6.2. Разработка конструктивной схемы валопровода
Данный этап преследует цель построение расчетной схемы для реализации последующих этапов проектирования. В процессе разработки конструкции нужно определиться с типом и расположением опорных подшипников, размерами и конструкцией дейдвудных устройств, конструкцией отдельных валов.
Рассмотрим последовательность выполнения этого этапа на примере морского транспортного судна с закрытым типом кормового образования, представленном на рис. 6.4.
На рисунке определена общая протяженность валопровода, выделен гребной вал, валопровод расположен в пространстве, к нему подмонтированы с одной стороны движитель, а с другой главный двигатель. В данной реализации, для судна с закрытой кормой длина валопровода является минимально возможной. Её можно изменить, но только в большую сторону.
Общая длина промежуточных валов может быть получена из общей длины валопровода за вычетом длины гребного вала. Разделение суммарной длины промежуточных валов на ряд отдельных валов происходит на основе анализа расстояния между опорами. На каждом валу должны быть две опоры, иначе затруднены монтаж и разборка валопровода. Однако расстояние между точками приложения сил на соседних опорах ограничено в Правилах Регистра как сверху, так и снизу:
(1)
где Lмоп
– расстояние между точками приложения
сил на пролете вала; d
– минимальный диаметр вала на пролете,
мм; q-
коэффициент, зависящий от частоты
вращения вала, принимается равным 14 при
и
при большей частоте; b
- отношение
диаметра расточки к наружному диаметру
вала.
В дейдвудной трубе могут быть расположены не более двух подшипников. При малой длине ахтерпика одна из опор дейдвуда может быть вынесена в помещение МКО. На каждом промежуточном валу должны быть две опоры, расположенные симметрично на расстоянии Lпр/4 от краев вала. В случае, если расстояние между опорами больше максимально допустимого в соответствии с формулой (1), промежуточный вал нужно разделить на два и больше участков, каждый со своими фланцами и опорами. Число промежуточных валов определяется правой частью ограничения (1). Если же расстояние между опорами меньше минимального значения в соответствии с (1), то одну из опор нужно сделать монтажной, как это показано на рис.6.8. После завершения монтажа из неё удаляют опорные вкладыши. Эксплуатация этого подшипника ведется без вкладышей, которые возвращают на место только при разборке и сборке валопровода.
В качестве антифрикционного материала для подшипников дейдвудной трубы и кронштейна могут применяться баббит, бакаут, резина, капролон, а также другие, одобренные Регистром, синтетические материалы. Характеристики подшипников дейдвуда, выполненные из этих материалов, приведены в табл.6.1.
В табл.6.1 приведена
l/d
длина опорной
части, выраженная в долях от диаметра
шейки вала в районе подшипника. Допускаемое
значение удельной нагрузки
- отношение реакции подшипника к проекции
опорной части на горизонтальную
плоскость. Длину опорной части подшипников
на водяной смазке может быть уменьшена
до 2d
при соблюдении
требований к удельной нагрузке. Длина
опорной части подшипника на масляной
смазке, ближайшего к винту при удельной
нагрузке не превышающей 0,8 МПа может
быть уменьшена, но в любом случае эта
длина не может быть меньше 1,5d.
Длина опорной
части подшипника, ближайшего к винту,
выполненного из резины или синтетических
материалов при смазке водой при условии
надежной работы может быть уменьшена
до 2 d.
Длина опорной части второго и последующих
подшипников кронштейна и дейдвудной
трубы определяется из фактических
нагрузок по нормам табл. 6.1.
Реакции всех опор должны быть положительными – направленными вверх. Они приложены в серединах опорной части подшипников. Только для подшипников на водяной смазке, ближайших к винту, реакция смещена по направлению к винту и расположена на 1/3 длины опорной части от кормового среза.
Таблица 6.1
Характеристики дейдвудных опор
Материал подшипника |
l/d. не менее |
qдоп, МПа |
Белый металл (баббит) |
2 |
1 |
Бакаут |
4 |
0,25 |
Резина и другие синтетические материалы при смазке водой |
4 |
0,25 |
Резина и другие синтетические материалы при смазке маслом |
2 |
1 |
Диаметр гребного вала от носового торца носового уплотнения может быть постепенно уменьшен до фактического значения диаметра промежуточного вала.