4.2 Соединение гребного винта с валом
В соответствии с пунктом 5.2.13 Правил [1], конус гребного вала под гребной винт выполняется с конусностью 1:15.
Во избежание попадания воды на конус гребного вала предусматриваются уплотнения.
4.3 Подшипники валов
Длина
ближайшего к движителю подшипника
принимается по таблице 5.6.1 Правил [1].
Для резинометаллического подшипника
.
Здесь
–
длина подшипника,
–
расчетный диаметр вала в районе
подшипника.
.
Охлаждение
дейдвудных подшипников водой,
принудительное.
В соответствии с пунктом 5.5.2 Правил [1], расстояние между силами реакций соседних подшипников должно удовлетворять условию:
где
–
расстояние между подшипниками, м; а
=
1– коэффициент, принимаемый для полых
валов равный
,где
–
отношение диаметров отверстия
и наружной поверхности вала
;
–
диаметр
вала между подшипниками;
–
коэффициент при
об/мин.
м
4.4 Тормозное устройство
Тормозное устройство устанавливается на фланцевом соединении дейдвудного и упорного вала. В качестве тормозного устройства используется тормоз бугельной конструкции. Тормозное устройство необходимо для затормаживания вала при ремонте или буксировке судна.
4.5 Проверка вала на критическую частоту вращения
Для определения критической частоты вращения гребного вала при поперечных колебаниях валопровод условно заменяется двухопорной балкой с одним свешивающимся концом. Частота вращения вала, при которой возникают его поперечные колебания, вычисляется по формуле:
мин-1
где:
-
расстояние от середины опоры в кронштейне
до центра масс гребного винта;
-
остальная длина гребного вала;
-интенсивность
нагрузки вала собственной массой пролета
вала
длиной
,кНм;
-
плотность стали;
;
-
интенсивность нагрузки вала собственной
массой пролета вала
длиной
,
кНм;
,
где
- диаметр винта;
-
дисковое отношение;
;
;
-
экваториальный момент инерции сечения
вала относительно
его оси, м4;
;
-
модуль упругости материала вала;
Критическая
частота вращения вала должна быть больше
ее номинального значения
:
,
Условие критической частоты вращения выполняется.
Устройство и элементы валопровода показаны на чертеже КП-НГТУ-26.03.02-(17-КС-1)-09-2020.
Спецификация к чертежу дана в приложении.
4.6 Проверка вала на продольную устойчивость
Необходимость проверки вала на продольную устойчивость устанавливается в зависимости от его гибкости:
где
–
максимальная длина пролета между
опорами, м;
–
радиус
инерции сечения вала, м:
,
где F – площадь поперечного сечения, м2.
,
.
.
Так как < = 80, рассчитывать вал на продольную устойчивость не требуется.
5 Выбор вспомогательных механизмов, оборудования и устройств систем сэу
5.1 Выбор Судовой электростанции
По Правилам [1] допускается применение как переменного, так и постоянного тока. Исходя из условия наименьших потерь тока, принимаем род тока - переменный с частотой 50 Гц.
Исходя из требований Регистра, и данных по устанавливаемому оборудованию принимаем переменный ток с линейным напряжением 400 В.
Судовая электростанция должна удовлетворять следующим требованиям:
– загрузка работающих генераторов должна составлять не менее 60-70% их номинальной мощности;
– число установленных генераторов должно быть минимальным, и они должны быть однотипными;
– на каждом режиме (кроме аварийного) в резерве должно быть не менее одного генератора, способного заменить наибольший по мощности из работающих.
Произведем расчет потребной мощности судовой электростанции (СЭС):
а) в ходовом режиме:
,
где
- для ДУ транспортных судов принимается
от 20 до 50 кВт. Принимаем
;
-
коэффициент, для большинства транспортных
судов лежит в пределах 0,03... 0,055. Принимаем
;
-
суммарная эффективная мощность ГД;
.
б) в стояночном режиме:
где
- для транспортных судов она составляет
15...30 кВт. Принимаем 25 кВт;
-
коэффициент, зависящий от типа судна,
для танкеров принимается от 0,015…0,02.
Принимаем 0,02;
– дедвейт
судна;
.
По
мощности судовой электростанции в
ходовом режиме
(
)
и в режиме стоянки (
)
выбираем тип дизель - генератора
из
каталогов.
В качестве одного основного и одного резервного дизель - генератора выбираем судовой дизель-генератор G275QS / G275QBVO5.
Основные технические характеристики дизель – генератора, приведены в таблице 5.1.1, внешний вид показан на рисунке 3.1.1.
Таблица 5.1.1 – Основные технические характеристики ДГ
Рисунок 5.1.1 – характеристики двигателя ДГ
Рисунок 5.1.2 - Судовой дизель-генератор G275QS / G275QBVO5
Мощность аварийного дизель-генератора принимается равной:
;
.
В качестве аварийного дизель-генератора, располагающегося на главной палубе, принимаем дизель-генератор G33QS. Основные технические характеристики дизель – генератора, приведены в таблице 5.1.2 и его вид на рисунке 5.1.2.
Рисунок 5.1.3 – Судовой аварийный дизель-генератор G335QS
Таблица 5.1.2 – Основные технические характеристики G33QS
Рисунок 5.1.4 – характеристики двигателя аварийного ДГ
При выходе из строя аварийного дизель-генератора, в качестве аварийных источников тока используются аккумуляторные батареи.
Потребная ёмкость аккумуляторных батарей определяется по формуле:
,
Aч,
где v = 12 В - напряжение на клеммах;
t = 3 ч - потребное время работы аккумуляторов;
k1 = 0,9 - коэффициент, учитывающий саморазряд;
=
Вт – мощность аварийного дизель-генератора;
k2 = 0,85 - коэффициент, учитывающий снижение ёмкости за время кратковременных разрядов.
=
9,2 кАч.