Teräsvaijerivaimentimien toiminta moottorin värähtelyn vaimennuksessa
Västrik, Turkka (2025)
Kandidaatintyö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025060460196
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025060460196
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tutkittiin yrityksen Vibrol Oy:n valmistamien teräsvajierivaimentimien kykyä laivan moottorin värähtelynvaimennuksessa. Tavoitteena oli selvittää miten uudet vaimentimet erosivat suorituskyvyltään edellisiin The VMC Groupin kumieristimiin.
Työssä menetelminä käytettiin laivan normaaliajossa suoritettuja kokeellisia mittauksia, sekä analyyttista mallinnusta. Kokeellisessa mittauksessa kerättiin IEPE- kiihtyvyysantureiden avulla värähtelytietoa, sekä kerättyä tietoa pyrittiin tukemaan analyyttisella mallinnuksella. Laskennallisessa osuudessa kuvattiin analysoitava ongelma kolmen vapausasteen avaruudellisena järjestelmänä muodostaen liikeyhtälöt siten, että moottori kuvattiin jäykkänä kappaleena ja vaimentimet lineaarisina jousina.
Mittaukset osoittivat päivitetyn vaimennusratkaisun pienentävän lähes kaikki nopeusamplitudit ja siirtävän suurimmat värähtelyt 75-80 Hz taajuudelta 100 Hz taajuudelle. Analyyttinen malli laski alimmaksi ominaistaajuudeksi 4,6 Hz, mikä vastasi kokeellisesta mittaukseta saatuja tuloksia ±0,3 Hz tarkkuudella.
Mittaustulokset osoittivat teräsvaijerivaimentimien vähentävän merkittävästi matalataajuista värähtelyä ja mahdollistavat pitempiaikaisen käyttöiän. In this thesis steelwire isolators manufactured by Vibrol Oy were researched in their ability to damp vibration in a marine engine. The objective was to determine how the new dampeners differed in performance from previous rubber dampers by The VMC Group.
The methods used were vibration measurements taken during normal operation of the ship and analytical modelling. Vibration measurements were done by using IEPE-accelerometers and the data collected was supported by analytical modelling. In the analytical modelling, the problem was described as a system with three degrees of freedom where motor assembly was described as a rigid body and the dampeners as linear springs.
Measurements showed that the updated damping solution provided Vibrol Oy reduced almost all speed amplitudes and shifted the largest vibrations from 75-80 Hz to 100 Hz. The analytical model calculated the lowest natural frequency to be 4,6 Hz, which matched the experimental measurement results within ±0,3 Hz.
The measurement results showed that the steelwire dampers significantly reduce the low frequency vibration and allow longer service life.
Työssä menetelminä käytettiin laivan normaaliajossa suoritettuja kokeellisia mittauksia, sekä analyyttista mallinnusta. Kokeellisessa mittauksessa kerättiin IEPE- kiihtyvyysantureiden avulla värähtelytietoa, sekä kerättyä tietoa pyrittiin tukemaan analyyttisella mallinnuksella. Laskennallisessa osuudessa kuvattiin analysoitava ongelma kolmen vapausasteen avaruudellisena järjestelmänä muodostaen liikeyhtälöt siten, että moottori kuvattiin jäykkänä kappaleena ja vaimentimet lineaarisina jousina.
Mittaukset osoittivat päivitetyn vaimennusratkaisun pienentävän lähes kaikki nopeusamplitudit ja siirtävän suurimmat värähtelyt 75-80 Hz taajuudelta 100 Hz taajuudelle. Analyyttinen malli laski alimmaksi ominaistaajuudeksi 4,6 Hz, mikä vastasi kokeellisesta mittaukseta saatuja tuloksia ±0,3 Hz tarkkuudella.
Mittaustulokset osoittivat teräsvaijerivaimentimien vähentävän merkittävästi matalataajuista värähtelyä ja mahdollistavat pitempiaikaisen käyttöiän.
The methods used were vibration measurements taken during normal operation of the ship and analytical modelling. Vibration measurements were done by using IEPE-accelerometers and the data collected was supported by analytical modelling. In the analytical modelling, the problem was described as a system with three degrees of freedom where motor assembly was described as a rigid body and the dampeners as linear springs.
Measurements showed that the updated damping solution provided Vibrol Oy reduced almost all speed amplitudes and shifted the largest vibrations from 75-80 Hz to 100 Hz. The analytical model calculated the lowest natural frequency to be 4,6 Hz, which matched the experimental measurement results within ±0,3 Hz.
The measurement results showed that the steelwire dampers significantly reduce the low frequency vibration and allow longer service life.