4 Курс / СВМ / СВМ ПЗ

2

3

СОДЕРЖАНИЕ

4

ВВЕДЕНИЕ

Судовые вспомогательные механизмы (СВМ) предназначены для обеспечения нормальной технической эксплуатации судовых установок и систем и являются их составной частью. От этих механизмов и систем зависят технико-эксплуатационные качества судна,

безопасность его плавания и надежность обслуживания главной энергетической установки.

Данный курс является составной частью специальной подготовки инженеров-

электромехаников по эксплуатации судовых энергетических установок (СЭУ), которым в их практической деятельности будет необходимо знание принципов работы, конструкций, расчета,

требований и эффективных методов эксплуатации судовых вспомогательных механизмов,

установок и систем.

Цель изучения курса – дать курсанту теоретическую и практическую подготовку для технически грамотной и эффективной эксплуатации современных судовых вспомогательных механизмов, установок и систем, выбора оптимальных режимов их работы в конкретных условиях эксплуатации. Основной задачей при изучении дисциплины является приобретение знаний об особенностях работы энергетического оборудования, механизмов и систем СЭУ морских судов в различных условиях плавания с учѐтом "СОЛАС-74", требований правил международной конвенции "МАРПОЛ-73/78", правил морского Регистра судоходства России,

МК ПДМНВ-78 с поправками и влияния человеческого фактора в системе "оператор – машина

– окружающая среда".

Успешное освоение дисциплины базируется на изучении дисциплинах математического и естественнонаучного цикла (математика, физика) и профессионального цикла (судовые энергетические установки, судовые электрические машины).

Дисциплина относится к вариативным дисциплинам профессионального цикла учебного плана. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование набора компетенций в соответствии с ФГОС ВПО.

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать:

-вспомогательные механизмы, режимы их работы,

-принцип работы, устройство и режимы эксплуатации судовых вспомогательных механизмов и систем;

-системы управления вспомогательными механизмами, средствами контроля за их работой и правила безопасной эксплуатации согласно МК ПДМНВ-78 с поправками.

-принцип действия и управления, особенности эксплуатации, устранение неполадок или повреждений, меры безопасной работы.

5

Уметь использовать:

-читать схемы систем с распознанием типовых условных обозначений;

-определять параметры и анализировать эксплуатационные факторы, влияющие на качество рабочих процессов;

-производить анализ факторов, влияющих на величину энергоэкономических показателей работы механизма;

-методы организации технического обслуживания и ремонта судовых вспомогательных механизмов;

-методы оценки влияния внешних факторов на работу СВМ;

владеть навыками:

-использования чертежей, схем, диаграмм, графиков, номограмм и других профессионально значимых изображений;

-работы с проектно-конструкторской и технологической документацией, технической литературой, техническими отчетами и другими информационными материалами;

-использования и обслуживания судовых вспомогательных механизмов, необходимыми для профессионального развития и грамотной эксплуатации технических средств.

6

1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Целью контрольной работы является изучение устройства и принципа работы судовых насосов объемного типа, особенностей их эксплуатации (запуск, остановка, обслуживание,

неисправности) и выполнение их расчетов.

Вариант исходных данных выбирается по двум последним цифрам зачетной книжки из таблиц 8.1-8.5 в разделе 8 настоящих методических указаний. Там же приведены формулировки заданий. На первом этапе выполнения контрольной работы необходимо изучить устройство,

принцип работы и правила эксплуатации каждого из насосов. Для этого рекомендуется использовать учебную литературу [1-7]. Лишь затем следует выполнить расчеты каждого из насосов.

Настоящие указания содержат методики расчета различных насосов объемного типа,

получивших распространение на судах. Содержащаяся в указаниях информация может быть также полезна в дипломном проектировании и при выполнении учебно-исследовательских работ. Данные методические указания не заменяют рекомендуемой учебной и справочной литературы, а служат для облегчения работы с ней и могут помочь глубже разобраться в вопросах расчета насосов и их установок.

Содержание расчетно-пояснительной записки контрольной работы:

1.Поршневой насос

1.1.Задание и исходные данные

1.2.Устройство и принцип работы

1.3.Расчет

2.Шестеренный насос

2.1.Задание и исходные данные

2.2.Устройство и принцип работы

2.3.Расчет

3.Винтовой насос

3.1.Задание и исходные данные

3.2.Устройство и принцип работы

3.3.Расчет

4.Пластинчатый насос

4.1.Задание и исходные данные

4.2.Устройство и принцип работы

4.3.Расчет

5.Аксиально-плунжерный (или радиально-плунжерный) насос

7

5.1.Задание и исходные данные

5.2.Устройство и принцип работы

5.3.Расчет

Список литературы Основной целью расчетных работ является определение базовых геометрических

характеристик насоса при известных его основных параметрах, подбор стандартного приводного электродвигателя (используя справочную литературу) и выполнение схематичного графического изображения насоса. Обязательным условием является использование стандартных изделий (электродвигателей, трубопроводов и др.). Поэтому полученное расчетное значение параметра заменяется ближайшим значением стандартизированного размера.

Отчет о работе выполняется на стандартных листах бумаги формата А4 (210х297 мм),

пронумерованных и сшитых. Лицевая часть обложки оформляется как титульный лист. На каждом листе изображаются соответствующие рамка и штамп. Для каждого этапа расчета дают четко сформулированный нумерованный заголовок. Расчет следует писать с достаточно ясными заголовками, в определенном порядке, с необходительным пояснительным текстом и сопровождать эскизами. Полученный расчетный результат в случае необходимости корректируется по стандарту или же из конструктивных соображений.

В ходе изложения материала необходимо делать ссылки на использованные литературные источники. Следует помнить, что материал, не снабженный такой ссылкой,

считается личной разработкой автора. Ссылка делается путем указания в квадратных скобках номера литературного источника (согласно списку литературы) и при необходимости конкретного места в нем. Например, [3] или [4, с.24-26]. Расчеты необходимо производить в единицах СИ – в м, мм, м2, м/с, Н, кН, МН, Н∙м, Па, МПа, рад/с, Вт, кВт и т.д. Допускается использование общепринятых исключений – м водяного столба, об/мин и др.

Расчет следует писать как в целях облегчения проверки его самим автором или другим лицом, так и во избежание ошибок в такой форме: сначала записывается формула, затем без всяких алгебраических преобразований пишут в цифрах; после этого пишется результат вычисления. Например, при определении скорости течения жидкости C расчет следует писать так: C=Q/F=0,09/0,126=0,71 м/с, где Q – расход жидкости, F – площадь сечения канала.

Несоблюдение указанного правила затрудняет чтение и проверку расчета и, кроме того, может привести к ошибке. Необходимо отметить, что на первом месте всегда должен быть физический смысл рассматриваемого вопроса, а расчет является всего лишь вспомогательным средством.

В приложении к данным методическим указаниям приведены различные справочные данные, которые могут быть полезны при выполнении расчетов и подготовке к защите.

8

2 РАСЧЕТ ПОРШНЕВОГО НАСОСА

Исходные данные для расчета:

-назначение насоса и род перекачиваемой жидкости;

-тип привода;

-производительность насоса Q, м3/ч;

-развиваемый напор H, м.вод.ст.;

-давление свежего пара p1 и отработавшего пара p2, кПа.

Последовательность расчета:

1 Расчет диаметра гидравлического цилиндра

Диаметр D гидравлического цилиндра любого поршневого насоса можно определить из выражения для его секундной подачи (м3/с)

QC = ï k F S n / 60 ,

где ï - коэффициент подачи насоса, примерное значение которого принимается по табл. 2.1; k - коэффициент кратности действия насоса, который принимается k = 1 или 2;

- коэффициент, учитывающий загромождение поршня штоком, который для насосов четной кратности действия принимается равным 0,95...0,98, а для насосов нечетной кратности действия равен 1;

F = D2/4 - площадь поршня, м2;

S = D· - ход поршня, м; = S/D - коэффициент;

n - число двойных ходов поршня в минуту, которое рекомендуется принимать для насосов с электроприводом из диапазона 70..150 мин-1, а для паровых прямодействующих насосов - из диапазона 30..80 мин-1.

Подставив в приведенную выше формулу выражения для F и S, получим формулу для расчета диаметра гидравлического цилиндра (м)

D = 240 QC ,

3 k ηï ψ n

где QC=Q/3600.

Значение коэффициента принимается по таблице 2.2.

2 Ход поршня (м)

S=D· .

Полученные в результате расчета значения D и S округляются до ближайшей величины,

кратной 0,005 м (5 мм).

9

Таблица 2.1 – Значение коэффициента подачи

Таблица 2.2 – Значения коэффициента = S/D

где C - скорость жидкости в трубопроводе, принимается в пределах 1...2 м/с для приемного патрубка и 1,5...2,5 м/с для напорного патрубка; для вязких жидкостей скорости принимаются: 0,6...0,7 м/с для приемного патрубка и 1,0...1,5 м/с для напорного патрубка.

Значения диаметров патрубков принимаются равными ближайшему большему значению условных проходов по ГОСТ (см.табл. А.1 Приложения А).

5 Размеры клапанов насоса Диаметр проходного сечения гнезда клапана (м) определяется по выражению

10

где k - коэффициент загромождения отверстия гнезда клапана ребрами и ступицей для направляющих; для клапанов без нижних направляющих и центрального болта k = 1, для остальных типов клапанов k = 0,75...0,8;

z - число клапанов, обслуживающих одну полость, обычно z =1 или 2;

CГ - скорость прохождения жидкости через гнездо клапана; обычно для водяных насосов принимается в пределах 2...4 м/с для нагнетательных клапанов и 0,75...2 м/с для всасывающих;

при перекачке вязких жидкостей эти скорости снижаются приблизительно в два раза.

Значение dГ принимается округленным до ближайшей величины, кратной 0,005 м (5

мм).

Приняв dГ за определяющий размер, для остальных размеров клапана обычно принимают следующие соотношения:

-ширина притертой поверхности клапана lk = (0,1...0,4) dã , где dГ подставляется в мм;

-толщина тарелки клапана ST = (0,1...0,2)dГ;

-высота направляющих перьев lП = (0,7...0,8)dГ;

-число направляющих перьев ZП = 3...4;

-толщина направляющие перьев SП = 0,1dГ;

-высота подъема клапана hmax = (0,1...0,25)dГ.

В отдельных случаях все вышеуказанные величины могут выходить из указанных пределов.

Обычно ширина притертой опорной поверхности принимается от 2 до 6 мм. Высота подъема клапана не должна превышать 10 мм для приводных и 30 мм для прямодействующих насосов.

6 Объем воздушных колпаков (м3) определяем по выражению

где KH - коэффициент, характеризующий избыточную подачу жидкости, который равен 0,55 у

насосов простого действия, 0,21 у насосов двукратного действия, 0,04 у приводных насосов четырехкратного действия, 0,01 у приводных насосов трехкратного действия и паровых прямодействующих насосов четырехкратного действия;

- коэффициент, определяющий принятую степень неравномерности давления воздуха в колпаке, = 0,02...0,05.

Полный объем колпака (м3)

VK = 1,5 VB .

Обычно диаметр (м) и высоту колпака (м) принимают по следующим соотношениям: