推进轴每分钟十二转。
轴身表面振幅零点一八毫米。
允许值零点零九毫米。
如果真是质量不平衡,转速越高,离心力越大,振动会按转速平方增加。
按当前结果推算到工作转速,临时支架可能先被甩坏。
不能继续提速。
周野先看振动相位。
不平衡造成的振动应与推进轴旋转同步,每转一圈在固定角度出现峰值。
当前峰值却每五圈漂移七度。
不像轴上某个固定重心偏差。
更像支架与地面形成的共振。
团队把加速度计同时贴在轴身、支架、地坪和深层分载梁上。
若振源来自推进轴,轴身信号应最先出现,再传到支架;实际却是第四支架先达到峰值,轴身晚了近四分之一周期。
这证明能量先在支撑系统放大,再反过来推轴振动。
他们还做了一次停机敲击试验。用已知冲击力轻敲第四支架,不转轴也能激发出与十二转相同的频率峰。真正不平衡不可能在轴静止时自己出现。
六组临时轴承把轴托住,分载梁和深层拉杆又把部分力量送入船坞底板。整套系统像一架临时搭出来的巨大乐器,每个支点都有自己的弹性。
推进轴十二转的频率,恰好接近第四支架横向固有频率。
梁师傅蹲在地上摸了摸支架:“轴还没跳舞,台子先听见音乐了。”
船厂工程师提出加固第四支架。
加固会提高固有频率,但究竟提高多少无法靠感觉。若从十二转挪到二十转,后续升速时仍会撞上。
周野选择增加可调阻尼。
在支架两侧安装两只液压阻尼器,油液通过可调孔口消耗振动能量。它不需要把固有频率推得很远,只要让共振峰变矮、变宽,推进轴就能安全越过。
阻尼不能太大。
轴在校直后的热伸缩仍要自由释放。支架若被液压缸横向锁死,会把温度变化变成附加载荷。
阻尼器只对快速往复产生阻力,对缓慢位移通过旁通阀释放。
旁通阀的分界频率经过实测标定。
模拟温度伸缩时,支架以每分钟零点一毫米缓慢移动,阻尼力小于两吨;模拟十二转振动时,同样位移幅度却产生数十吨阻尼。它既不把轴锁死,又能吃掉共振能量。
第二次旋转。
每分钟六转,振幅零点零四毫米。
十转,零点零七。
十二转时,共振峰从零点一八降到零点一一。
仍略高。
阻尼孔再缩小百分之十五。
第三次越过十二转,振幅零点零八毫米。
相位漂移消失。
支架共振被控制。
继续升到二十转。
轴身振动重新增加到零点一毫米。
这一次相位固定在轴的同一角度。
真实不平衡出现了。
为防止把残余支架振动混进平衡计算,团队先用无试重状态重复三次升速。三次二十转振幅和相位差异均小于百分之五,说明测试平台已经稳定,后续试重响应可以比较。
校直改变了轴身残余应力,也可能让原有平衡块不再匹配。油孔局部修复增加的质量虽然只有几公斤,放在一米半径处同样会产生离心力。
团队在三个截面布置振动探头。
如果只是单平面不平衡,三个截面相位接近。
当前前端与后端相差一百六十度,中部振幅最小。
这是典型的偶不平衡。
轴两端重心分别偏向相反方向,像一根很轻微的哑铃歪着转。
不能只在一端加配重。
那会降低一端振动,却让另一端更严重。
周野设计两组试重。
前端加八公斤,后端在相反角度加六公斤。
试重使用机械锁紧结构,不在轴上钻新孔,也不焊接。
每个试重都有双重防脱链,万一锁紧失效,也不会飞出伤人。
再次升到二十转。
前端振幅下降百分之三十。
后端却只下降百分之五。
模型说明后端修正平面选错了。
六公斤试重所在轴颈与真正不平衡源之间,隔着一只临时轴承。轴承刚度使相位发生了偏转。
要找到真实修正位置,必须把临时支撑对振动的影响一起反算。
周野让六组轴承逐个改变百分之五刚度,观察振动响应。
当第五组刚度降低时,后端相位突然变化二十度。
不平衡源并不在轴端。
而在第五支架附近的联轴器过渡段。
那里没有新增修复层。
却正是三年前冰载冲击扭矩进入轴身的位置。
校直后,这一截面的质量中心可能没有变。
旋转中心却变了。
周野让所有人暂时不要移动配重。先弄清旋转中心为什么变化,比追着振幅加铁块更重要;错误试重可能在低速看似有效,装回正式轴承后完全相反。