2.5. Расчет элементов валопровода

По правилам Регистра и иностранных классификационных обществ основным расчетным диаметром валопровода является диаметр промежуточного вала. В зависимости от него определяют диаметры других валов. В соответствии с указанными правилами наименьший диаметр промежуточного вала определяется по формуле

10^-2, (2.12)

где N - передаваемая мощность, кВт; n - частота вращения вала, об/мин;

 - коэффициент, учитывающий неравномерность крутящего момента.

Для турбинных установок, установок с электропередачей и муфтами скольжения  = 0. Для установок с ДВС значение находят по формуле

 = ( - 1)q. (2.13)

Коэффициент q в среднем можно принять равным 0,5. Коэффициент  может быть приближенно определен по таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Значения коэффициента 

Число	Двигатели		Число	Двигатели
цилиндров	четырех-тактные	двух- тактные	цилиндров	четырех- тактные	двух- тактные
4	2,4	1,8	9	1,85	1,15
6	2,15	1,5	10	1,6	1,15
7	2,1	1,3	11	1,5	1,1
8	2,0	1,2	12	1,4	1,05

Приведенная выше формула для определения диаметра промежуточного вала справедлива в том случае, если вал изготовлен из стали с пределом прочности до 430 МПа.

Диаметр промежуточного вала, изготовленного из стали, с пределом прочно

сти более 430 МПа, может быть определен по формуле

, (2.14)

где _в - предел прочности при растяжении, МПа;

d_пр - диаметр промежуточного вала, определенный по формуле (2.12).

Диаметр упорного вала d_уп должен быть не менее

d_уп = 1,1d_пр.

В дизельных установках диаметр упорного вала не должен быть меньше диаметра коленчатого вала. Диаметр гребного вала d_гр должен быть не менее определенного по формуле

d_гр  1,12 d_пр + kD_в10^-2, (2.15)

где D_в - диаметр гребного винта, см; k = 0,007 - для валов со сплошной облицовкой; k = 0,01 - для валов без сплошной облицовки.

Диаметры валов для судов с ледовым усилением должны быть увеличены по сравнению с определенными по приведенным формулам согласно данным таблицы 2.2.

Таблица 2.2 - Увеличение диаметра валов для различных категорий ледовых

усилений

Т и п	Увеличение диаметра валов, %
в а л а	Категория ледовых усилений
	Ice2	Ice3	Arc4	Arc5
Упорный	-	4	8	10
Промежуточный	-	4	8	10
Гребной	5	8	15	20

Пример: определить диаметры гребного, промежуточного и упорного валов

одновальной энергетической установки БМРТ. Судно имеет категорию ледового усиления Arc4. В качестве главного двигателя применяется четырехтактный, шестицилиндровый двигатель эффективной мощностью 1500 кВт с частотой вращения 300 об/мин с прямой передачей мощности движителю. В качестве движителя применяется ВРШ диаметром 3,12 м. Валопровод изготовлен из углеродистой стали с пределом прочности до 430 МПа.

Диаметр промежуточного вала определится по формуле (2.12)

, м,

где неравномерность крутящего момента рассчитана по формуле (2.13)

 = (2,15 – 1)0,5 = 0,575.

Диаметр упорного вала d_уп = 1,10,286 = 0,315, м.

Диаметр гребного вала при наличии сплошной бронзовой облицовке определится по формуле (2.15)

d_гр = 1,120,286 + 0,0070,312 = 0,3225, м.

С учетом ледового усиления диаметры валов составляют

d_пр = 1,080,286 = 0,31, м;

d_уп = 1,080,315 = 0,34, м;

d_гр = 1,150,3225 = 0,37, м.