갭색법(gap & sag method)은 선박 건조과정에서 축을 조립하기 전 최종적으로 축이 축계정렬 설계치와 동일한 위치에 거치되었는지의 여부를 확인하기 위해 사용되고 있는 방법이며, 조립 전 프로펠러축을 기준축으로 하여 양 축의 플랜지에서 축 자중에 의해 발생하는 갭색값을 통해 나머지 축계의 위치를 순차적으로 확정해 나간다. 만일 설계치와 다르게 기준축이 거치되는 경우 연쇄적으로 나머지 축의 거치에 영향을 주게 된다. 또한, 축 조립 후 검증과정에서 측정된 베어링 반력이 설령 설계치를 만족하더라도 선미관 후부측에서의 프로펠러축과 베어링간 상대적경사각을 추정할 수 없게 됨으로써 결과적으로 축계의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 실제 선미관 베어링 발열 및 개방검사 사례를 통해 선미관 베어링 유효지지점에 관한 이론계산 및 실측치분석 연구를 수행하고 이를 바탕으로 축계 정렬오차를 최소화하기 위한 축계 시공방법을 제안하였다.
It is very important to analyze the torsional vibration for the propulsion shafting of ship. The authors have developed the transfer stiffness coefficient method(TSCM) as a vibration analysis algorithm. The concept of the TSCM is based on the successive transfer of stiffness coefficient. The effectiveness of the TSCM was verified through many applications. In this paper, the TSCM is applied to the torsional free vibration analysis for the propulsion shafting of an actual shin with a diesel engine. In order to calculate the additional torsional stresses of the propulsion shafting the torsional forced vibration for the shafting is analyzed by using both the modal analysis method and the results of the torsional free vibration analysis by the TSCM. The accuracy of the present method is confirmed by comparing with the vibration analysis results of engine maker.
As for the marine propulsion shafting system using 4 stroke diesel engine, it is common to apply a reduction gear box between diesel engine and shafting to increase propulsion efficiency, which requires inevitably a certain elastic coupling to avoid chattering and hammering inside of gear box. In this study, the optimum method of rectifying propulsion shafting system in case of 750 ton fishing vessel is theoretically studied in a view of dynamic characteristics of torsion. After the replacement of diesel engine and gear box, the torsional vibration get worse and so some countermeasures are needed. The elastic coupling is modified from a present rubber coupling of block type having relatively high torsional stiffness to a rubber coupling haying two serially connected elements. Torsional vibration damper was installed at crankshaft free end additionally and moment of inertia of flywheel was adjusted. The dynamic characteristics of shafting system was improved by these modification. The theoretical analysis of torsional vibration are compared to measurement results using two laser torsion meters during the sea trial.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제33권1호
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pp.28-36
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2009
In this paper, based on the measured data of hull deflection, an approximated hull deflection curve is drawn using reverse analyzed hull deflection data and the estimation method for flexibility analysis of shaft alignment is proposed by use of the approximate hull deflection curve. Generally an offset value of after stern tube bearing is a datum point with an fore stern tube bearing however the shaft alignment has a tendency which is able to get higher flexibility if the shafting system has the deflection value from after stern tube bearing as reference to bottom direction according to results of on this study. By applying this result of study, the shaft alignment for next similar ships will be able to estimate how to follow the hull deflection and how to be influenced by hull deflection at shaft alignment analysis state using the approximated hull deflection curve.
선체 변형에 의해 발생할 수 있는 베어링 손상을 최소화하기 위해서는 설계 단계에서 선체 변형을 고려한 축계 배치 해석이 이루어져야 한다. 선체 변형은 유한 요소법을 이용한 구조해석에 의한 방법과 측정 데이터를 이용한 역분석 방법으로 구할 수 있다. 이 연구에서는 측정에 의해 얻어진 베어링 반력과 축의 굽힘 모멘트를 이용하여 선체 변형을 구하는 방법에 대해 설명하고, 이를 4만6천톤급 석유/화학운반선에 적용하여 다른 운전 조건에 대한 베어링 옵셋 변화와 선체 변형량을 검토한다.
As design trends has changed to have flexible aft hull structure, increased power output and stiffer shafting system, owners and classification societies have more concerned about shaft alignment. In the shaft alignment analysis, there are many uncertainties which are related in propeller generated force, bearing stiffness, crank shaft model and etc. in this study, it is focused on the effect of crankshaft model by comparing between equivalent model and actual crankshaft model.
As for marine propulsion shafting system using 4 stroke diesel engine, it is common to apply reduction gear box between diesel engine and shafting with a view of increasing mechanical efficiency, which inevitably require elastic coupling due to avoid chattering and hammering inside of gear box. In this study, optimum method of rectifying propulsion shafting system in case of 750ton fishing vessel specially in a view of torsional vibration, is theoretically studied. After exchange of diesel engine and gear box, analysis result of torsional vibration get worse and so some countermeasure are needed. The elastic coupling is modified from present block type rubber coupling showing relatively high torsional stiffness to rubber coupling with two series elements directly connected. The vibration measurement using two laser torsion meters was done during sea trial, whose results are compared to those of calculation and verified.
양방향차도선(CAR-FERRY)은 육지와 도서, 도서와 도서 간을 연결하는 교통수단 기능과 지속적인 해양관광객의 수요증가에 따른 해양관광 연계 연안여객 운송수단 역할을 하고 있다. 이에 따른 양방향 차도선은 이용의 편리성이 증대 되고 접안으로 인한 해양 사고를 줄일 수 있다. 양방향차도선은 등흘수(even) 상태로 프로펠러가 양쪽에 있기 때문에 프로펠러가 소직경 저회전으로 인하여 전진 운항 시에 반력에 의한 축계 및 프로펠러 파손 등이 발생할 수 있다. 이에 따른 엔진 출력, 선형, 비틀림 진동 등에 따른 감속기, 탄성커플링 선정, 횡진동 및 축계정렬(Shaft alignment)을 고려한 축계설계(베어링 수량, 폭, 간격)를 하여 선체의 추진축 1차 지지부의 구조에 대한 건전성을 평가하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권7호
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pp.580-586
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2016
추진효율 향상을 위해 개발된 초장행정 엔진은 저속에서도 큰 출력을 낼 수 있는 장점이 있는 반면에 이전에 비해 비틀림진동의 기진력은 상당히 증가하였다. 따라서 이전에는 튜닝 휠 또는 플라이휠만으로도 제어가 가능하였던 선박들도 연료절약형 초장행정 엔진이 탑재되는 경우에는 비틀림진동 댐퍼를 적용해야만 제어가 가능하다. 본 논문에서는 비틀림진동 제어를 위해 적용된 점성-스프링 댐퍼의 동특성을 확인하고 해당 축계에 최적 동특성을 갖는 점성-스프링 댐퍼를 설계하여 비틀림진동 특성을 검토하였다. 또한, 일부 엔진증속 지연현상을 지닐 우려가 있는 선박의 경우에는 대상축계의 진동 특성을 고려하여 최적댐퍼 설계이론에 따라 선정된 파라미터를 적절히 조정함으로써 과도한 피로누적에 따른 축 절손현상을 방지할 수 있는 축계 비틀림진동 제어 방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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