3. Расчёт тормоза валопровода
Для стопорения валопроводов в аварийных ситуациях (повреждение винта или валопровода, ремонта их и т.п.) их оборудуют тормозом. Большинство тормозов валопроводов работает по принципу сухого механического трения, их часто совмещают с фланцевым соединением.
Цель расчёта – определить конструктивные параметры тормоза и обеспечить требования Правил Регистра по усилию затяжки. Расчёт ведется в следующей последовательности.
1.
Определяется момент на гребном валу,
кН·м,
создаваемый застопоренным гребным
винтом,
,
где km
–
коэффициент момента застопоренных
четырёх- и трёхлопастных гребных винтов
в зависимости от дискового θ
и
шагового Н/Dв
отношений
(рис.10); ψ
=
0,2 – коэффициент попутного потока;
-
скорость движения судна с застопоренным
гребным винтом, равная обычно 3…4 м/с;
Dв
- диаметр винта, м; ρ – плотность воды,
кг/м3.
2. Находится (рис. 11) диаметр тормозного диска, м:
,
где
f
-
коэффициент трения, принимаемый для
стали по стали (бугели без фрикционной
ленты) равным 0,15…0,18; для асбестовой
ленты по стали – 0,32…0,35; для ленты ферродо
по стали – 0,4;
–
угол охвата одного бугеля, рад
(обычно
2…2,5
рад); k
= bт/Dт
- отношение ширины тормозной ленты к
диаметру тормоза, k
= 0,12 ÷ 0,14; p
=
(6…8)10
кПа
– среднее допускаемое давление на
тормозную поверхность.
3.
Определяются необходимые силы, кН, для
торможения ленты
=
и
затяжки винта 2
(рис.11), в формуле e
= 2,7– основание натурального логарифма.
Рис.10.
Значения
Рис. 11. Тормоз валопровода:
1 - гайка стяжного винта; 2 – стяжной винт; 3 – штырь стяжного винта;
4 - фрикционные колодки; 5 - бугель с головкой для штыря;6- штыри;
7 – фундамент; 8 – бугель с головкой для стяжного винта
4.
Рассчитывается момент затяжки стяжного
винта тормозной ленты, кН·м,
где
и δ
-
углы соответственно подъёма винтовой
линии (нарезки) и трения, град. Необходимые
величины углов можно найти из соотношений:
здесь
s
– шаг резьбы, мм;
- средний диаметр нарезки винта, мм;
-
угол профиля при треугольной резьбе;
коэффициент трения в стальной резьбе.
5. Определяется усилие затяжки на рукоятке:
где L – длина рукоятки, м.
Усилие
затяжки на 1 чел. не должно превышать
кН. Допускается работа на тормозе не
более 2 человек, следовательно,
кН.
4. Список литературы
1. Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки: учебник СПб ГМТУ / В.К. Румб [и др.] – СПб., 2007. – 622 с.
2. Голубев, Н.В. Проектирование энергетических установок морских судов (Общие вопросы) / Н.В. Голубев – Л.: Судостроение, 1980. – 311 с.
3. Малахов, И.И. Проектирование судовых энергетических установок: метод. указания по курсовому проекту по дисциплине «Судовые энергетические установки» для студентов, обучающихся по специальности 180403 «Эксплуатация судовых энергетических установок» / И.И. Малахов. – Омск: омский институт водного транспорта (филиал) ФГОУ ВПО «НГАВТ», 2010. – 58 с.