淺析船舶動力系統(tǒng)隔振器的安裝和調試

潘碩

摘要：在船舶當中，動力系統(tǒng)在運行過程可能產生噪音，同時，動力系統(tǒng)也是船舶噪聲主要來源，可使用隔振裝置控制振動噪聲。下文對隔振裝置原理做出介紹，并對船舶動力系統(tǒng)的裝置特點展開分析，明確系統(tǒng)的安全保護機制，結合實例驗證隔振裝置的使用效果，最后對于隔振裝置安裝與調試方法加以說明。

關鍵詞：船舶;動力系統(tǒng);隔振器;安裝;調試

中圖分類號：U661.39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0127-02

0? 引言

部分船舶的動力系統(tǒng)使用過程沒有正確安裝和調試隔振裝置，致使船舶動力系統(tǒng)在運轉過程產生巨大噪音，如果難以控制，就會引發(fā)船舶其他零件出現高頻振動現象，長期下去，引發(fā)船舶故障，削弱船舶的動力性能。因此，為保證船舶運行穩(wěn)定性，需要對于隔振裝置特點及使用過程進行分析，明確安裝和調試方式十分重要。

1? 隔振裝置的原理介紹

以氣囊式隔振裝置為例，其組成部分如下：第一，隔振裝置的子系統(tǒng);第二，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng);第三，智能控制系統(tǒng);第四，應急保護系統(tǒng)。工作原理為：裝置系統(tǒng)通過合理布置氣囊隔振器，支持動力系統(tǒng)的裝置推進，并將振動隔離。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)內部有多個傳感器，包括溫度、壓力、位移、傾角等傳感器，可對動力裝置運行參數進行推算，并對隔振裝置的運行狀態(tài)展開全面監(jiān)測。智能控制系統(tǒng)組成部分包括電磁閥、控制器等，能夠調節(jié)氣囊裝置。使用應急保護系統(tǒng)，能夠通過液壓閥、限位保護等裝置，保證隔振裝置處于極端工況之下的剛性固定狀態(tài)良好，使裝置和軸系處于對中狀態(tài)[1]。

2? 船舶動力系統(tǒng)裝置特點分析

2.1 柴油機特點

在船舶運行期間如果柴油機出現劇烈振動，就會影響船體整體穩(wěn)定性，為解決由于柴油機問題導致的噪音現象，應該按照柴油機特點，增強其對氣體壓力，并將振動向不同裝置當中分散，降低噪音問題。應該按照柴油機特點對其進行安裝與調試，才能強化其抗振動能力，讓不同裝置、發(fā)電機組能夠產生連續(xù)的動力與慣性，將裝置、機械等音量控制到最低。重點在柴油機在啟動后推進部分，即可使齒輪箱轉動，有助于對裝置的振動次數進行控制。由于柴油機傳動、隔音、振動等性能優(yōu)越，因此可按照其上述特點對其展開安裝與調試，以達到良好的隔音和消音功效。

2.2 氣囊裝置特點

船舶的動力裝置當中，氣囊裝置特點如下：第一，隔振結構的體積相對較小、振頻低，而且承載力大，所以如果使用氣囊裝置，將其安裝在船體當中以后，并啟動動力裝置，如果聽不到聲響，就代表氣囊裝置起到了良好的隔振功能。當船舶高速行駛時，氣囊裝置也可阻隔動力傳動噪音，使其停留于氣囊之內?？梢姡瑲饽业膽糜兄趧恿ο到y(tǒng)噪音的控制。對于氣囊裝置安裝、調試相對容易，因此隔振器的實用性較強，通過調試還能將隔振效果有效提升。第二，該裝置穩(wěn)定性良好，在智能隔音或者隔振等裝置安裝以后，不會受到船體顛簸因素對于其隔振性能產生影響，由于氣囊隔振器可穩(wěn)定存在于船體當中，并且承載力強，對比于普通氣囊，此裝置的硬度是普通氣囊裝置的3倍，因此，可利用該裝置控制船舶動力系統(tǒng)產生的噪音。

3? 隔振系統(tǒng)安全保護機制

隔振裝置的順利應用，重點在于處于異常狀態(tài)下動力系統(tǒng)、軸系對中能夠安全運行。因此，需要建立保護機制，才能適時和分級將保護措施啟動，提高隔振裝置運行可靠性。第一，裝置運行狀態(tài)的監(jiān)測，可通過傳感器獲取位移、壓力、船舶擺動角度、動力系統(tǒng)轉速等信息，對于隔振裝置運行狀態(tài)進行監(jiān)測，并建立觀測模型，對于電感器、氣囊隔振器或者電磁閥是否出現異常問題進行診斷，評估隔振裝置、動力系統(tǒng)安全性，將應急保護啟動，向上級控制管理中心發(fā)送報警信息，采取維護操作措施。第二，氣囊隔振器的實效重構，如果氣囊裝置因為管路密封受到破壞導致漏氣問題嚴重，就會降低其承載能力，使動力系統(tǒng)對中出現問題，此時，可借助控制系統(tǒng)對于隔振裝置展開重構，并剔除存在故障的氣囊，按照裝置重量對于剩余氣囊合理分配，確保裝置、軸系始終處于對中狀態(tài)，保證隔振裝置能夠有效運行。第三，極端情況下應急保護，如果船舶行駛過程出現劇烈傾斜現象，能夠將應急保護系統(tǒng)啟動，對于裝置展開剛性固定，保證裝置安全運行。若極端情況逐漸被解除以后，保護系統(tǒng)就能自動退出，讓氣囊隔振器始終處于彈性支撐的良好狀態(tài)。分級保護系統(tǒng)主要由液壓閥、限位保護等裝置組成，裝置圖如圖1所示。

處于正常狀態(tài)下，限位保護、動力等裝置存在間隙，可防止裝置相互接觸導致的“聲短路”問題，在應急保護啟動以后，限位保護可讓動力裝置產生剛性固定，維持軸系對中狀態(tài)良好。

4? 隔振系統(tǒng)的應用

4.1 案例介紹

為判斷隔振裝置的技術性能，本研究選擇重量10t直流電動機，功率200kW，對于船舶動力系統(tǒng)進行模擬，對于12個承載力1t氣囊隔振器設置傾斜角為30°的支撐電機，各氣囊在運行時能夠承受的均荷載力10kN，將電機、隔振系統(tǒng)同時設置在試驗平臺之上，對于船舶的航行狀態(tài)進行模擬。試驗過程通過監(jiān)測對中姿態(tài)的方式展開對中測量，測量出水平偏移、豎直偏移結果。

4.2 對中姿態(tài)試驗

從氣囊的氣壓為0的狀態(tài)下展開控制，對于氣囊的充氣和放氣等狀態(tài)進行監(jiān)測，直到動力系統(tǒng)、軸系二者達到對中狀態(tài)為止，對于氣囊的荷載進行優(yōu)化。受到動力系統(tǒng)的影響，將偏離對中的極限值設定在0.5mm，超出此標準之后，系統(tǒng)即可對其展開自動化控制，并且在10s之內，能夠將其恢復在0.5mm之內，進而獲得氣囊的氣壓、理論最佳氣壓二者相差10%內，使隔振裝置的荷載狀態(tài)分布均勻。

4.3 穩(wěn)定性試驗

為判斷氣囊裝置處于船舶的運動狀態(tài)之下，仍然能夠穩(wěn)定運行，可對船舶的運行狀態(tài)進行模擬，并對動力裝置對中狀態(tài)展開測量與檢測。試驗表明，對于隔振器的剛度、安裝位置等展開優(yōu)化和調試，能夠使對中量始終處于聯(lián)軸器位移的補償能力的范圍之內。利用此試驗，能夠準確判斷出船舶航行時處于大角度擺動的狀態(tài)之下，對中量良好，可以此為依據展開隔振裝置位移值的計算，并對隔振系統(tǒng)進行合理安裝。

4.4 結果分析

試驗過程使動力系統(tǒng)的振動頻率處于10～8000Hz范圍之內，裝置的隔振效果，噪音量可控制在25～30dB范圍之內。將此隔振裝置應用在幾十噸的船舶動力系統(tǒng)當中，可有效提高裝置的抗噪聲性能。同時，在部分運行工況之下，裝置基座位置的振動和背景噪聲的水平相近，可確保船舶的動力系統(tǒng)在不同的運行工況之下，隔振裝置的使用都能實現高精度的對中，降低零件或者裝置的噪聲，提高動力系統(tǒng)的運行安全。

5? 隔振裝置的安裝與調試

隔振裝置的種類和安裝方式較多，對于不同的裝置，應該采取不同的安裝方式，也應該使用不同的調試方式，下文重點介紹幾種常見的隔振裝置的安裝和調試方法：

5.1 單層隔振裝置

如果使用單層的振裝置控制船舶航行噪音問題，需要關注此裝置安裝、調試等工序[2]。由于此類裝置材質為橡膠，因此，有助于阻隔噪音傳播。特別是在船舶運行時，可利用此裝置對于振頻的控制功能控制噪聲。如果船舶當中零件出現劇烈振動現象，安裝此裝置以后就可將隔振器啟動，控制零件振動頻率，此時，無論是發(fā)電機組，還是船舶內部其他裝置、主機或者液壓器產生的噪聲也會有所減小，這樣即使船舶處于高速航行的狀態(tài)，內部零件與裝置發(fā)出的噪聲整體也會降低，不會由于磨損問題對于主機產生嚴重損傷。所以，需要高度重視隔振裝置在主機部位安裝與調試工作，保證船舶發(fā)電主機啟動過程，可對隔振裝置進行調試，并安裝隔振器，對于其振動頻率有效控制，降低轉動產生的聲響，發(fā)揮隔振裝置應用性能。

5.2 雙層隔振裝置

典型的雙層式隔振裝置就是氣囊裝置，以往船舶內部安裝的降噪裝置的隔振性能不佳，可能還會由于噪聲過高對于船舶的航行狀態(tài)產生影響。雙層隔振裝置的出現取代了以往的隔振技術，可在船舶設備零件二者之間設置雙層隔振器，并在隔振器中間設置傳動器，以便能夠將動力系統(tǒng)產生的噪聲分散出去，起到降低噪聲的效果。與此同時，還可在隔振器之間設置調試裝置、轉動零件等，對于不同裝置振動頻率加以控制。當裝置整體振頻較低時，基本難以聽到船體的噪聲。主要原因為雙層式隔振裝置噪聲阻隔性能優(yōu)越，可有效控制設備振動頻率或者發(fā)出聲響[3]。與此同時，此裝置還能與智能裝置相互連接，通過智能控制技術，對裝置展開隨時控制，即使處于無人操控情況之下，智能化的裝置也能對船舶展開實時的隔振控制。對此，需要注意裝置的安裝與調試，以便裝置能夠發(fā)揮其使用優(yōu)勢，及時將船舶振動噪音阻隔在裝置內。

5.3 浮筏隔振裝置

在船舶當中，零件、裝置數量多，所以船舶航行時也會產生較大噪音，如果使用浮筏隔振類型裝置，同樣應該注重裝置的安裝、調試等工作。此類裝置的安裝，需要提前設置基座，對于隔振器加以固定，以免由于裝置本身發(fā)生松動問題對其隔振性能造成影響。安裝此類裝置時，需要嚴格按照規(guī)定步驟，將其置于指定區(qū)域，安裝結束之后，對于裝置展開調試，將裝置啟動，如果聽不到噪聲，則說明裝置具有良好的隔音性能[4];反之，若仍然能聽到較大噪聲，需要重新進行安裝，之后反復調試，優(yōu)化浮筏裝置設計，保證其安裝之后能夠對船舶噪音起到有效控制作用，控制零件、裝置振動頻率，將其聲音阻隔于裝置之內。由于此裝置尺寸不大，占據空間較小，安裝、調試空間充足，因此，可對多個裝置進行同時調試，最大限度控制船舶產生的噪聲。除此之外，裝置還能控制船舶擺動過程管路、設備等產生的聲響，起到良好的隔振和控制噪音的作用。

6? 結束語

總之，為解決船舶行駛過程由于動力系統(tǒng)導致的噪音問題，需要高度關注隔振裝置的設計與安裝，并且按照裝置使用情況合理調試，優(yōu)化裝置使用效果，控制船舶航行階段產生的動力系統(tǒng)噪音問題，發(fā)揮隔振裝置的使用價值。

參考文獻：

[1]徐志斌.船舶動力系統(tǒng)隔振裝置的安裝和調試[J].中國科技投資，2019（07）：211.

[2]裴一鳴.船舶動力系統(tǒng)隔振裝置的安裝和調試[J].船舶物資與市場，2019（08）：88-89.

[3]張飛，張貴明.船舶動力系統(tǒng)的隔振裝置沖擊響應研究[J].艦船科學技術，2019（20）：53-55.

[4]方媛媛，左言言，邵廣申，等.船舶設備半主動單層隔振系統(tǒng)傳遞特性分析[J].振動.測試與診斷，2019（3）：153-154.