前后频谱对比
飞轮端：
备注：根据DNV振动标准，总振值标记红色背景为高于报警值、标记为黄色背景为高于预警值、黑色字体为标准值范围内。
5.改造后结论
水下泵发电柴油机组底座结构优化及疏浚发电机机舱立柱增加后，在打清水和施工两种状态下测量时均显示水下泵柴油机振动形态已发生变化，中端机体测点自身4X转频峰值大幅下降，柴油机各测点总振值已满足DNV振动标准；据船上船员反映，改造后水下泵柴油机振动确实明显减弱了，在同样的工况下，柴油机周围花铁板没有明显振动，花铁板也不会时不时的松动。柴油机原先抖动的管子不仔细看还看不出在抖动。所以本次改造还是蛮成功的，新海鲲水下泵柴油机振动处理的方法也值得国内同类船借鉴。
论文作者:徐彪
论文发表刊物:《科技新时代》2019年1期
论文发表时间:2019/3/20
标签：峰值论文; 柴油机论文; 水下论文; 转速论文; 机组论文; 柴油论文; 两端论文; 《科技新时代》2019年1期论文;