Причини за повреда на валовете.Витлото или междинните валове се счупват сравнително рядко, огъването им се случва много по-често.
Разбира се, счупеният вал не се ремонтира, а се заменя, но във всички случаи е необходимо да се анализира естеството на повредата и да се установи причината за нея. Важно е повреда по същата причина да не се повтори при по-нататъшна работа на инсталацията с нов вал.
Ако стволът се счупи при удар в подводно препятствие и го усука и ъгълът на усукване достигне стойността φ° = (0,3-0,5)L/d, където L е дължината, а d е диаметърът на ствола (cm) , тогава причината е счупване или в липсата на предпазен съединител или в грешния избор на неговия срязващ елемент - той е твърде силен.
Повредата на вала може да възникне без забележимо усукване, а понякога и без видими външни причини, а счупването се случва под ъгъл от приблизително 45 ° спрямо оста на вала и има гранулирана структура. В такива случаи причината за счупването, като правило, е пукнатина, преминаваща в областта на шпонковите канали или первази.
Появата на пукнатини се обяснява с действието на уморни напрежения, които се появяват, когато валът предава, в допълнение към основния постоянен въртящ момент от двигателя към витлото, някои допълнителни моменти, които периодично променят посоката си.
Такива редуващи се натоварвания възникват например поради неравномерна работа на двигателя (колкото по-малък е броят на цилиндрите, толкова по-голяма е неравномерността) или прекъсвания в работата на един от цилиндрите;
Поради неравномерно износване или лоша изработка на зъбни колела;
Поради неправилен монтаж на карданни шарнири;
Поради появата на сили, периодично действащи върху всяка от лопатките, когато пресича пистата от скобата или мъртвата дървесина или когато минава близо до дъното и при скобата;
Поради лошо подравняване или огъване на вала.
При правилен монтаж спрямо корпуса на лодката и неговите изпъкнали части и правилния монтаж на карданните валове, допълнителните напрежения, възникващи в валовете от редуващи се натоварвания, обикновено са малки и не могат да причинят повреда. Повреда на вала в този случай (особено ако диаметърът на вала е избран като минимално допустим) може да възникне само когато възникнат резонансни усукващи вибрации. В случай, че собствената честота на трептене на системата двигател-вал-винт съвпада с честотите на редуващи се натоварвания, напреженията в валовете и амплитудата на техните трептения рязко се увеличават, възниква резонанс. Външни признаци за възникване на торсионни резонансни вибрации са: увеличаване на шума; появата на метални удари в шлицови и шпонкови съединения, особено ако имат хлабини; повишен шум в предавките.
В аматьорски условия, за да се предпазят валовете от счупване поради торсионни вибрации, е препоръчително да се увеличат диаметрите на шийките на валовете в точките на закрепване на съединителите и винта, т.е. възникне. Монтажът на еластични съединители (виж "KJ" № 66) е много полезен, особено на междинния вал. Също така е препоръчително да се използва обикновен съединител на автомобилни двигатели, който е оборудван с ефективен еластичен гасител на усукващи вибрации. Когато монтирате витлото, разстоянията до дъното на корпуса на лодката или мъртвата дървесина и скобите трябва да бъдат възможно най-големи.
При работа на лодката трябва да се избягва дори краткотрайна работа на двигателя при високи натоварвания по време на прекъсвания в един или повече от неговите цилиндри, с огънат вал или витло, тъй като амплитудата на торсионните вибрации се увеличава рязко.
Редактиране на вал.Редактирането на огънато витло или междинни валове се извършва най-добре в струг (фиг. 1) или в най-простото приспособление (фиг. 2).
1 - индикатор; 2 - бар (мед, алуминий).
В много случаи е възможно да се извади карданният вал за проверка и ремонт на вода, освен ако, разбира се, скобата на опорния лагер не е огъната. За да направите това, перото на кормилото обикновено се отстранява първо, след това съединителят (или полусъединителят) се откача от скоростната кутия, валът се премества докрай в корпуса на салниковата кутия, съединителят се натиска от края на вал и ключът се отстранява. След това върху края на вала и тялото на салниковата кутия се поставя гумена ръкавица (торба от гумирана тъкан, две или три найлонови торбички), която се навива плътно с електрическа лента към тялото на салниковата кутия. Сега валът с витлото може да бъде изваден в кърмата, а мъртвата дървесина е херметически затворена. Тази операция се извършва най-добре на плитко място или от ниски пътеки.
Отстраненият вал с винт се монтира в центровете на струга или върху призмите на приспособлението, което трябва да бъде разположено в областта на задния опорен лагер и шийката на съединителя, който го закрепва към задна предавка.
Когато редактирате вала на струг, най-добре е да измерите изтичането му с помощта на индикатор 1 (вижте фиг. 1), като го фиксирате върху плъзгача на надлъжната опора. Можете също така да определите биенето по нониуса на напречната опора, като последователно привеждате пръта 2, захванат в държача на инструмента.
Често краищата на валовете имат резбови шийки за закрепване на перката и съединителя, които могат да се огънат при затягане на гайката. Трябва да се има предвид, че ние се интересуваме от биенето на вала спрямо неговите лагерни шийки, а не от централните отвори, разположени в резбовите краища. Следователно биенето, на първо място, трябва да се провери в областта на шийките на задния опорен лагер A и фланеца на половината на съединителя B. В този случай биенето на шийките на лагера с повече от 0,2 mm показва прекомерно отклонение на резбовите краища на вала.
Необходимо е да се коригира това отклонение, без да се отстранява валът от машината, като се постави лента 2 върху шийките. В този случай движението на шублера на първия етап се задава равно на отклонението на шийките Apr max, което е равно на половината от биенето. След това биенето се проверява отново, определя се нова стойност на деформация и последващото движение на шублера се задава голямо от размера на тази нова деформация. Операцията се повтаря, докато оттичането намалее до 0,1-0,2 mm.
В случаите, когато биенето на врата А се дължи главно на силно огъване на самия вал, валът първоначално се изправя; по-нататък, ако е необходимо, се извършва редактирането на неговите резбови краища и едва след това - окончателното редактиране на вала.
Преди окончателното изправяне определете местоположението и посоката на максималното отклонение на вала. При изправяне на вала трябва да се има предвид, че поради относително голямата му дължина размерът на деформацията на еластичните деформации може да достигне 10–20 mm. За да се изправи валът, той трябва да се деформира от размера на деформацията в областта на еластичните деформации (да го наречем Δupr) плюс стойността на максималната деформация на вала Δpr max.
Именно защото Δpr max, като правило, е много по-малко от Δcontrol, обикновено не е възможно да се изправи валът с помощта на удари - изправяне: слабите удари не водят до целта, но твърде силните веднага и много огънете вала в другата посока. С помощта на удари е възможно да се изправят само къси валове (L / d = 5-8), при които Δcontrol е по-малък от Δpr max.
Предварителна оценка на големината на деформацията на вала в областта на еластичните деформации, т.е. преди появата на остатъчни деформации, може да се направи по формулата:
където k е коефициент (k = 500 за обикновени стомани и k = 400 за легирани); L - разстояние между опорите, cm; dB - диаметър на вала, cm.
За да се намали времето за изправяне на вала, препоръчително е на първия етап да зададете движението на шублера малко по-малко от стойността на Δcontrol. Първо, прът от мек метал 2 (виж фиг. 1) се довежда до вала в мястото на максимално отклонение и от страната на "издутината"; се записват показанията на нониуса. След това редактирането се извършва чрез преместване на шублера напред на разстояние 0,9Δupr, след което шублерът се връща в нулева позиция (със задължителен избор на хлабина). Ако след това няма празнина между вала и шината, операцията се повтаря, но количеството на движение на шублера се увеличава с максималното отклонение на вала. След като се появи празнина, когато шублерът се върне на нула, всяко следващо движение на шублера по време на редактиране се прави по-голямо от предишното с максималната деформация на вала Dpr max минус стойността на тази празнина.
След това валът трябва да се провери отново в две взаимно перпендикулярни равнини. Биенето на валове с диаметър 25-35 mm в областта на съединителя, винта, лагерната шийка и щуцера на кърмовата тръба не трябва да надвишава 0,15-0,3 mm, на други места - 0,3-0,5 mm (по-малките цифри се отнасят за къси валове с дължина под 1200 mm). Ако е необходимо, редактирането се повтаря, като се вземе предвид фактът, че позицията на мястото на максимално отклонение може да бъде различна.
В случаите, когато основното огъване на вала е настъпило в областта на задния опорен лагер, препоръчително е да поставите целия вал до шийката на опорния лагер в шпиндела и да го редактирате, като акцентирате върху винтовата главина. Опитът да се направи превръзка без витло ще доведе до огъване на конуса за кацане на витлото и следователно, след като витлото бъде натиснато, отново ще се получи известно отклонение на вала. Поради факта, че надвесът на вала в този случай е малък и твърдостта на вала е доста висока, първоначалното движение на шублера може да се приеме равно на отклонението на вала. За да се изключи възможността от повреда на повърхността на вала от челюстите на патронника, се препоръчва валът да се обвие с медна или алуминиева лента. Редактирането на вала в приспособлението (вижте фиг. 2) се дължи на силата, развивана от винта 2. Размерът на деформацията се измерва чрез промяна на разстоянието между валовете с помощта на шублер.
1 - карданен вал; 2 - винт M16; 3 - напречна греда, стомана δ=15-20; 4 - лента δ=3-4; 5 - призма; 6 - прът; прът с диаметър най-малко 1,3 диаметъра на вала или тръба с диаметър най-малко 1,5 диаметъра на вала; 7 - заключващ винт; 8 - тръба; 9 - призма δ=8-12, заварена към тръба 8; 10 - шублер.
Трябва да се има предвид, че прътът се огъва едновременно с вала, поради което стойността на общата деформация в областта на еластичните деформации на вала може да се определи от зависимостта (подобна на дадената по-горе):
където dsh е диаметърът на пръта, cm.
Останалата част от процедурата за редактиране е подобна на описаната по-горе.
Други видове ремонт на вал са възстановяване на резба (обикновено чрез наваряване, последвано от механична обработка) и износена шийка на салника (най-добре чрез монтиране на втулка от неръждаема стомана върху епоксидно лепило).
Ремонт на перки.Типични повреди на витлата са огъване, частично или пълно счупване на лопатката, поява на пукнатини и др. Причината за такава повреда най-често е ударът на лопатките в твърди предмети, но чести са случаите на счупване на лопатките без видими външни причини: по аналогия с витловите валове, такива повреди се обясняват с появата на пукнатини от умора поради действието на променливи натоварвания върху лопатката.
Твърде малко разстояние между ръба на острието и дъното на лодката, местоположението на винта зад лошо оформена мъртва дървесина и скоба, прекомерен наклон на вала, работа на линията на вала в условия на усукващи вибрации и др. - водят до поява на редуващи се натоварвания, действащи върху острието. По принцип, при правилно избрана дебелина на острието, променливите натоварвания могат да доведат до счупване на острието само в комбинация с действието на други фактори, като корозия или кавитационна ерозия, появата на вътрешни напрежения по време на ремонт чрез изправяне на острието в студено състояние или заваръчни пукнатини без последващо отгряване и т.н. По този начин технологията за ремонт на витлото оказва значително влияние върху по-нататъшното му представяне.
Студеното изправяне на месингови остриета е възможно само когато са огънати под ъгъл не повече от 30 °. Огъването се извършва най-добре с помощта на два или три лоста с дължина до 1 m, с изрези с дълбочина 6-8 cm в краищата, поставени на ръба на винта (фиг. 3). Можете да използвате менгеме, универсална дърпачка за лагери или всяка преса.
1 - винт; 2 - лост, ламарина δ=10 мм. С дебелина на острието до 5 mm L=600 mm, b=60 mm; с дебелина до 8-10 mm L=1000 mm, b=80 mm; 3 - облицовъчна плоча (мед, алуминий); 4 - тежък чук; 5 - лек чук; 6 - наковалня.
При редактиране с удари, за да се намалят локалните деформации на острието, е по-добре да се използва оловен чук. При изправяне със стоманен чук върху острието трябва да се постави плоча от олово, загрята мед или алуминий. Редактирането се извършва върху наковалня или друг тежък предмет, като държите противоположния ръб на острието с тежък чук.
Когато острието е огънато с повече от 30°, превръзката трябва да се извърши с нагряване. (Също така е възможно да се изправи острие, огънато на 90 °, а понякога и повече, чрез студено изправяне, но по-нататъшната производителност на ремонтираното острие се оказва много малка.) -5-2-2 - 600-750 ° ° С; трябва да се има предвид, че при недостатъчно нагряване условията за изправяне ще се различават леко от извършването му без нагряване. Отоплението се извършва най-добре в огнище или пещ; Обикновено не е възможно да се осигури гладко и равномерно нагряване с ацетиленови горелки.
След изправяне е необходимо винтът да се закали, за да се облекчат топлинните напрежения. Отгряването се извършва първо чрез бавно (не повече от 100 ° C на час) нагряване до температура от 350-400 ° C за месинг LMTSZH 55-3-1 и 500-550 ° C за LAMTsZh 67-5-2-2 , и след това още по-бавно охлаждане заедно с пещта (скоростта на охлаждане не е по-висока от 50 °C на час).
Много често, когато ремонтирате винтове, трябва да извършвате заваръчни работи. Най-добре е, ако е възможно, да се използва аргонно-дъгово заваряване, но задоволителни резултати се получават при конвенционално газово заваряване. В този случай горелката трябва да се настрои на окислителен пламък (съотношение O 2 / C 2 H 2 \u003d 1,2 - 1,3), за да се предотврати появата на свободен водород в пламъка, което води до рязко намаляване на якостта на заваръчния шев . Като добавка за заваряване на месинг е най-добре да използвате алуминиева бронзова тел. След заваряване също е препоръчително да се отгрява; за месинг LMTSZH 55-3-1 е разрешено да се замени отгряването чрез пробиване на шева в студено състояние, докато се появят забележими вдлъбнатини по цялата му повърхност.
Стоманените винтове, особено ако са изработени от неръждаема стомана с аустенитна степен 1-18 (например 1X18H107), са много по-малко чувствителни към остатъчни напрежения след огъване и заваряване; за тях не е необходимо отгряване.
Поради ниската пластичност на алуминиевите сплави, студеното изправяне и огъване не се използват при ремонта на винтове, излети от тях. Основният метод за ремонт в този случай е аргонно-дъгово заваряване или конвенционално газово заваряване с помощта на специални потоци (AF-4A). Пълнежният материал трябва да е идентичен с основния метал на винта. След заваряване е желателно винтът да се загрее до температура 300-350 ° C и бавно да се охлади, за да се облекчат остатъчните напрежения.
По време на процеса на ремонт трябва да се обърне специално внимание на възстановяването на оригиналната стъпка на острието. Спомнете си, че средната стъпка на острието се определя като средната аритметична стойност на стъпките при пет относителни радиуса R/0,5D = 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 9,95. Контролът на стъпката се извършва най-добре чрез действителната стъпка на недеформираната перка на същото витло. В същото време разликите в стъпките във всяка от секциите не трябва да бъдат повече от 2-5%, а в средната стъпка повече от 1,5-4% (по-нататък по-малките стойности се отнасят за рендосващи лодки).
Има различни уреди за измерване на височината. Един от тях е показан на фиг. четири.
1 - втулка; 2 - гайка с крило; 3 - фиби M8; 4 - стъпков модел;
5 - винт; 6 - дорник.
При ремонт е удобно да се използва най-простото приспособление (фиг. 4), състоящо се от дорник 6, който има конична повърхност за отвор във винта и две цилиндрични повърхности (същият дорник по-късно може да се използва за балансиране на винт). Втулката 1 се движи свободно по по-малката цилиндрична шийка, към която е заварен щифт 3 с дължина, малко надвишаваща радиуса на винта. Шаблон за стъпало 4, изработен от мек калай или алуминий, е прикрепен към шпилката с две крилчати гайки. Шаблонът се огъва приблизително по проверения радиус R izg се довежда до ограничителя в изпускателната повърхност на неповреденото острие и се фиксира с крилчати гайки. След това, повдигайки втулката 1, шаблонът се привежда на свой ред към другите остриета, като се проверява празнината между него и острието. След това шаблонът се премества в друга секция на острието и стъпката се проверява на различен радиус; шаблонът, разбира се, трябва да бъде огънат по новия радиус. За винтове с диаметър 300-400 mm разстоянието между острието и шаблона не трябва да надвишава 0,5-1,5 mm.
Ако всички лопатки на витлото са огънати, първо е препоръчително да изправите една от тях, най-малко повредената, и да регулирате стъпките на останалите лопатки по нея. При редактиране на първата лопатка е необходимо да се поддържа средната стъпка на лопатката и разпределението на стъпката по радиуса (ако, разбира се, са известни).
Обикновено се смята, че действителната стъпка на лопатките не трябва да се различава от изчислената с повече от 1,5-4%, но тази препоръка е приемлива за витла, работещи с корабни дизелови двигатели, работещи според външни характеристики. За преработени автомобилни двигатели не се допуска работа по външна характеристика, поради което е възможно да се увеличи допустимата разлика между действителната стъпка и изчислената до 10%. Отклонението на стойностите на местната стъпка по сеченията на острието от закона за разпределение на стъпката по радиуса не трябва да надвишава 5-10%. Въпреки това, трябва да се има предвид, че отклонението на местните стойности на стъпката при същите радиуси за различни остриета трябва да бъде много по-малко (за да се избегне прекомерната вибрация на вала); това се взема предвид в горните допуски за празнините между стъпаловиден шаблон и острието. Изключително нежелателно е да се увеличава стъпката в областта на главината, което води до влошаване на антикавитационните свойства на витлото и увеличава вероятността от изтичане на въздух.
След заваряване обикновено се налага изпиляване на шева, за да се запази дебелината на острието, посочена в чертежа. Малка промяна в дебелината практически няма ефект върху тягата, развивана от витлото, но може значително да влоши антикавитационните свойства на витлото. Поради тази причина допустимото отклонение в дебелината на лопатките на водоизместителните съдове трябва да бъде ограничено от + 20% до -10%, а за високоскоростните глидери - от + 8% до -4%). (По-малката стойност на отрицателен толеранс се дължи на опасността от прекомерно намаляване на здравината на острието.)
Лопатките на витлото обикновено са наклонени назад под ъгъл 10-15°. След редактиране може да се окаже, че тези ъгли са различни за различните остриета. Това може да се открие чрез завъртане на винта на дорника или чрез поставяне на винта с главината върху равна повърхност, измерване на разстоянията до входящите и изходящите ръбове на крайните радиуси. Разликата в наклона на лопатките практически не влияе върху тягата на витлото, но нарушава динамичния баланс и следователно води до появата на вибрации. Поради това има препоръка да се ограничи линейното отклонение на върха на лопатката до 1,5-3,0% от диаметъра на витлото.
Последната операция е балансиране на витлото. Наднормено теглоострието се отстранява чрез изпиляване на цялата му повърхност. Стойността на допустимия момент на дисбаланс за винтове с диаметър 300-400 mm е 50-200 g cm.
ГРЕБЕН УРЕД
3.2.1. Предназначение, компоненти и принцип на действие
За да се осигури движението на съда, е необходимо да се приложи някаква движеща сила към него. Такава движеща сила се предава на кораба от задвижващо устройство, което получава енергия от двигател, монтиран на кораба.
Като двигател човек използва гребла, като същевременно прилага мускулна сила, платна - използвайки природата, след това започва да използва енергията на механичните двигатели, прехвърляйки я на различни видове двигатели - гребни колела, витла и витла, витла с крила, водна струя и реактивно задвижване и др. П.
Най-широко използваните витла са витлата. Витлата се монтират както на малки кораби с ограничена навигационна зона, така и на най-големите кораби с неограничена навигационна зона.
Задвижващата работа, нейният коефициент полезно действиедо голяма степен зависи както от самото витло - неговата форма, размер, брой на витлата, конструкция, материал, така и от комбинирания с него корпус на кораба, кормилното устройство, броя на оборотите на вала, броя на лопатките на витлото, неговата стъпка, профил .
Работата на витлото се основава на реактивния процес на изхвърляне на вода в посока, обратна на движението на съда.
Ако считаме водата за идеална твърда среда, тогава винтът трябва да се "блъска" в тази среда, завинтвайки се като винт по резба. Но водата не е идеална среда, така че витлото изминава по-късо разстояние за един оборот, отколкото би могло да измине в твърда среда, тук витлото се плъзга, така да се каже. Задвижване на водата зад витлото, завихряне на водата поради въртенето на витлото и загуба на енергия поради триенето на лопатките на витлото във водата, потокът вода по ръбовете на лопатките - всичко това е загуба на енергия, предавана на витлото от вал - двигател.
Поради значителни загуби на енергия, предавана на витлото, мощността на главния двигател трябва значително да надвишава така наречената теглителна мощност, т.е. мощността, необходима за преодоляване на силите на съпротивление на водата, към движението на плавателния съд, което витлото може да създаде, т.е. скоростта, с която трябва да се движи корабът. Съотношението на тези мощности една към друга (мощност на теглене към мощност, подадена към задвижващия агрегат) се нарича пропулсивна ефективност на витлото.
Стойността на ефективността на задвижване за морски кораби варира в широки граници от 0,3 до 0,7.
Витлото е базирано на спираловидна линия. Стъпката на витлото е стъпката на спираловидната повърхност, която е в основата на конструкцията на лопатката на витлото.
Обикновено витлата се състоят от два основни компонента: главина и лопатки. Конструкцията на тези компоненти обаче е различна и зависи от редица фактори - от конструкцията на витлото - витло с фиксирана или регулируема стъпка, брой лопатки, подвижни или несменяеми лопатки и т.н. и т.н.
Що се отнася до лопатковите витла, през последните десетилетия те са доста широко разпространени на кораби, които изискват добра маневреност (влекачи, фериботи, плаващи кранове).
3.2.2. Дизайнът на кърмовите устройства
Устройството за кърмово задвижване е предназначено да изведе витлото или крайния вал от корпуса на кораба, както и да прехвърли въртящия момент от вала на витлото към витлото.
Кърмовата предавка се състои от кърмова тръба (1), фиксирана в кърмовата тръба на кърмовия ствол (2) за кораби с един ротор и кораби с тривалова инсталация (централният вал минава през кърмовия ствол) или фиксирана в минохвъргачки на страничните витла (виж фигури 3.2.2.1 и 2.4 .4). Вторият край на кърмовата тръба обикновено е прикрепен към задната преграда. По този начин кърмовата тръба е добре закрепена твърда конструкция с кърмовия ствол и корпуса на кораба.
Кърмовата тръба обикновено се закрепва или чрез заваряване към кърмовия ствол и задната преграда, или чрез свързване с фланци или гайки. Напоследък на кораби с голям капацитет кърмовите тръби често се закрепват с гайка, на резбова връзка с уплътнение (3).
Все по-широко се използва и монтирането на кърмова тръба в кърмовия ствол с помощта на полимери. След производството, кърмовата тръба се тества с хидравлично налягане от 0,2 MPa (2 kgf / cm 2).
В зависимост от лагерите, върху които се движи валът на витлото, кърмовата тръба може да бъде класифицирана в два типа: смазана с вода кърмова тръба и смазана с масло кърмова тръба.
Смазана с вода кърмова тръба обикновено работи в плъзгащи лагери.
Смазваната с масло кърмова тръба работи както с плъзгащи, така и с търкалящи лагери.
В тази връзка се открива и дизайнът на кърмовото устройство, който има свой собствен положителни черти, както и недостатъци.
Втулките на кърмовата тръба, напълнени с антифрикционни материали (или напълнени с тях), се вкарват в кърмовата тръба. И така, материалът на втулките на стеблото е: медна сплав - бронз или месинг, чугун, напълнен с бабит.
Втулките на кърмовата тръба се притискат според определено прилягане. Доскоро плъзгащият се монтаж на кърмовите тръби AZ/SZ беше широко използван, но такъв монтаж доведе до случаи на просмукване на вода, корозия на дюзите на кърмовата тръба и дори до аварийно износване или обръщане на кърмовите тръби в съдове със средна и голяма вместимост. В тази връзка напоследък широко се използва притискането на втулките на кърмовата тръба с гарантирана плътност, както и закрепването на втулките на кърмовата тръба върху полимерен материал. Този метод на кацане увеличи надеждността на кърмовото устройство.
Втулките на кърмовата тръба, които са лагери или корпус за комплект за отливане на лагери, са конструктивно изработени в зависимост от материала на лагера.
Когато лагерите се смазват с вода, като антифрикционни материали се използват различни материали: бекут, ламинирана дървесна пластмаса (ПДЧ), текстолит, каучук, капролон, както и редица чужди материали: туфнол, лигнит и др.
Комплектът от такива втулки на кърмовата тръба обикновено се извършва по четири начина: "поставени в цев", "лястовича опашка", с помощта на монтажни болтове (гумено-метални ленти] или твърда втулка (текстолит, капролон) (виж фиг. 3.2. 2.2).
С масленото смазване бабитът се използва като антифрикционен материал, т.е. кърмовата тръба е пълна с бабит - "бял метал". Въпреки това, този тип лагер изисква уплътнение, както на кърмата, така и на носа, за да предпази лагера от навлизане на вода в маслото и да предотврати изтичането на масло в съда или навън във водата.
Модерният тип уплътнение за кърмовото устройство е често срещаният тип уплътнение "Simplex" в доста широка гама от разновидности. Този тип уплътнение е използвано за първи път през 1948 г. в корабостроителницата Deutsche Werft в Хамбург.
В допълнение към посочения тип уплътнение на кърмовата тръба, смазано с масло, има редица по-прости, но по-малко надеждни устройства, като уплътнението Zederval и др.
От страната на машинното отделение също са монтирани различни видове уплътнения за защита срещу навлизане на вода или масло във вътрешността на плавателния съд. И така, уплътнението от страната на машинното отделение (носа на карданния вал) с водно смазване е монтирано под формата на салникова кутия с меко уплътнение (виж фиг. 3.2.2.3). Такова уплътнение се състои от кърмова тръба (1), уплътнение под налягане (2) и набивка (3). Под номер 4 е карданният вал.
Що се отнася до задната част на кърмовото устройство, остава свободен проход за вода. Водата може да идва отзад за смазване и охлаждане на лагерите, а също и да изтича - с допълнително изпомпване на лагерите на кърмовата тръба с морска вода. Предпоставка за изпомпване на лагери с извънбордова вода при налягане най-малко 0,2 MPa (2,0 kgf / cm 2) е инсталирането на лагери, изработени от пластмаса (kaprolon, Novotex и др.), Както и някои други материали, в зависимост от диаметър на лагера. При устройствата на кърмовата тръба с водно смазване, недостатъкът е значително износване на облицовката на вала в областта на носовия салников от триене на опаковката, а в задната част, износване на лагерите, както и повреда на облицовката на вала от механични окачени части, влизащи във водата (отвън), особено в плитки води.
При маслено смазване витловият вал работи главно при условия на течно триене, износването по време на работа на вала е незначително и наличието на стабилен маслен клин позволява на витлото да работи без разглобяване в продължение на 4-6 години, докато износването на неметалните лагери (с водно смазване) достига гранични стойности за по-кратък период на работа. Уплътненията от типа "Симплекс" или "Симплекс-компакт" се използват повече от 40 години и са се доказали като предимно надеждни съвременни уплътнителни устройства. Особено такова уплътнение е широко използвано на големи и средни кораби, на кораби от риболовния флот.
Значително предимство на устройството за задвижване с надеждно смазване с масло е по-късата дължина на лагерите в сравнение с лагерите с водно смазване, по-високата надеждност на конструкцията, липсата на скъпи облицовки на витловите валове и редица други предимства.
На редица малки кораби се използва по-опростен печат, като например печат на Sederval и др. (виж фиг. 3.2.2.4)
При такова уплътнение се постига плътност поради плътното прилягане на затягащия пръстен и припокрития пръстеновиден лагер, напълнен с бял метал. Притискането на лагерните пръстени се постига чрез компресирана пружина - тип "а" или компресиран гумен пръстен - тип "б". Такива уплътнения се използват на малки кораби.
Напоследък те се използват все по-малко поради нарушаване на екологичната среда - въпреки това значителна част от петрола изтича, запушвайки водните площи, т.к. Налягането на маслото винаги трябва да е малко по-високо от налягането на водата, създадено от статичния воден стълб над кърмовата тръба. А при вълни водата може да попадне и в лагера на мъртвата дървесина.
Този недостатък няма модерен тип уплътнение "Simplex" (виж фиг. 3.2.2.5; 3.2.2.6)
Фигура 3.2.2.5 показва уплътненията на кърмата и носа тип "Simplex-compact", размер 670, произведени от "Wokesha-Leals BV".
Фигура 3.2.2.6 показва съветски уплътнения на кърмата и носа от типа "Симплекс".
Фигура 3.2.2.7 показва уплътнителната маншета на салниковата кутия тип "Симплекс".
В зависимост от диаметъра на втулката, поставена върху вала на витлото и закрепена към главините на витлото, се определя предварителното натоварване на маншетите, изработени от специална маслоустойчива, топлоустойчива и износоустойчива гума на базата на синтетичен каучук.
За измерване на слягането на гребния вал в лагера на задната кърмова тръба се използва устройство ("измерител"), показано на фиг. 3.2.2.6 (точка (1), която се вкарва в специален отвор с резба на салниковата кутия.
3.2.3. Класификация, геометрия и дизайн на витла и лопатъчни витла
Витлата могат да бъдат разделени на два основни типа: витла с фиксирана стъпка и витла с контролируема стъпка.
Витлата с фиксирана стъпка могат да бъдат разделени на два подтипа по конструкция:
твърди витла с фиксирана стъпка
витла с фиксирана стъпка и подвижни лопатки.
В съответствие със стандарта за производство на витла за кораби от гражданския флот, витлата се разделят на два класа според качеството на изработка: превъзходни и обикновени.
Витлата от висок клас имат по-висока степен на повърхностно покритие, по-голяма точност на размера, формата и масата; както и по-висока устойчивост на корозия и ерозия.
Витлата се състоят от главина и лопатки. Главините са цилиндрични и квадратни, конични и обтекаеми. Броят на остриетата обикновено може да бъде от 2 до 6.
Двулопатните витла обикновено се използват в лодки, лодки и платноходки. Витлата с 5 лопатки се използват по-често в големи съдове, за да се избегнат вибрации. 6-лопатните витла се използват доста рядко на големи кораби. Оптималният брой остриета се определя чрез специално изчисление. Според посоката на въртене винтовете се разделят на леви и десни винтове. В сечението на острието има различни профили (виж фиг. 3.2.3.1).
Според формата на контурите на изправената повърхност витлата могат да бъдат симетрични и асиметрични (виж фиг. 3.2.3.2).
Конструкцията на витлата зависи от предназначението им, метода на производство, материала, формата на профила, напречното сечение на лопатките, броя на лопатките, съответствието на витлото с корпуса на кораба и механичния монтаж.
Витлата според предназначението им могат да бъдат направени както за високоскоростни плавателни съдове, които трябва да създадат определена скорост на плавателния съд, така и за теглене или теглене на плавателни съдове, които трябва да създадат определена спирачна или теглителна сила на витлото (ледоразбивачи влекачи, тласкачи и т.н.)
Лопатковите витла и задвижващите колони са били използвани на редица кораби, особено на влекачи, фериботи, плаващи кранове и подобни кораби.
Лопатковият витло позволява на кораба да се движи във всяка посока и съчетава скоростната кутия, самото витло, кормилното устройство, кърмовата предавка и опорния лагер.
Фигура 3.2.3.3 показва диаграма на лопатков пропелер (KD).
Недостатъкът на такъв витло е значителна тяга поради стърчащите в дъното лопатки на CD, рискът от повреда в плитка вода. Работата на задвижващата колона, както и нейният дизайн, са свързани с въртенето на витлото, което получава въртене от вала, който не преминава през мъртвата дървесина и през трансмисия, наподобяваща извънбордови двигатели (на лодки, лодки).
3.2.4- Материали за витла и перки
Жизнено важно условие за безаварийна и дълготрайна експлоатация на корабите е живучестта, издръжливостта и надеждността на корабните витла.
Витлата, в зависимост от класа - най-висок или обикновен, използвани за граждански кораби, се изработват от един или друг материал. Така като материали за витла се използват чугун, въглеродна стомана, неръждаема стомана, желязо-манганов месинг, алуминиев месинг, бронз, алуминиево-манганов, никел-алуминиев бронз, високоманганов бронз, специални медно-никелови сплави, пластмаси и др. .
Чугун - използва се за витла от обичайния клас, това се случва с нодуларен графит, чугун с висока якост (HF) с ламелен графит (сив чугун - MF).
Предимството на чугунените витла е тяхната ниска цена и проста технология на леене. Ковките чугуни имат висока устойчивост на корозия.
Недостатъкът е тяхната крехкост, ниска якост, когато се удрят в подводни препятствия, остриетата се счупват. Напоследък почти не се използват чугунени витла.
Стоманени - използват се за витла от обикновен и висок клас, в зависимост от категорията на стоманата.
Въглеродните стомани се използват за витла от обикновен клас. Регистърът не препоръчва използването на въглеродна стомана за витла на ледени кораби. Разрешено е използването на високолегирани и нисколегирани стомани с механични свойства и химичен съставв границите, изисквани от Правилника на регистъра.
Неръждаема стомана. Използването на неръждаеми стомани за витла от обикновен и по-висок клас дава значително увеличение на устойчивостта на корозия и ерозия, както и механичните свойства за витла от конвенционален клас вместо въглеродни стомани. И за винтове от най-висок клас вместо сплави от цветни дефицитни метали, а също и за повишаване на механичната якост.
Витлата от неръждаема стомана са устойчиви на корозия и ерозия, устойчиви на корозионно напукване, устойчиви на кавитационно увреждане. Обработката на витла от неръждаема стомана е по-трудна от обработката на витла от въглеродна стомана или медни сплави.
Цветни сплави. По-голямата част от витлата от висок клас са направени от сплави на основата на цветна мед. Витлата от цветни сплави имат редица предимства пред витлата, направени от други материали, особено витлата от въглеродна стомана. Имат висока устойчивост на корозия, по-добра обработка, добри леярски свойства, добра повърхност. Но високата консумация на скъпи цветни метали, недостатъчната якост, високите производствени разходи и склонността към корозионно напукване водят до необходимостта от търсене на нови сплави, които премахват тези недостатъци.
Съвременното производство на витла е обект на повишени изисквания не само към качеството на производството на витла, но се обръща специално внимание на избора на материали за производството на витла, склонни към обезцинкване и, като следствие, тяхното корозионно напукване в морска вода и отказ от умора от корозия.
Използването на специални алуминиеви бронзи освобождава витлата от посочените (за специалните месингови витла) недостатъци. Използването на легирани алуминиеви бронзи като "Новостон", "Нивелит", "Суперстон", "Никалиум", "Куниал" и други показа тяхната повишена устойчивост на износване. Въпреки това, всички витла, изработени от цветни сплави, имат един сериозен недостатък - използването на скъпи оскъдни материали.
Пластмаси. През последните години пластмасите (найлон, фибростъкло и други) се използват в известна степен за производството на малки витла (диаметър 1,2-2-2,5 m). Плътните пластмасови витла до известна степен не отстъпват на месинговите. Но докато индустрията ги произвежда в малки размери и в малки количества.
Пластмасовите витла са 3-4 пъти по-леки от металните, имат добра устойчивост на корозия и кавитация, добри амортизационни свойства, предпазват вала на витлото от счупване при удар на лопатките в твърдо препятствие.
Витлата също са направени от метална главина с подвижни пластмасови лопатки. Някои фирми започнаха да произвеждат витла с пластмасови остриета, които могат да се свалят от метал.
Някои пластмасови витла не са подсилени с фибростъкло, което им дава повишена устойчивост на удар на ръбовете на лопатките.
Като свързващи вещества се използват епоксидни съединения с нисък вискозитет.
Пластмасовите винтове се изработват в специални форми при високо налягане (до 75-80 atm). След производството пластмасовите витла не изискват допълнителна обработка и полиране на лопатките.
Витлата на задвижващите колони са направени от обичайния клас, по-рядко от най-високия клас. Следователно материалът за производство се използва като y за витла, монтирани на кораби с класическа версия на витлото.
За лопатковите витла се използват материали, които могат да издържат не само на натоварванията от впръскване и засмукване на вода, но също така изпитват големи натоварвания на огъване. Обикновено използваният материал е хромирана стомана или се използват специални сплави според спецификациите.
3.2.5. Начини за закрепване на витла.
Предаването на въртящ момент от двигателя към витлото се извършва с помощта на задвижване на вала в класическата схема, за разлика от предаванията към витло с перки, към гребно колело и др.
Безпроблемната работа на плавателния съд зависи от надеждното свързване на витлото към вала. Леглото на витлото обикновено е заострено към вала. Правилата на регистъра предвиждат конус на карданния вал при използване на шпонка 1:12, а при използване на безключова връзка - 1:15 при използване на крайна гайка и 1:50 при използване на монтаж без крайна гайка за безключова връзка .
Витловият вал се натоварва не само от предаването на въртящия момент от двигателя, но и от огъващия момент, създаден от теглото на витлото, както и от цикличното натоварване на витлото, създадено от бурни условия.
Така и винтът, и валът работят в трудни условия. Всички тези условия и самото естество на работа определят произтичащите от това повреди както на витлата, така и на витловите валове. Свързването на винтовете с карданния вал по време на кацането на ключа създава много проблеми, изразяващи се в появата на пукнатини в края на шпонковия канал на вала близо до големия конус. Тези дефекти са довели до факта, че сега шпонковият канал е направен в края под формата на "лъжица" и се нарича край на шпонковия канал с форма на лъжица (виж Фиг. 3.2.5.1)
Дизайнът на връзката на витлото с витловия вал на ключа, поради появата на пукнатини от умора, не отговаря на съвременните изисквания. Поради това все по-голям брой фирми и предприятия преминават към безключова връзка на витла с витлов вал, което намалява нивото на концентрация на напрежение. Използването на безключови връзки обаче изисква не само по-добра, по-точна обработка на конусите, но също така изисква определени условия за плътността на витлото върху конуса на витловия вал в сравнение със стегнатостта за свързване с ключ.
Степента на опън и аксиално движение зависи от редица фактори - от материала, от контактния натиск върху контактните повърхности на винта и вала, от диаметъра на конуса на вала, а за винтовете на медна основа - температурата на околната среда също има голямо влияние.
За намаляване на напреженията в конусната връзка, за намаляване на образуването на пукнатини от умора на валовете, много заводи и компании предлагат различни начинисвързване на витлото към вала на витлото.
Така че класическата (или обикновена) връзка на витлото с витловия вал е показана на фиг. 3.2.5.2
Тук аксиалната компресия на пръстените, създадена чрез затягане на гайката, причинява еластична деформация на вътрешния и външния пръстен в противоположни радиални посоки. Пръстените, след изместване по коничната повърхност един спрямо друг, компресират вала и винта. Силите на триене, възникващи под действието на радиални сили между коничните повърхности на пръстените, предават значителни въртящи моменти. По този начин е възможно да се прехвърли висока мощност на електроцентралата към задвижващия агрегат на голям модерен кораб.
Някои фабрики са започнали да използват еластомер (GEN-150 (V) за защита на коничната връзка от фретинг корозия (места на повишен цикличен контакт на две свързващи се части). Процесът на фретинг корозия е взаимодействието на продуктите на износване от контактно-циклично триене със средата на две чифтосващи се части.
Обещаващ метод за безключово свързване на витлото с вала на витлото може да бъде използването на закрепване на витлото към вала с помощта на епоксидно-полимерно лепило (EP-1) (виж фиг. 3.2.5.4.)
От особен интерес е монтирането на витлото върху вала на витлото върху междинна чугунена втулка (виж фиг. 3.2.5.5). Монтирането на витлото върху вала на витлото с конусовидна чугунена втулка, пресована в главината на витлото, има редица предимства, особено за витла от цветни сплави - месинг и бронз. Чугунената втулка може да се монтира чрез свиване в главината на витлото. В този случай, когато засадената чугунена втулка се охлади, поради значителната разлика в коефициента на разширение на чугуна и цветния метал, смущението на годността ще остане при всякакви температурни промени в средата. И поради по-високия коефициент на триене на двойката стомана (вал) - чугун (втулка) в сравнение с двойките стомана (вал) - бронз (винт) или месинг, става възможно да се прехвърли повече въртящ момент върху вала със същата плътност, по време на кацане.
Много компании се опитват да приложат редица нови начини за свързване на витлото към вала. В близост до главината има карданен вал с удебелена част (фиг. 3.2.5.6)
Вал за витло "тандем" (фиг. 3.2.5.7), има фланцова връзка между витлото и вала. Редица конструкции осигуряват намаляване на огъващия момент. Използва се карданен вал с монолитна кована главина и подвижни лопатки (фиг. 3.2.5.8).
Заключването и закрепването на витлото върху вала се извършва с крайна гайка. За закрепване, както и за монтиране на перката върху вала се използват различни видове гайки. Моментът на затягане на гайката се регулира нормативни документи. Крайната гайка се затяга до определен въртящ момент, в зависимост от размера на витлото, вала, предаваната мощност, начина на монтиране на витлото върху вала, шпонкова или безключова връзка и др.
След монтиране на витлото върху конуса на вала на витлото (след осигуряване на необходимото аксиално движение, което регулира качеството на прилягане - свързването на свързващите части), крайната гайка се завинтва до упор в главината на витлото и с помощта на гаечен ключ, затягането се извършва поради момента, създаден от рамото на гаечния ключ и силата, приложена към ключа. Обикновено при средни и големи плавателни съдове силата се създава от подемници.
След затягане гайката трябва да приляга плътно към края на главината на витлото. Разрешено е разстояние от 0,05 mm до 0,1 mm между края на гайката и главината на винта за дължина не повече от 2/3 от периметъра на гайката. Обикновено моментът на затягане на гайката не надвишава 20-30 KNm (2-3 tf. m).
За да се осигури надеждна работа на връзката, дюзата на витлото на конуса на вала на витлото се изпълнява с определена плътност.
Има основно два начина за монтиране и създаване на интерферентно прилягане във връзката: хидравлично натискане със затягане на гайката или натискане на винта върху конуса с помощта на клинове (винтове) и др.
При избора на количеството намеса, което се определя от аксиалното движение на винта по конуса на вала, за витла, температурният ефект има голямо влияние, особено за витла, изработени от цветни сплави.
Методът на хидравличната преса предвижда специално оборудване и подготовка на витлото за този метод на кацане. Тук се нуждаете от крик, обикновено хидравличен, помпа, която доставя масло към съединителя между главината на витлото и конуса на вала на витлото (фиг. 3.2.5.9).
След монтирането на витлото върху вала на витлото се монтира пръстеновиден хидравличен крик от задната страна и се закрепва със специална гайка към стеблото на вала на витлото. След настройка на нулевата позиция на витлото, към съединителя между главината на витлото и конуса на вала на витлото се подава масло под проектното налягане, което "разпръсква" главината и след това масло се подава под определено налягане към крика. Така главината се придвижва към носа по конуса на вала.
Заключването и закрепването на витлото върху вала се извършва с крайна гайка. За закрепване, както и за монтиране на перката върху вала се използват различни видове гайки. Моментът на затягане на гайките се регулира от нормативни документи. Крайната гайка се затяга с определен въртящ момент, в зависимост от размера на витлото, вала, предаваната мощност, начина на монтиране на витлото върху вала. връзка с ключ или без ключ и др.
След монтирането на витлото на вала на витлото от задната страна се монтира пръстеновиден хидравличен крик и се закрепва със специална гайка към стеблото на вала на витлото. След настройка на нулево положение на перката, маслото е под изчисленото налягане! се подава в конектора между главината на витлото и конуса на вала на витлото, който, подобно на i, "разпръсква" главината и след това масло се подава под определено налягане към крика. Така главината се придвижва към носа по конуса на вала.
Това движение се контролира, изчислява се, изчислява се за всеки типичен винт, вал, а също и в зависимост от шпонковата или безключова връзка на винта с вала. След преместване на винта до желаната стойност, налягането се отстранява от кухината на главината, винтът плътно „компресира“ конуса на карданния вал, след което налягането се отстранява от крика и крайната гайка се завинтва. Понякога вместо вале се използва специален ганк жак.
Когато витлото се компресира не по метода на хидропреса, а с помощта на гайка, клинове и др., Движението на витлото по конуса на вала може да се извърши чрез нагряване на главината на витлото и компресиране на гайката и др. метод.
За големите модерни кораби все повече се използва методът на хидравличната преса за монтиране на винта върху вала.
След като затегнете крайната гайка, тя със сигурност ще се заключи към главината на витлото.
Всички главини на витла имат специален отвор за запълване на свободните кухини между главината и конуса на вала с инертна по отношение на корозията маса. Кухината под обтекателя, която покрива гайката и е като че ли продължение на главината на витлото, се запълва със същата маса (виж фиг. 3.2.5.10)
Като инертна маса се използва PVC смазка или смазка за пистолет, доставяна при температура 70-80 ° C през отвор в главината.
Обтекателят е прикрепен към главината на витлото с болтове, които трябва да бъдат блокирани срещу самовръщане. Заключването се извършва с шплинт или с помощта на контрагайки. Всички крепежни елементи на уплътненията трябва да бъдат надеждно заключени срещу самовръщане.
Монтираният обтекател не само придава на главината рационализирана форма, но също така предпазва крайната гайка от навлизане на вода и корозия върху резбовия конец на вала на витлото. Уплътнението се постига чрез уплътняване на връзката на обтекателя и задния край на главината на витлото. На обтекателя е направена яка, която влиза във вдлъбнатина на главината с монтирано гумено уплътнение. Кухината на обтекателя се запълва с PVC грес или оръжейна грес, нагрята до 70-80°C през специални отвори, впоследствие затворени със запушалка (както и кухината на главината) (виж фиг. 3.2.5.P).
Осигурено е и специално уплътнение отстрани на носа на главината.
Такива уплътнения предпазват повърхностите на конусите на витловия вал и витлото от морска вода, а също така създават стегнатост по време на хидропресово прилягане на витлото върху вала.
Има голямо разнообразие от видове уплътнения (вижте Фиг. 3.2.5.12 A, B, C, D, E, E).
В зависимост от конструкцията на задвижващия механизъм, кърмовия механизъм, регистърът изисква тези механизми да се представят в разглобен вид за проверка на определена честота.
Проверяват се карданният вал, лагерите, измерват се хлабините в лагерите, измерва се износването на триещите се части. Главината VRSh трябва да се отвори. Честотата на разглобяване е както следва: за валове с масивна облицовка или маслено смазване в края; изваждане на витлото с подробно представяне на лагерите, изваждане на витлото от конуса на вала; за пътнически кораби и кораби, извършващи ледоразбиващи операции и систематично плаващи в ледови условия - веднъж на всеки 3 години, за всички останали кораби - веднъж на всеки 4 години или повече.
Ако накладките на валовете са композитни - не непрекъснати и с водно смазване - веднъж на 2 години. Регистърът проверява работата на задвижващото устройство по време на акостиране и морски изпитания.
Shafting е един от основни елементизадвижващ комплекс. Основната цел на валовете е предаването на механична енергия от главния двигател към витлото и прехвърлянето на стопа, развит от витлото, към корпуса на кораба.
междинен вал
В съответствие с Правилата за класификация и конструкция на корабите за вътрешно плаване на Руския речен регистър (наричан по-долу PSVP), диаметърът на междинния вал d и т.н. трябва да бъде най-малко:
където R m = 570 MPa - временно съпротивление на материала на вала (стомана 45X),
k = 130 - междинен вал с ковани фланци;
C EW = 1.05 - печалба;
P = 700 kW - проектна мощност, предавана от вала;
n \u003d 174 min -1 - честотата на въртене на междинния вал.
d i - диаметър на аксиалния отвор на вала.
d r е външният диаметър на вала.
За допълнителни изчисления приемаме диаметъра на междинния вал d pr \u003d 170 mm
напорен вал
Диаметърът на упорния вал се изчислява по същата формула като диаметъра на междинния вал. За аксиален вал в търкалящи лагери (3.2.2, стр.34) k=142. Така получаваме:
За по-нататъшни изчисления се взема d pack = 185 mm.
карданен вал
В съответствие с PSVP диаметърът на карданния вал се определя по същата формула като диаметъра на междинния елемент:
където k = 160 е вал на витлото с дължина повече от 4 диаметъра на вала на витлото от носовия край на главината на витлото.
За по-нататъшни изчисления приемаме диаметъра на гребния вал d gr = 205 mm.
В съответствие с параграф 3.5.1. PSVP конусът на вала на витлото за витлото трябва да бъде направен с конус не повече от 1:12.
За защита на вала от корозия е избрана бронзова облицовка. В съответствие с параграф 3.3.3. PSVP дебелината на бронзовата облицовка трябва да бъде най-малко:
където d gr \u003d 205 mm е действителният диаметър на вала на витлото.
Дебелината на бронзовата обшивка се приема за s = 14 mm.
Дебелината на облицовката между лагерите може да бъде:
S "= 0,75. 14 = 10,5 mm. Приемете 11 mm.
Дебелината на свързващите фланци на междинния и вътрешния край на карданния вал трябва да бъде най-малко най-голямата от следните:
0,2. d pr \u003d 0,2. 170=34мм
където: d pr - диаметърът на междинния вал;
R MV - временно съпротивление на материала на вала, MPa;
R mb - временно съпротивление на материала на болта, MPa;
i е броят на болтовете във връзката;
D - диаметър на централния кръг на свързващите болтове, mm.
Приемам d B = 35 мм.
Приемам 8 броя болтове с резба М35 за връзка.
Конусът на валовете е 1:10, така че валовете могат да бъдат свързани към съединителя с крайни гайки.
Валови елементи
Аксиален лагер
Избран е аксиален лагер с диаметър на аксиалната шийка 400 mm.
Максимален стоп Р max = 200 kN.
Аксиални лагери
Като опорни лагери се използват плъзгащи лагери със система за смазване с фитилни пръстени. Лагерът се избира според диаметъра на междинния вал d pr = 170 mm съгласно OST 5.4153-75.
Според FSWP максималното разстояние между съседни лагери е:
където k 1 = 450 коефициент за плъзгащи лагери.
d r \u003d d pr \u003d 170 mm - диаметър на вала.
Минимално разстояние между съседни лагери:
Тъй като разстоянието от упорния лагер до кърмовия лагер не надвишава 6000 mm, ние приемаме за монтаж един упорен лагер съгласно OST 5.4153-75.
Изчисляване на спирачното устройство
Съгласно PSVP всеки вал трябва да включва спирачно или блокиращо устройство, което предотвратява въртенето на валовете в случай на повреда на главния двигател.
Приемаме скоростта на теглене v = 3 m/s.
При теглене на кораб с изключен главен двигател, витлото под действието на настъпващия поток създава въртящ момент:
където k m = 0,027 - моментен коефициент,
c \u003d 1 t / m 3 - плътност на водата,
D B \u003d 2,408 m - диаметър на витлото,
w = 0,25 - коефициент на съпътстващ поток.
Диаметър на спирачката въз основа на въртящия момент:
където p \u003d 7500 kPa е допустимото специфично налягане,
f = 0,4 - коефициент на триене (стомана-ферадо),
k \u003d 0,11 - съотношението на ширината на игото към диаметъра на спирачката,
b \u003d 100 0 \u003d 1,7 rad - ъгълът на увиване на спирачната челюст.
Тъй като спирачното устройство е монтирано на фланцовото съединение на витлото и междинните валове, ние вземаме диаметъра на спирачката, равен на диаметъра на фланеца.
D T \u003d D Ф \u003d 0,62 m.
Сила на триене:
Сила на затягане (според формулата на Ойлер):
където b \u003d 1,7 rad е ъгълът на обвиване на фрикционната подложка.
За компресиране на подложките използваме винт с резба M30.
Стъпка на резбата s = 3,5 мм.
Средният диаметър се приема d cf = 0,9d = 0,9 30 = 27 mm.
Ъгъл на спиралата:
Ъгъл на триене на резбата:
където в \u003d 60 0 \u003d 1,05 rad е ъгълът на профила на резбата,
m = 0,25 - коефициент на триене
Въртящ момент:
Въртящ момент:
Дължина на L-рамото, m
P s? 0.735kN за 1 човек
Дизайнът на спирачката е показан на фигура 1.
Ориз. един
Проверка на валовете за критична скорост
За да се определи критичната честота на въртене на вала на витлото по време на напречни вибрации, валът условно се заменя с двулагерна греда с един надвиснал край. Изчислителната схема на гредата е показана на фигура 2.
Ориз. 2
l1 = 11,27 m, l2 = 1,38 m.
тегло на витлото.
0Валът на кораба се използва за пренос на енергия от главния двигател към задвижващия агрегат. Линията на вала включва валове, лагери и витло. Чрез вала се предава и тягата от витлото към корпуса на кораба.
Валът се състои от упорен вал, няколко междинни вала и витлов вал, които се въртят съответно върху опорни, опорни и кърмови лагери. Кърмата е уплътнена с уплътнения от двете страни. Всички елементи на валовете са показани на фиг. 11.1.
Аксиални лагери.Тези лагери се използват за прехвърляне на спирането, което възниква по време на работа на витлото, към корпуса на кораба, така че опорният лагер трябва да бъде със солидна конструкция и да бъде монтиран върху достатъчно твърда опора. Лагерът може да бъде направен отделно или да образува единна конструкция с главния двигател. Лагерът трябва да бъде проектиран за предаване на ограничителя при движение напред и назад, както и за различни натоварвания, включително аварийни.
Самостоятелният корпус на опорния лагер (фиг. 11.2) се състои от две половини, свързани с прецизни болтове. Натоварването на тягата се поема от тягови подложки, благодарение на които може да се променя ъгълът на наклона. Тези възглавници са монтирани в водачи или върху опори и са облицовани с бял метал. В показаната на фиг. 11.2 от конструкцията, упорните подложки заемат три четвърти от обиколката и прехвърлят цялата тяга към долната част на корпуса на лагера. В други конструкции, натискащите подложки са разположени по цялата обиколка. Маслото, отнесено от натискащия гребен, се отстранява от него със скрепер и се насочва към дистанционера, държащ възглавниците. От тук маслото се насочва към възглавниците и лагерите. Упорният вал има фланци, с които се закрепва към фланците на валовете на двигателя или скоростната кутия или към фланеца на междинния вал.
Когато аксиалният лагер е част от главния двигател, корпусът на лагера представлява продължение на фундаментната рамка, към която е закрепен с болтове. Принудителното смазване на този лагер се извършва от системата за смазване на двигателя, а в противен случай конструкцията на лагера е същата като тази на независимия лагер.
Ориз. 11.1. Схема на валове:
1 - кърмови лагери, поддържащи вала и витлото; 2 - кърмов ръкав; 3 - носова втулка (не винаги е инсталирана); 4 - кърмова тръба; 5 - карданен вал; 6 - кърмова стойка; 7 - задната преграда; 8 - междинен вал; 9 - опорни лагери (не винаги монтирани); 10 - напорен вал; 11 - двигател с вътрешно горене, директно предаващ мощност към вала на витлото; 12 - двигател с вътрешно горене или турбина с предаване на мощност към вала чрез скоростна кутия; 13 - главен двигател; 14 - независим аксиален лагер, който служи за прехвърляне на ограничителя на витлото към корпуса на кораба; 15 - междинни опорни лагери, поддържащи вала отдолу; 16 - опорен лагер на кърмата, поддържащ вала отгоре и отдолу; 17 - жлеза на кърмовата тръба в машинното отделение; I - мощност на двигателя; II - винтов ограничител
Опорни лагери.Не всички опорни лагери на валове са с еднакъв дизайн. Екстремният заден опорен лагер има както долна, така и горна втулка, тъй като той трябва да възприема както масата на витлото, така и вертикалния компонент на ограничителя, когато витлото работи, насочено нагоре. Други опорни лагери служат само за поддържане на масата на вала и следователно имат само долни черупки.
Един от опорните лагери на средния вал е показан на фиг. 11.3. Обичайната лагерна обвивка тук се заменя с възглавници върху шарнирна опора.
Ориз. 11.2. Аксиален лагер:
1 - индикатор за нивото на маслото; 2 - скрепер за масло; 3 - тяга гребен 4 - дефлектор; 5 - вал; 6 - запушалка на устойчиви възглавници; 7 - упорна подложка; 8 - охлаждаща намотка; 9 - опорна лагерна обвивка
Ориз. 11.3. Аксиален лагер:
1 - маслен пръстен; 2 - скрепер за масло; 3 - дефлектор; 4 - шарнирни опорни подложки
Такива възглавници по-добре възприемат претоварванията и допринасят за поддържането на масления клин с достатъчна дебелина. Смазването се извършва от маслена баня, разположена в долната част на корпуса. С помощта на пръстен, спуснат във ваната, маслото се пренася нагоре по време на въртенето на вала и навлиза в смазката. Маслото се охлажда в тръбен тип хладилник, поставен във вана, през която преминава външна вода.
Лагерите на Sterntube изпълняват две основни функции: поддържат вала на витлото; действа като уплътнителна кутия, която предотвратява навлизането на морска вода в машинното отделение по протежение на шахтата. В лагера на кърмовата тръба преди това като облицовка е използвано дърво от бакут (характеризиращо се с особено висока плътност), а смазването е извършено с вода извън борда. Използваните наскоро лагери използват втулки, напълнени с бял метал, смазани с масло. Една такава конструкция на лагера е показана на фиг. 11.4.
Маслото се подава към лагерната втулка през външните канали, разположени аксиално, и през радиалните странични отвори от двете страни във вътрешните аксиални канали. В края на ръкава маслото излиза и се насочва към помпата и масления охладител. Системата за смазване има два резервоара за масло под налягане и един резервоар за масло е достатъчен, за да поддържа системата работеща в случай на повреда на маслената помпа.
Ориз. 11.4. Смазан с масло заден тръбен лагер:
I - доставка на масло; II - изход за масло; III - източване на маслото през изпускателния клапан
На всеки от резервоарите е монтирана аларма, предупреждаваща за спадане на нивото на маслото под допустимото.
На външния и вътрешния край на карданния вал са монтирани специални уплътнения. Налягането на смазването е зададено малко над статичното налягане на морската вода, за да се предотврати навлизането на вода в кърмовата тръба, ако уплътнението е повредено.
Валове на валовете.Като част от валовете в зоната между упорния и гребния вал, в зависимост от местоположението на машинното отделение на кораба, може да има един или повече междинни валове. Всички твърди ковани стоманени валове с интегрирани фланци са свързани с ковани стоманени прецизни болтове. Всеки междинен вал е с фланци от двете страни и, ако се поддържа от лагер, диаметърът му се увеличава в тази точка.
Карданният вал също има фланец за свързването му към междинния вал. Другият край на вала на витлото е заострен, за да съответства на заострения отвор в главината на витлото. В края на заострената опашка на вала има резба за гайка, която закрепва перката към вала.
Използвана литература: "Основи на корабната техника"
Изтегляне на резюме: Нямате достъп за изтегляне на файлове от нашия сървър.
карданен вал
Аксиални лагери
Служат като опори за междинни валове;
Аксиален вал и лагери
Те служат за предаване на налягането, генерирано от витлото, към корпуса на кораба;
Deadwood устройство
Служи за поддържане на гребния вал (или междинен) и уплътняване на изходната точка на последния от корпуса на кораба. На местата, където валът преминава през водонепроницаеми прегради, са монтирани преградни жлези.
Дължината на валовете зависи от архитектурата на съда и неговите размери. С задното разположение на МО - може да достигне 12-20 метра; със средно 50-70 метра. При големи дължини валът се поставя в коридора ( коридор на карданния вал), което го предпазва от повреда и е запечатано.
Натоварвания, действащи върху вала
По време на работа на вала върху него действат следните натоварвания: основен- въртящ момент, предаван от витлото; хидродинамични сили, които възникват по време на работа на винта; теглото на валовете, витлото и другите механизми, закрепени към валовете. Помощни- огъващи моменти в резултат на несъосност на валовете; натоварвания в резултат на дисбаланс на витлото; усилия, дължащи се на работата на витлото при наклонен поток и по време на накланяне. Случаен- силите, възникващи от удара на лопатките на витлото върху твърди предмети.
Литература
- "Морски енциклопедичен речник", Ленинград, "Корабостроене", 1991 г.
Връзки
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво е "вал (кораб)" в други речници:
Структурен комплекс, който осигурява предаването на въртящ момент от двигателя на кораба към витлото. Валовете се състоят от система от валове, свързани с болтове на фланци. Като цяло той включва витлов вал, междинен вал и упорен вал ... ... Морски речник
валиране на кораби- устройство, свързващо главния корабен двигател със задвижващия агрегат. Проектиран да предава въртящ момент от главния двигател към витлото, както и да възприема спирането, създадено от витлото, и да го прехвърля към корпуса на кораба. Като част от Валопровод… Морски енциклопедичен справочник
валиране на кораби- 1. Корабен вал Структурен комплекс, който кинематично свързва главния двигател със задвижващия агрегат и е предназначен да предава въртящи моменти и аксиални натоварвания, възникващи по време на работата на корабната задвижваща система (по-нататък ... ...
ГОСТ 24154-80 Корабни шахти. Термини и дефиниции- Терминология GOST 24154 80: Корабни валове. Термини и определения оригинален документ: 12. II удължителен вал Къс вал с надбавка за дължина, вграден в линията на вала, когато е сглобен с монтаж на място по време на монтажа на вала ... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация
- (Тунел на гребния вал) водонепропусклив тунел, в който валът на кораба минава от машинното отделение до преградата след пика. Той изолира шахтата от съседни помещения, дава възможност за проверка, като в същото време защитава ... ... Морски речник
„Морски двигател“ пренасочва тук. Тази тема се нуждае от отделна статия. Корабната електроцентрала е комплекс от машини, механизми, топлообменници, енергийни източници, устройства и тръбопроводи и други системи ... ... Wikipedia
- ... Уикипедия
Плаваща конструкция, предназначена за превоз на товари и пътници, риболов на риба и морски животни, извършване на спомагателна работа с други плавателни съдове, осигуряване водни пътищаусловия за доставка, както и за спорт, отдих, туризъм и др. ... ... Енциклопедия на техниката
