段 勇, 郭 君, 周凌波

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隔振技術(shù)在水下航行器推進(jìn)軸系振動(dòng)控制中的應(yīng)用

段 勇1, 郭 君2, 周凌波1

(1. 中國(guó)船舶科學(xué)研究中心 船舶振動(dòng)噪聲重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇 無(wú)錫, 214082; 2. 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司 第705研究所, 陜西 西安, 710077)

推進(jìn)軸系通過(guò)支撐軸承向殼體傳遞的振動(dòng)所引起的輻射噪聲是水下航行器尾部主要的噪聲源之一。文中針對(duì)水下航行器推進(jìn)軸系的特點(diǎn), 開展隔振技術(shù)在推進(jìn)軸系振動(dòng)控制中的應(yīng)用研究, 設(shè)計(jì)了彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠隔振裝置, 同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端振動(dòng)向尾軸的傳遞及軸系振動(dòng)通過(guò)支撐軸承向航行器殼體的傳遞, 并開展了2種隔振裝置減振效果的陸上臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明, 彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠隔振裝置能有效降低推進(jìn)軸系引起的殼體振動(dòng)響應(yīng), 降幅達(dá)9~11 dB。

水下航行器; 推進(jìn)軸系; 隔振技術(shù); 彈性花鍵; 金屬橡膠

0 引言

水下聲場(chǎng)是目前水下目標(biāo)探測(cè)最有效的物理場(chǎng), 水下航行器的自導(dǎo)性能、隱身性能都與其聲學(xué)性能密切相關(guān), 對(duì)其作戰(zhàn)效能影響重大。因此, 降低水下航行器航行時(shí)的噪聲對(duì)其綜合性能的提高有著重要意義[1]。推進(jìn)軸系是水下航行器動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分[2-3], 其主要功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到推進(jìn)器, 帶動(dòng)推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生推力推動(dòng)水下航行器航行。水下航行器推進(jìn)軸系在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于種種原因易產(chǎn)生各種振動(dòng), 推進(jìn)軸系的振動(dòng)將通過(guò)軸承等支撐結(jié)構(gòu)直接傳遞到殼體, 引起殼體振動(dòng)并產(chǎn)生輻射噪聲, 從而直接影響水下航行器的振動(dòng)噪聲性能。為降低水下航行器的輻射噪聲水平, 提高其隱身性能, 有必要針對(duì)推進(jìn)軸系開展振動(dòng)控制技術(shù)研究。

由于推進(jìn)軸系振動(dòng)對(duì)艦船輻射噪聲的重要影響, 人們?cè)谂灤七M(jìn)軸系振動(dòng)及其控制技術(shù)方面開展了大量的研究工作, 謝基榕[4]通過(guò)采取安裝基座的措施來(lái)減小主推力軸承的縱向剛度, 從而降低艇體縱振固有頻率處的力傳遞效率以達(dá)到抑制艇體輻射噪聲的目的。楊志榮等[5]針對(duì)船舶推進(jìn)軸系縱向振動(dòng)問(wèn)題, 通過(guò)設(shè)計(jì)一種嵌入式船舶推力軸承縱向橡膠減振器, 以隔離由于螺旋槳脈動(dòng)推力激勵(lì)而引起的船舶軸系縱向振動(dòng)。李良偉等[6]針對(duì)船舶推進(jìn)軸系縱向振動(dòng)問(wèn)題, 提出通過(guò)加裝動(dòng)力吸振器用于控制船舶軸系縱向振動(dòng), 并研究了動(dòng)力吸振器的參數(shù)優(yōu)化配置。段勇等[7]針對(duì)艦船縱向振動(dòng)問(wèn)題, 從推力軸承安裝方式和安裝位置出發(fā), 提出了艉置推力軸承的減振降噪技術(shù)方案, 進(jìn)行了艉置推力軸承減振效果的計(jì)算分析。從艦船推進(jìn)軸系振動(dòng)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀來(lái)看, 人們主要關(guān)注于推進(jìn)軸系的縱向振動(dòng)傳遞問(wèn)題, 在縱向上采取隔振措施降低其振動(dòng)傳遞, 而減少關(guān)注徑向振動(dòng)的傳遞。

同時(shí)針對(duì)魚雷推進(jìn)軸系振動(dòng)問(wèn)題, 也開展了一些研究工作, 肖漢林等[8]采用結(jié)構(gòu)有限元軟件ANSYS和聲學(xué)邊界元軟件SYSNOSIE對(duì)魚雷電機(jī)一艉軸系統(tǒng)振動(dòng)與聲學(xué)特性數(shù)值計(jì)算問(wèn)題進(jìn)行了研究, 建立了帶有電機(jī)和軸系裝置的魚雷部分艙段的FEM/BEM數(shù)學(xué)模型。辜長(zhǎng)慶[9]指出, 魚雷螺旋槳和推進(jìn)軸系振動(dòng)會(huì)耦合到魚雷殼體上, 使魚雷殼體產(chǎn)生振動(dòng), 進(jìn)行魚雷輻射振動(dòng)噪聲控制一是需要降低激勵(lì)源, 減小螺旋槳激勵(lì)力; 二是降低振動(dòng)傳遞, 在動(dòng)力系統(tǒng)與殼體之間采取隔振裝置; 三是在殼體內(nèi)表面上采取阻尼措施, 但是未涉及到隔振裝置的設(shè)計(jì)。

文中針對(duì)某水下航行器推進(jìn)軸系振動(dòng)控制的需求, 將振動(dòng)控制中最為有效的隔振技術(shù)應(yīng)用到推進(jìn)軸系振動(dòng)控制中, 提出推進(jìn)軸系隔振技術(shù)方案, 給出隔振裝置設(shè)計(jì)方法, 并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證了隔振效果。

1 水下航行器推進(jìn)軸系結(jié)構(gòu)特性

圖1為一種典型的水下航行器推進(jìn)軸系示意圖, 其推進(jìn)軸分為2段, 靠近發(fā)動(dòng)機(jī)一端為花鍵軸, 花鍵軸前端通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連, 花鍵軸后端通過(guò)花鍵與尾軸相連, 尾軸后端通過(guò)花鍵與推進(jìn)器轉(zhuǎn)子相連。尾軸有2個(gè)軸承支撐, 其中尾軸前端通常采用滾珠軸承支撐在隔板上, 后端通過(guò)滑動(dòng)軸承支撐在尾部殼體上[3]。

水下航行器推進(jìn)軸系在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受到各種激勵(lì)力的作用, 主要包括: 1) 發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的激勵(lì)力, 該激勵(lì)力通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端聯(lián)軸器傳遞到花鍵軸上, 進(jìn)一步通過(guò)花鍵聯(lián)軸器傳遞給尾軸; 2) 推進(jìn)器轉(zhuǎn)子在尾部非均勻流場(chǎng)中運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的非定常激勵(lì)力, 該激勵(lì)力直接傳遞給尾軸和尾部殼體; 3) 推進(jìn)軸系由于動(dòng)不平衡和不對(duì)中產(chǎn)生的激勵(lì)力。這些形式的激勵(lì)力最終都通過(guò)尾軸的2個(gè)支撐軸承傳遞到尾段殼體上, 引起殼體振動(dòng)并向外輻射噪聲。

2 水下航行器推進(jìn)軸系隔振方案

為減小推進(jìn)軸系的振動(dòng)沿軸系或支撐軸承向其殼體的傳遞, 降低殼體振動(dòng)和輻射噪聲, 可以對(duì)推進(jìn)軸系采用隔振、阻尼減振、動(dòng)力吸振以及振動(dòng)主動(dòng)控制等控制方法[10]。但由于水下航行器的內(nèi)部空間狹小, 對(duì)其結(jié)構(gòu)的改動(dòng)余量也非常有限, 因此在諸多振動(dòng)控制方法中選擇最為簡(jiǎn)單且有效的控制技術(shù)——隔振技術(shù)來(lái)降低軸系振動(dòng)向水下航行器殼體的傳遞, 從而降低輻射噪聲。根據(jù)圖1所示的水下航行器推進(jìn)軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 可以采取彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠環(huán)形隔振2種方案。

2.1 彈性花鍵聯(lián)軸器

推進(jìn)軸系由花鍵軸和尾軸2段軸構(gòu)成, 2段軸之間采用花鍵連接, 該連接方式容易使發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)通過(guò)花鍵傳遞給尾軸, 從而進(jìn)一步通過(guò)支撐軸承傳遞到殼體。為了降低2段軸之間的振動(dòng)傳遞, 可將2段軸之間采用隔振技術(shù), 將花鍵改成彈性花鍵聯(lián)軸器。

圖2為采用彈性花鍵套將尾軸和花鍵軸連接起來(lái)的新的連接方案。彈性花鍵聯(lián)軸器由金屬外圈、橡膠層和花鍵內(nèi)圈3部分組成, 橡膠層硫化在內(nèi)外圈之間, 金屬外圈通過(guò)螺紋與前端花鍵軸連接, 花鍵內(nèi)圈通過(guò)花鍵與尾軸相連接。通過(guò)該彈性花鍵聯(lián)軸器, 將花鍵軸和尾軸之間的振動(dòng)進(jìn)行隔離, 從而起到隔振的作用。

2.2 金屬橡膠環(huán)形隔振裝置

推進(jìn)軸系有2個(gè)支撐軸承, 推進(jìn)軸系的振動(dòng)通過(guò)這2個(gè)支撐軸承傳遞到殼體, 因此可在軸承部位采取隔振方案, 隔離軸承振動(dòng)向殼體的傳遞。由于傳統(tǒng)的船用橡膠隔振器在水下航行器推進(jìn)軸系中無(wú)法直接應(yīng)用, 因此需針對(duì)水下航行器軸系及其支撐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn), 設(shè)計(jì)符合安裝要求和隔振性能要求的環(huán)形隔振裝置。

金屬橡膠是一種新型的阻尼減振材料, 由金屬絲經(jīng)過(guò)螺旋成型, 拉長(zhǎng), 纏繞后模壓成型, 其內(nèi)部成網(wǎng)狀, 類似于橡膠高分子結(jié)構(gòu)那樣的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 因此得名金屬橡膠。由于金屬橡膠具有像橡膠材料一樣的彈性, 因此可作為隔振材料, 同時(shí)在受到振動(dòng)位移, 金屬橡膠中的金屬絲之間的干摩擦作用可耗散大量能量, 亦可作為減振材料使用。金屬橡膠具有隔振、阻尼效果好, 耐高、低溫, 耐腐蝕, 耐老化等優(yōu)點(diǎn), 已經(jīng)在航空航天、機(jī)械、交通運(yùn)輸及軍事領(lǐng)域得到大量應(yīng)用[11-12]。鑒于水下航行器推進(jìn)軸系較為惡劣的工作環(huán)境, 選用金屬橡膠材料作為隔振元件無(wú)疑是一種較好的選擇。

圖3為對(duì)推進(jìn)軸系采用金屬橡膠隔振環(huán)進(jìn)行隔振處理的安裝結(jié)構(gòu)示意圖, 在軸系前端的滾珠軸承外圍設(shè)置金屬橡膠隔振裝置, 在尾端滑動(dòng)軸承外圍同樣設(shè)置一個(gè)金屬橡膠隔振裝置。

3 水下航行器推進(jìn)軸系隔振裝置設(shè)計(jì)

3.1 彈性花鍵聯(lián)軸器設(shè)計(jì)

由于花鍵聯(lián)軸器主要是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩, 因此在設(shè)計(jì)花鍵聯(lián)軸器時(shí)需注意其必須滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。為提高彈性花鍵聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度, 聯(lián)軸器的內(nèi)圈和外圈并非完全的圓柱體, 而是在內(nèi)圈的外表面和外圈的內(nèi)表面沿軸向設(shè)置了一定數(shù)目的凸臺(tái), 通過(guò)凸臺(tái)來(lái)增加其扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度, 以利于其傳遞扭矩, 彈性花鍵聯(lián)軸器的基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。彈性花鍵套的基本外形尺寸根據(jù)軸系的安裝要求確定, 其中內(nèi)、外圈凸臺(tái)的尺寸及數(shù)目則需要通過(guò)強(qiáng)度分析來(lái)確定。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩對(duì)彈性花鍵聯(lián)軸器進(jìn)行強(qiáng)度校核, 在有限元軟件中建立彈性花鍵聯(lián)軸器的計(jì)算模型, 通過(guò)在其內(nèi)圈上施加扭矩, 計(jì)算彈性花鍵聯(lián)軸器各部分的應(yīng)力, 判定其是否滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求, 不滿足要求則修改設(shè)計(jì)參數(shù), 直到滿足強(qiáng)度要求為止。計(jì)算結(jié)果如圖5所示。

3.2 金屬橡膠環(huán)形隔振裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)水下航行器推進(jìn)軸系支撐軸承的安裝要求, 進(jìn)行金屬橡膠隔振裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖6為前軸承和尾軸承兩處金屬橡膠隔振裝置的結(jié)構(gòu)示意圖, 其中前軸承金屬橡膠隔振裝置由襯環(huán)內(nèi)圈、金屬橡膠隔振環(huán)、襯環(huán)外圈和擋板組成, 襯環(huán)內(nèi)圈過(guò)盈裝配到球軸承外圈上, 襯環(huán)外圈通過(guò)螺絲固定到隔板檔, 金屬橡膠環(huán)放置于襯環(huán)外圈和內(nèi)圈之間, 起減、隔振作用; 尾軸承金屬橡膠隔振裝置由擋圈、尾蓋和金屬橡膠環(huán)組成, 尾蓋通過(guò)螺絲固定到殼體上, 金屬橡膠環(huán)安裝在滑動(dòng)軸承和尾蓋之間, 起減、隔振作用。金屬橡膠隔振裝置的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)內(nèi)部空間及安裝配合要求確定。

由于在隔振裝置中, 隔振元件的剛度參數(shù)對(duì)系統(tǒng)隔振性能有重要影響, 因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后, 需對(duì)其中的隔振元件——金屬橡膠環(huán)提出徑向剛度要求[13], 然后根據(jù)該剛度要求制作相應(yīng)的金屬橡膠環(huán)。

根據(jù)推進(jìn)軸系結(jié)構(gòu)布置, 可計(jì)算2個(gè)支撐軸承處承受的靜載荷分別為5 kg和11 kg, 分別將該質(zhì)量作為隔振系統(tǒng)的質(zhì)量對(duì)隔振系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由靜載荷和固有頻率即可計(jì)算出隔振系統(tǒng)的剛度

根據(jù)該水下航行器振動(dòng)噪聲最低考核頻段的要求, 可計(jì)算出隔振系統(tǒng)的固有頻率要求最高為

4 軸系振動(dòng)控制效果驗(yàn)證試驗(yàn)

為了測(cè)試所提出的水下航行器軸系振動(dòng)控制技術(shù)方案的減振效果, 在專門的試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行了彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠環(huán)形隔振裝置減振效果的測(cè)試。

4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)組成及試驗(yàn)方法

試驗(yàn)臺(tái)架主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)端齒輪箱、裝配好的水下航行器尾艙段(包括推進(jìn)軸系和尾段殼體)、聯(lián)軸器、制動(dòng)端齒輪箱、模擬負(fù)載裝置、電機(jī)控制系統(tǒng)、負(fù)載裝置控制系統(tǒng), 加速度傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 如圖10所示。所設(shè)計(jì)的彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠隔振裝置試驗(yàn)樣機(jī)如圖11和圖12所示。圖中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)軸系旋轉(zhuǎn), 電機(jī)控制系統(tǒng)可調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速, 使其按照給定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn); 其中的模擬負(fù)載裝置可以模擬螺旋槳給軸系施加扭矩負(fù)載, 并可調(diào)節(jié)施加扭矩負(fù)載的大小。

1—電機(jī); 2—膜片聯(lián)軸器; 3—驅(qū)動(dòng)端齒輪箱; 4—彈性聯(lián)軸器; 5—裝配好的尾艙段; 6—彈性聯(lián)軸器; 7—制動(dòng)端齒輪箱; 8—膜片聯(lián)軸器; 9—模擬負(fù)載。

試驗(yàn)中在航行器艉艙段殼體上沿長(zhǎng)度方向從艏到艉等距選取6個(gè)截面(編號(hào)為1~6), 每個(gè)截面布置2個(gè)呈90間隔的徑向加速度測(cè)點(diǎn)(分別編號(hào)為A和B), 共計(jì)A1~A6、B1~B6共12個(gè)徑向加速度測(cè)點(diǎn), 測(cè)試軸系傳遞到殼體上的加速度響應(yīng)。

根據(jù)試驗(yàn)時(shí)安裝隔振裝置的不同, 試驗(yàn)分為4個(gè)工況, 如表1所示。對(duì)于每個(gè)試驗(yàn)工況, 根據(jù)水下航行器速制的不同, 均設(shè)置2種轉(zhuǎn)速, 即低轉(zhuǎn)速(1150 r/min)工況和高轉(zhuǎn)速(1500 r/min)工況。通過(guò)實(shí)測(cè)各工況下, 水下航行器尾艙段各測(cè)點(diǎn)的加速度功率譜, 計(jì)算得到各測(cè)點(diǎn)以及所有測(cè)點(diǎn)平均值的1/3倍頻程帶級(jí)和加速度總級(jí)。通過(guò)1/3倍頻程帶級(jí)和振動(dòng)加速度總級(jí)的比較, 得到水下航行器軸系隔振裝置的減振效果。

表1 試驗(yàn)工況

振動(dòng)加速度1/3倍頻程帶級(jí)可通過(guò)自功率譜計(jì)算得到

某一頻段內(nèi)的振動(dòng)加速度總級(jí)可同樣計(jì)算

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)振動(dòng)加速度沿長(zhǎng)度方向的分布情況的比較, 發(fā)現(xiàn)中部測(cè)點(diǎn)的加速度總級(jí)較大, 因此, 首先選取中部的2個(gè)測(cè)點(diǎn)(A3, A4)來(lái)比較4種試驗(yàn)工況下的加速度響應(yīng)。圖13和圖14分別給出了低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速時(shí), A3和A4 2個(gè)測(cè)點(diǎn)在不同試驗(yàn)工況下的振動(dòng)加速度1/3 Oct帶級(jí)(注: 圖中的頻率根據(jù)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速進(jìn)行了歸一化處理)。從圖中可以看出, 單獨(dú)采用彈性花鍵聯(lián)軸器, 在中低頻段有一定的減振效果, 但是在高頻段反而放大了殼體振動(dòng), 致使總振動(dòng)并未降低; 單獨(dú)采用金屬橡膠隔振裝置, 則在中高頻段有較好的減振效果, 可有效降低殼體振動(dòng)5~9 dB, 轉(zhuǎn)速越高, 減振效果越明顯; 而聯(lián)合采用彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠隔振裝置, 則取得了非常好的減振效果, 在單獨(dú)采用金屬橡膠隔振裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低殼體振動(dòng)3~5 dB, 總的減振效果達(dá)到10~13 dB。

將所有測(cè)點(diǎn)的加速度進(jìn)行平均處理, 可以得到各工況下的殼體振動(dòng)總體評(píng)價(jià), 圖15給出了平均后4種工況的振動(dòng)加速度1/3 Oct帶級(jí)比較, 圖中所反映的規(guī)律與A3和A4測(cè)點(diǎn)基本相同, 即單獨(dú)采用彈性花鍵聯(lián)軸器, 在中低頻段有一定的減振效果, 但是在高頻段反而放大了殼體振動(dòng), 致使振動(dòng)加速度總級(jí)并未降低; 單獨(dú)采用金屬橡膠隔振裝置, 可有效降低殼體振動(dòng)4 dB(低速工況)和8 dB(高速工況); 聯(lián)合采用彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠隔振裝置則能大幅降低殼體振動(dòng), 降幅分別達(dá)到9 dB(低速工況)和11 dB(高速工況)。

從試驗(yàn)結(jié)果可知, 2種隔振方案聯(lián)合起來(lái)的隔振效果優(yōu)于采用單一隔振方案, 主要原因是由于彈性花鍵的隔振效果主要在中低頻, 而金屬橡膠隔振裝置的隔振效果集中在中高頻, 2種隔振方案具有頻域互補(bǔ)性, 因此組合起來(lái)隔振效果更優(yōu)。但是對(duì)于彈性花鍵聯(lián)軸器在中低頻段的有一定的隔振效果, 而在高頻段反而放大了殼體振動(dòng)的原因則需要進(jìn)一步研究, 由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與普通的機(jī)械隔振系統(tǒng)有較大的不同, 產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因應(yīng)該與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)上的復(fù)雜性有關(guān)。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)水下航行器推進(jìn)軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 提出了彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠環(huán)形隔振裝置的軸系振動(dòng)控制技術(shù)方案, 其中采用彈性花鍵聯(lián)軸器替代原軸系中的花鍵聯(lián)軸節(jié), 隔離2段軸之間的振動(dòng)傳遞, 同時(shí)在軸系2個(gè)支撐軸承處安裝金屬橡膠環(huán)形隔振裝置, 隔離軸系振動(dòng)向殼體的傳遞, 從而減小水下航行器的殼體振動(dòng), 降低艉部的輻射噪聲。

通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)架, 進(jìn)行了2種控制措施的減振效果的驗(yàn)證試驗(yàn), 試驗(yàn)結(jié)果表明:

1) 單獨(dú)采用彈性花鍵聯(lián)軸器, 在中低頻段有一定的減振效果, 但是在高頻段反而放大了殼體振動(dòng), 致使振動(dòng)總級(jí)并未降低;

2) 單獨(dú)采用金屬橡膠隔振裝置, 則能有較好的減振效果, 可有效降低殼體振動(dòng)4~8 dB, 軸系轉(zhuǎn)速越高, 減振效果越明顯;

3) 聯(lián)合采用彈性花鍵聯(lián)軸器和金屬橡膠隔振裝置, 則取得了非常好的減振效果, 在單獨(dú)采用金屬橡膠隔振裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低殼體振動(dòng)3~5 dB, 總的減振效果達(dá)到9~11 dB。

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(責(zé)任編輯: 許 妍)

Application of Vibration Isolation Technology to Vibration Control of Undersea Vehicle Propulsion Shafting

DUAN Yong1, GUO Jun2, ZHOU Ling-bo1

(1. National Key Laboratory on Ship Vibration & Noise, China Ship Scientific Research Center, Wuxi 214082, China; 2. The 705 Research Institute, China Shipbuilding Industry Corporation, Xi￠an 710077, China)

The radiated noise caused by shell vibration from propulsion shafting via supporting bearings is the main noise source of undersea vehicle tail. According to the characteristics of undersea vehicle￠s propulsion shafting, the application of vibration isolation technology to vibration control of the propulsion shafting was investigated in this study. An elastic spline coupling and a metal-rubber vibration isolation device were designed, which could simultaneously reduce the vibration transmission from engine output part to tail shaft or from propulsion shafting through supporting bearings to undersea vehicle shell. Test was performed on the land test bed to verify the effect of the vibration isolation technology, and the results showed that the elastic spline coupling and metal-rubber vibration isolation device can effectively reduce the shell￠s vibration response to the propulsion shafting with the decrease of 9 to 11dB.

undersea vehicle; propulsion shafting; vibration isolation technology; elastic spline; metal-rubber

TJ630.1; TB53

A

2096-3920(2018)01-0070-08

10.11993/j.issn.2096-3920.2018.01.012

段勇, 郭君, 周凌波. 隔振技術(shù)在水下航行器推進(jìn)軸系振動(dòng)控制中的應(yīng)用[J]. 水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào), 2018, 26(1): 70-77.

2017-05-04;

2017-07-13.

江蘇省自然科學(xué)基金-青年基金(BK20160201).

段 勇(1981-), 男, 博士, 高級(jí)工程師, 研究方向?yàn)榕灤八斜魍七M(jìn)軸系振動(dòng)控制技術(shù).