книги из ГПНТБ / Эпельман Т.Е. Судовые теплоэнергетические установки и их оборудование учеб. пособие

В качестве примера на рис. 187, а представлен наборный сет­ чатый ФГО дискового типа. Фильтрующим элементом является гофри­ рованная диафрагма с отверстиями для прохода масла, с завальцованными с обеих сторон латунными сетками. В зависимости от номера сетки тонкость отсева составляет 100—140 мкм. Набор фильтрую­ щих элементов фиксируется пружиной и нажимной втулкой.

Масло поступает в корпус фильтра, проходит через фильтрую­ щие элементы внутрь центральной трубы, откуда отводится в масля­ ную магистраль дизеля очищенное от содержавшихся в нем загряз­ нений.

Фильтрующий элемент для тонкой очистки топлива в фильтрах

малой размерности, а также в ГТУ фильтры обычно крепят на двига­ теле. В установках с малооборотными дизелями фильтры распола­ гают на отдельных фундаментах.

Важным требованием к фильтрам любых конструкций является малое сопротивление проходу жидкости. Сопротивление новых фильтров не должно превышать 10—20 кН/м2 .

Контроль за работой фильтров осуществляют манометрами (или дифманометрами). Для спуска отстоя и выпуска воздуха на днище корпуса фильтра устанавливают кран, а на крышках — воздушные краники.

Фильтры грубой очистки воды, топлива и масла являются полно­ поточными, т. е. через них проходит весь поток очищаемой жидкости. Поэтому их включают в трубопровод последовательно. Фильтры тонкой очистки масла при приемлемых габаритах оказывают зна­ чительное сопротивление пропуску всего количества масла, цирку­ лирующего в системе смазки. Поэтому в ряде случаев их выполняют частично-поточными, устанавливают параллельно основному трубо­ проводу на отводе и рассчитывают на пропуск только части цирку­ лирующего масла. В отличие от фильтров тонкой очистки масла фильтры тонкой очистки топлива всегда полнопоточные, рассчи­ танные на пропуск топлива в количестве, соответствующем работе двигателя с перегрузкой.

При сильном загрязнении давление в корпусах фильтров тонкой очистки может чрезмерно возрасти. С целью предохранения корпуса фильтра и фильтрующего элемента от разрушения на корпусах фильтров или на трубопроводе располагают предохранительные клапаны.

Всовременных конструкциях фильтров с целью облегчения очистки применяют продувку сетчатых фильтрующих элементов сжатым до давления 0,5—0,8 МН/м2 воздухом. Такие фильтры можно легко приспособить для автоматического действия по заданной программе.

Вустановках с редукторами в циркулирующем масле содержатся также продукты износа зубчатых колес. Чтобы уловить металличе­ ские включения, а также закись железа, используют магнитные фильтры. Улавливающим элементом здесь служат постоянные маг-

280

питы, заключенные в - ненамагничивающийся футляр. Магнитные фильтры способствуют удлинению срока службы масла, так как удер­ живают металлические частицы (размером до 1 мкм), являющиеся катализатором окисления масла. В некоторых конструкциях филь­ тров магнитные вставки комбинируют с обычными фильтрующими элементами.

' Сепараторы. Различают сепараторы дискового и трубчатого типов. На рис. 188, а показан барабан несамоочищающегося сепа­ ратора. В зависимости от содержания и характера загрязнений нефте­ продукта барабан собирают как пурификатор для преимущественного

буферная' - Soda

заключаются в установке на тарелкодержатель различных по кон­ струкции нижних и верхних тарелок и горловин.

При пурификации между нижней тарелкой 8, имеющей шипики с обеих сторон, и тарелкодержателем 4 образуется зазор, через ко­ торый очищаемый нефтепродукт подводится к распределительным отверстиям в комплекте тарелок 7. Так как верхняя тарелка, пере­ ходящая в горловину 5 («пурификатор»), отверстий не имеет, то

При кларификации отдельные твердые частицы и мазеподобная грязь откладываются на внутренней поверхности корпуса 1 барабана

281

и в межтарелочном пространстве, что вызывает надобность в частой разборке барабана для очистки. Так как кларификация используется для очистки нефтепродуктов, не содержащих воду, то при сборке барабана вниз кладут тарелку 9, не имеющую отверстий и плотно прилегающую к тарелкодержателю 4, а пакет тарелок закрывают «толстой» тарелкой 2 и горловиной 3 («кларификатор»).

На рис. 188, б показан разрез барабана самоочищающегося сепа­ ратора. Барабан может быть собран как пурификатор (левая часть

непрерывного действия типа «Гравитрол» фирмы Шарплес через от­ верстия в корпусе выбрасывается только грязная вода.

Сепаратор несамоочищающийся трубчатого типа показан на рис. 189. Сепарация производится при вращении трубчатого цилин­ дрического барабана (ротора) в вертикальном положении. Масло (или топливо) подводится по трубе /, а затем дефлектором 2 и крыль­ чаткой 4 направляется к периферии барабана 3. При вращении бара­ бана центробежные силы прижимают масло и находящиеся в нем при­ меси к поверхности барабана в виде слоя цилиндрической формы. При кларификации примеси, находящиеся в масле, прилипают к по­ верхности барабана, а очищенное масло перемещается по централь­ ной части барабана в сборник 5; в случае работы на режиме пури-

282

Глава XI

П Е Р Е Д А Ч И

§ 51

Назначение и классификация передач

В судовых энергетических установках мощность главных двигателей воспринимается движителями, из которых наи­ более распространенными являются гребные винты. Эффективность работы винтов оценивается их к. п. д., численные значения ко­ торого в благоприятных условиях достигают 0,7—0,75.

Исследования работы гребных винтов показывают, что с увеличе­ нием водоизмещения судов частота вращения, при которой к. п. д. винта имеет наибольшее значение, уменьшается. Так, для крупно­ тоннажных судов оптимальная частота вращения винтов составляет 100—70 об/мин. Между тем частота вращения валов двигателей (осо­ бенно турбинного типа), при которой достигается наивыгоднейшее соотношение между экономическими, массовыми и габаритными пока­ зателями энергетической установки, намного превосходит оптималь­ ную частоту вращения гребного винта. В таких случаях оказывается необходимым включать в линию двигатель—движитель промежу­ точное звено (передачу), способное трансформировать частоту вра­ щения и крутящий момент двигателя. При наличии передачи соблю­ дается равенство

Лп и — к - п - Д- передачи и валопровода. Правильным выбором передаточного числа i = — можно устра-

нить противоречие в требованиях к частотам вращения гребного винта и двигателя. Однако введение Промежуточного звена увеличи­ вает потерю энергии на линии двигатель—движитель.

284

При непосредственной связи вала двигателя с судовым валопроводом их частоты вращения одинаковы и соотношение (108) прини­ мает вид

м1 = м '

Здесь величина крутящего момента на ступице гребного винта от­ личается от момента на валу двигателя только вследствие потерь (сравнительно небольших) в подшипниках валопровода, т. е. транс­ формация крутящего момента практически отсутствует.

Существующие способы передачи энергии двигателя движителю можно классифицировать следующим образом:

—прямые передачи, при которых не происходит трансформации передаваемого крутящего момента;

—непрямые передачи, предусматривающие трансформацию кру­ тящего момента;

—комбинированные передачи, в которых сочетаются элементы, прямых и непрямых передач.

Прямые передачи могут быть жесткими, если фланец вала дви­ гателя жестко соединен с фланцем судового валопровода, и эла­ стичными, если между двигателем и валопроводом установлена эластичная муфта (электромагнитная, гидравлическая, пневмати­ ческая и т. п.).

Непрямые передачи могут быть механическими, если трансформа­ ция крутящего момента производится при помощи механических устройств (зубчатые редукторы), гидравлическими, если трансфор­ мация крутящего момента двигателя производится при помощи ги­ дродинамических трансформаторов, и электрическими, если транс­ формация крутящего момента двигателя производится при помощи электрических машин.

Как правило, механические передачи выполняют с постоянным значением передаточного числа. Гидравлические и электрические передачи, обладающие свойством саморегулирования крутящего момента, могут изменять передаточное число в зависимости от усло­ вий плавания и нагрузки двигателя. В ПТУ соединение валов турбин и шестерен зубчатой передачи осуществляется при помощи жестких

Эластичные связи придают установке более высокие эксплуата­ ционные качества, так как они смягчают толчки, возникающие при работе гребного винта в загрязненной акватории, и уменьшают вредное влияние неравномерности крутящего момента двигателя. Электромагнитные и гидравлические муфты к тому же благоприятно изменяют схему крутильной системы двигатель—движитель, ча­ стично поглощают энергию крутильных и иных колебаний судового валопровода, уменьшают шумность установки, повышают устойчи­ вость частоты вращения главных двигателей при кратковременном

285

торможении гребных винтов. Кроме того, при установке эластичных муфт несколько снижаются требования к точности монтажа элемен­ тов валопровода.

§ 52 Прямые передачи

Прямые передачи находят применение в ДУ . Достоинствами установок с прямой передачей являются: минималь­ ное количество элементов на линии двигатель—движитель, простота обслуживания и незначительная потеря мощности, передаваемой

Основными недостатками установок с прямой передачей являются

и распространенной из них является схема а. Ее применяют на боль­ ших сухогрузных и наливных судах, для которых важнейшими по­ казателями установки являются надежность действия и экономич­ ность. Другие показатели установки, в частности масса и габарит, имеют второстепенное значение, так как масса установки на таких судах даже в случае использования тяжелых двигателей обычно не превышает 5—7% водоизмещения. В качестве главных двигате­ лей в установках большой мощности с прямой жесткой передачей используют малооборотные двухтактные дизели с наддувом.

286

Схема б находит ограниченное применение на судах, эксплуати­ руемых в ледовых условиях, когда возможны сильные удары греб­ ного винта по льду.

§ 53

Непрямые передачи

Механические передачи. В качестве механических непрямых передач наиболее часто используют зубчатые передачи с постоянным передаточным числом. С помощью таких передач осу­ ществляется также привод одного гребного винта от нескольких

четырьмя главными двигателями. Наибольшее применение нашли установки с двумя двигателями. В таких установках обычно исполь­ зуют дизели средней и повышенной быстроходности, удобно разме­ щаемые в машинных помещениях, имеющих ограниченные габариты. Если установка работает с неполной нагрузкой, то отключением одного или нескольких двигателей можно повысить тепловую эко­ номичность двигателей, оставшихся_в работе, и тем самым экономич­ ность установки в целом.

287

На рис. 192 и 193 показаны некоторые варианты схем компоновки зубчатых передач ПТУ. Простейшая одноступенчатая зубчатая пере­ дача двухкорпусного ГТЗА (рис. 192, а) состоит из двух ведущих

Рис. 192. Варианты схем компоновки зубчатых передач ПТУ: а — односту­ пенчатая передача; б — двухступен­ чатая передача цепного типа; в — двухступенчатая передача гнездового

типа.

цилиндрических косозубых шестерен 5 и 2, соединенных с валами турбины высокого давления 4 и турбины низкого давления 3, и ведомого зубчатого колеса 6, соединенного с валопроводом. На схеме показан также главный упорный подшипник 1, служащий для вое-

упорный подшипник может быть выполнен отдельно или встраи­ вается в корпус зубчатой передачи;

288

Как правило, в зубчатых передачах ПТУ шестерни и колеса выполняют с двумя нарезанными венцами и противоположным на­ клоном зубьев в венцах одной шестерни или колеса. Благодаря этому происходит самоуравновешивание осевых усилий, возникаю­ щих в косозубом зацеплении.

Зубчатые передачи ПТУ в связи с большими передаваемыми мощ­ ностями характеризуются большими диаметрами колеса и шири­

Применение раздвоения мощности в первой ступени двухступен­ чатых передач (рис. 193, а) увеличивает количество элементов пере­ дачи, но позволяет уменьшить размеры шестерен и колес обеих сту­ пеней.

Значительное развитие в последнее время получили планетар­ ные передачи, полезная особенность которых состоит в соосности вала двигателя и валопровода (рис. 194). Планетарная передача состоит из следующих основных звеньев: солнечной шестерни 4, эпицикла 3 с внутренним зубчатым зацеплением и водила 1, на осях которого вращаются зубчатые шестерни 2, называемые сателлитами. 'При закреплении эпицикла или солнечной шестерни направление вращения ведущего и ведомого валов одинаковы, при закреплении водила направление вращения ведомого вала обратно направлению вращения ведущего. Планетарные редукторы легче обычных зуб-