7. Комплектование пропульсивной установки стандартными элементами
7.1. Выбор эластичных муфт
Цель применения эластичных муфт – гашение крутильных колебаний, возникающих из-за неравномерности крутящего момента двигателя с конечным числом цилиндров и из-за неравномерности реактивного момента винта с конечным числом лопастей (3...7), работающего в неравномерном потоке за корпусом судна.
Существует множество типов и конструктивных исполнений гибких соединительных муфт. Наиболее широко применяются объемные элементы из пористой резины, закладываемые в зазоры между радиальными гребнями двух соединяемых полумуфт. Схема такой муфты представлена на рис. 7.1.
Соединительные отверстия ведомой полумуфты условно показаны в продольном сечении. Упругие элементы, выполненные из пористой резины, обладают хорошими демпфирующими свойствами при высоких частотах колебаний: вследствие значительного внутреннего трения энергия колебательного движения преобразуется в тепловую энергию.
В то же время при низких частотах демпфирующие свойства недостаточны, поэтому часто применяются высоко эластичные муфты, например, муфта типа ERZ фирмы «Вулкан», представленная на рис. 7.2.
Как видно из рис. 7.2, момент передается от ведущей полумуфты (центральная втулка со шпоночным пазом) к ведомой (наружная втулка с отверстиями под болты) через два резинокордных диска, обладающих высокой эластичностью и одновременно требуемой несущей способностью. Разработан типоразмерный ряд муфт типа ERZ на передаваемый момент от 1 до 1000 кН∙м.
Недостатком муфт такого типа является отсутствие страховки на случай разрыва резиновых дисков вследствие перегрузки или в результате старения материала. Муфта, представленная на рис.7.1, лишена такого недостатка – упругий материал более надежно работает на сжатие, чем на срез или разрыв. Соединительные муфты любого типа выбираются по допустимому для типоразмера муфты крутящему моменту равному отношению мощности агрегата двигателя Neц Zц к его частоте nmax на режиме номинальной максимальной длительной мощности, указанных в таблицах характеристик типоразмерного ряда двигателей.
Не только главные двигатели и эластичные муфты выбираются из типоразмерных рядов. Большинство прочих элементов пропульсивной установки также являются стандартными. Проще перечислить элементы не являющиеся стандартными и изготовляемые в соответствии с требованиями проектируемого судна. Это – винты фиксированного шага и валы судового валопровода, и то для последних характерны диаметры шеек, выполняемые в соответствии с рядом предпочтительными диаметрами, приведенным в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Ряд предпочтительных диаметров шеек судовых валопроводов, мм
Диапазон диаметров |
90…140 |
140…300 |
320…420 |
420…570 |
570…780 |
780…1100 |
Шаг прогрессии |
5 |
10 |
20 |
Переменный 30/20 |
30 |
40 |
Все остальные элементы - стандартные и выбираются из типоразмерных рядов в соответствии со значением параметров выбора, это:
– ступицы винтов регулируемого шага, выбираемые по диаметру винта;
– механизмы изменения шага ВРШ, также выбираемые по диаметру винта;
– уплотнения дейдвудной трубы, выбираемые по диаметру гребного вала;
– переборочные сальники, выбираемые по диаметру промежуточного вала;
– фланцевые соединения, выбираемые по большему из диаметров соединяемых валов;
– соединительные болты, выбираемые по расчетному диаметру;
– тормозы и стопоры валопровода, выбираемые по крутящему моменту;
– торсиометры – устройства для замера момента на вращающемся валопроводе, выбираемые по диаметру торсиометрируемого вала.
Первые четыре позиции из указанного перечня выбираются по диапазону диаметров. Прочие по принципу ближайшее большее заменяет меньшее.