Определение размеров судового валопровода и его элементов

Основными силами действующими на судовой валопровод в процессе эксплуатации являются: вращающий момент, передаваемый от ГД к гребному валу; упор, создаваемый гребным винтом; нагрузки от массы валопровода, гребного винта, муфты, механизма изменения шага винта; гидродинамические изгибающие моменты, возникающие в результате работы гребного винта в неравномерном потоке.

Дополнительными случайными нагрузками являются:

-изгибающие момент, возникающие в результате смещения действительной оси от теоретической;

-нагрузки, возникающие из-за статической и динамической неуравновешенности ГВ;

-нагрузки от ударов винта о лед, орудия лова;

-инерционные нагрузки, возникающие в результате качки судна.

Основные размеры валопровода при его проектировании рассчитываются по специальным формулам Морского Регистра Судоходства, учитывающими назначение судна, прочностные характеристики материалов, передаваемую мощность и частоту вращения, тип установки и соединение ГВ и валом.

5.1. Расчетный диаметр промежуточного вала.

,

где F=100мм;

N^рас_e=3029 кВт - расчетная мощность на промежуточном валу;

n=180 мин-1– расчетная частота.

мм.

5.2. Диаметр упорного вала.

Диаметр упорного вала должен быть в 1,1 раза больше диаметра промежуточного (минимальное допущение-расстояние диаметра по обе стороны от упорного гребня).

d_уп=1,1·d_пр=1,1·320=352 мм.

5.3. Расчетный диаметр гребного вала.

Расчетный диаметр гребного вала определяется по формуле Регистра:

;

где K=1,2 – в случае соединения гребного винта с валом с помощью дейдвудного подшипника в нос с торца носового уплотнения дейдвудной трубы.

мм.

Принимаем d_гр=385 мм.

5.4. Диаметры валов с учётом ледового усиления

Для траулеров с кормовой схемой траления гребные валы, лежащие в дейдвудных подшипниках с водяной смазкой и несущие ВРШ, должны иметь диаметр не меньше, чем гребные валы с ледовым усилением Л1.

Диаметры валов с ледовыми усилениями должны быть увеличены в К_л раз, учитывая, что для промежуточных и упорных валов К_л=1,08 , а для гребного вала - К_л=1,15.

d’_i= К_л·d_i :

d’_пр= К_л·d_пр=1,08·320=345,6 мм , принимаем d’_пр=350 мм;

d’_уп= К_л·d_уп=1,08·355=383,4 мм , принимаем d’_уп=385 мм;

d’_гр= К_л·d_гр=1,15·385=442,8 мм , принимаем d’_гр=445 мм.

5.5. Толщина соединительных фланцев валов.

Толщина соединительных фланцев промежуточных и упорного валов должна быь не менее 0,2· d’_I , гребного вала – не менее 0,25· d’_гр.

δ_пр≥0,2· d’_пр=0,2·350=70 мм , принимаем δ_пр=70 мм;

δ_уп≥0,2· d’_уп=0,2·385=77 мм , принимаем δ_уп=80 мм;

δ_гр≥0,25· d’_гр=0,25·445=111,25 мм , принимаем δ_гр=115 мм.

5.6. Толщина бронзовых облицовок.

S=0,03·d’_гр+7,5.

S=0,03·445+7,5=20,85 мм.

5.7. Толщина облицовки между подшипниками.

S’=0,75·S.

S’=0,75·20,85=15,6 мм.

5.8. Расстояние между серединами соседних подшипников валов при отсутствии сосредоточенных масс в пролёте должно удовлетворять условию:

,

где L – расстояние между подшипниками, м;

d – диаметр вала между подшипниками ( в данном случае промежуточный вал), м;

λ – коэффициент, равный 14 при n ≤500 мин^-1 и 300·√n при n ≥500 мин^-1.

Тогда принимаем для промежуточного вала 3.1…I…7.8, I=4.0 м; для упорного вала 3.2…I…8.2, I=4.0 м; для гребного вала 3.6…I…8.9, I=6.0 м.

5.9. Длина дейдвудных подшипников.

В качестве материала вкладышей подшипников выбираем капролон, для которого длина носового подшипника равна 1,5·d_гр , а кормового - 4·d_гр :

L_нп=1,5·d_гр=1,5·445=667,5 мм , принимаем L_нп=670 мм;

L_кп=2·d_гр=4·445=1780 мм , принимаем L_кп=1780 мм.

5.10. Количество воды, подаваемой для прокачки дейдвудных подшипников.

Количество воды, подаваемой для прокачки дейдвудных подшипников зависит от диаметра облицовки – принимаем Q=10 м³/ч.