СЭУ, Модуль 2.1., Чистяков А.Ю., 29.10.10

Судовые энергетические установки

Модуль 2.1

2.1.1. Судовой валопровод: назначение, состав и основные элементы

Валопровод предназначен для передачи вращающего момента ГД движителю, восприятия осевой силы и передачи ее корпусу судна с целью обеспечения его движения. От надежной работы валопровода зависит эффективность и безопасность эксплуатации судна (особенно одновинтового).

Состав валопровода, его длина и число валовых линий об­условлены: типом, мощностью и расположением ЭУ; требова­ниями, предъявляемыми к ЭУ (надежность, маневренность и пр.); условиями размещения, обслуживания, проведения монтажных и ремонтных работ.

В состав валопровода входят следующие элементы: валы и их соединения, опорные и упорные подшипники, дейдвудные устрой­ства и переборочные уплотнения, специальные устройства и меха­низмы, вспомогательное оборудование. При этом, если отдельные элементы (например, упорный подшипник с упорным валом и пр.) встроены в ГД, они в состав валопровода не включаются.

На рис. 2.1.1, а и б дана схема расположения валопровода одно- и двухвальных СЭУ. На кормовом конце гребного вала закреплен гребной винт. На выходе из корпуса судна установлено дейдвудное устройство, состоящее из дейдвудной трубы, жестко соединен­ной с корпусом, опорных подшипников и сальниковых уплотнений. Оно препятствует попаданию забортной воды в машинное отделение (МО) или в коридор гребного вала.

Длина гребного вала может достигать 30 м. Поскольку по ус­ловиям металлургического производства невозможно изготовить цельную заготовку такой длины, ее делят примерно на две равные части. Носовая часть, проходящая через дейдвудную трубу, на­зывается дейдвудным валом, а кормовая — гребным валом. Такое сочетание валов характерно для двухвальпых судов с острыми обводами кормовой оконечности. В этом случае кормовая часть дейдвудной трубы заканчивается короткой втулкой — мортирой, в которой размещен опорный подшипник для дейдвудного вала; гребной вал опирается на подшипник кронштейна.

Гребной и упорный валы соединяются посредством промежу­точных валов. При выборе их длины для конкретного судна не­обходимо учитывать следующее: удобство проведения погрузочно-разгрузочных, сборочных и демонтажных работ; местоположение опорных подшипников; унификацию заготовок валов, технико-эко­номическую целесообразность изготовления заготовок и обра­ботки валов; данные расчета центровки валопровода.

На судах также применяют валопроводы с одним промежуточ­ным валом (кормовое расположение МО) или без него (малые суда, катера). Промежуточные валы опираются на один или два опорных подшипника. Если вал опирается на один подшипник, то для проведения монтажных работ применяют монтажный под­шипник.

Рис. 2.1.1. Схема расположения валопровода СЭУ:

а — одновальной:

1 — гребной винт; 2 — дейдвудное устройство;

3 — гребной вал; 4 — тормозное устройство; 5, 7 — кормовой и промежуточный опорные подшипники; 6 — промежуточный вал;

8 — переборочное уплотнение; 9 — проставочный вал; 10 — монтажный подшипник; 11 — валоповоротное устройство; 12 — ГУП; 13 — ГД;

б — двухвальной:

1 — гребной винт; 2 — кронштейн; 3 — гребной вал; 4 — глухое коническое соединение; 5 — мортира; б, 8 — кормовой и носовой подшипники дейдвудного вала; 7 — дейдвудная труба; 9 — дейдвудный сальник; 10 — дейдвудный вал; 11 — соединительная полумуфта;

12 — тормозное устройство; 13 — монтажный подшипник;

14 — промежуточный вал (ВУВ); 15 — опорно-упорный подшипник;

16 — линия вала левого борта; 17 — быстроразъемное соединение;

18 — проставочный вал; 19 — переборочное уплотнение; 20 — ГУП;

21 — ГД; 22 — торсиометр.

Упорный вал соединяется с промежуточными валами через фланец одного из валов, изготовленный с припуском (обрабаты­вается по замерам на месте), или через проставочный вал. Такое соединение позволяет компенсировать неточности корпусных кон­струкций, облегчить монтажные и ремонтные работы, унифициро­вать заготовки промежуточных валов. Кроме того, проставочный вал проектируют как слабое звено, которое может выйти из строя при ударе гребного винта о лед или в другом случае перегрузки валопровода.

Упорный вал предназначен для восприятия реакции упора двигателя и передачи ее корпусу судна через ГУП. В зависимости от принятой схемы ГУП может быть встроен в ГД, в редуктор или размещен в отдельном корпусе.

В многовальных установках быстроходных судов кормовые опорные подшипники промежуточных валов выполняют в виде опорно-упорных. В этом случае вал называется вспомогательным упорным (ВУВ). При нормальной эксплуатации работают опор­ные части подшипника, а при аварии — упорные (например, в случае поломки одного из ГД). Для возможности движения судна при работе остальных ГД с жесткой передачей и с целью снижения потерь в подшипниках валопровода предусмотрено раз­общение валопровода от движителя через быстроразъемиое со­единение.

Упорные подушки ВУВ имеют значительно меньшую поверх­ность, так как воспринимают реакцию нагрузки свободно вращаю­щегося винта. Поэтому во избежание подплавления при нормаль­ной эксплуатации эти подушки должны быть отведены от упор­ного гребня на 10—20 мм с помощью червячной передачи, смонтированной на корпусе подшипника.

Самым коротким валопровод будет при кормовом расположе­нии МО, либо при центральном или носовом расположении — в случае использования электрической передачи. При любом другом расположении МО и других типах передач длина валопровода может достигать 90—100 м. В этих случаях валопровод прокладывают через грузовые помещения в водонепроницаемом туннеле от кормовой переборки МО до носовой переборки ахтерпика. Туннель защищает валопровод от возможных повреждений при проведении грузовых работ, однако уменьшает полезный объем судна и создает неудобства при выполнении грузовых работ.

Габариты туннеля (коридора гребного вала) должны быть достаточными для обслуживания и проведения монтажных и ремонтных работ (свободный проход между поручнями и перебор­кой туннеля не должен быть меньше 500 мм). В местах выхода валопровода через кормовую переборку МО, а также через другие водонепроницаемые переборки ставят переборочные водонепро­ницаемые сальники. Отсеки отделяют водонепроницаемыми дверями, которые закрываются со стороны МО. Для безопасного обслуживания вращающегося валопровода его ограждают поруч­нями. Коридор оборудуют двумя выходами — один в МО, другой в районе дейдвудной трубы через специальную вертикальную шахту на верхнюю палубу.