4.3 Соединения валов

Соединение валов в проектируемом валопроводе осуществляется с помощью фланцев.

Болты для соединения фланцев принимаем плотно пригнанные. Диаметр болтов соединительных фланцев должен быть не менее определяемого по формуле:

где d_пр =170 мм – расчетный диаметр промежуточного вала;

R_mв =730МПа - временное сопротивление материала вала;

R_mб =800МПа - временное сопротивление материала болта, принимается в пределах

R_mв R_mб 1,7 R_mв, но не более 1000МПа;

i =8 - число болтов в соединении;

D =375 мм - диаметр центровой окружности соединительных болтов, мм.

Принимаем для соединения 8 болтов с резьбой М28.

Радиус закругления фланцев валов не менее 0,08 требуемого диаметра вала в районе фланца. Закругление должно быть гладким, подрезка закруглений от головки и гайки соединительных болтов не допускается.

Толщина соединительных фланцев должна быть не менее 20% требуемого диаметра промежуточного вала или не менее диаметра болта в зависимости от того, что больше. Определяется толщина соединительных фланцев по формуле:

s'= d_пр 0,2=0,2·170=34 мм.

Принимаем толщину фланца 36 мм.

4.4 Соединение гребного винта с валом

Конус гребного вала под гребной винт выполняется с конусностью 1:12. Во избежание попадания воды на конус гребного вала предусматриваются уплотнения.

4.5 Подшипники валов

Опорные подшипники

Ориентировочное значение максимально допустимого расстояния, мм, между смежными подшипниками при n ≤ 350 мин^-1 составляет:

где a = 1 -для неполных валов;

d_r = d_гр = 225мм – диаметр вала.

λ = 14 – при частоте вращения n ≤ 500 мин^-1

Минимальное расстояние между смежными подшипниками:

2,61 м≤l≤6,64 м

4.6 Тормозное устройства

Тормозное устройство устанавливается на фланцевом соединении гребного вала .

В качестве тормозного устройства используется тормоз бугельной конструкции.

4.7 Проверка валопровода на критическую частоту вращения

Для определения критической частоты вращения гребного вала при поперечных колебаниях валопровод условно заменяется двухопорной балкой с одним свешивающимся концом. Частота вращения вала, при которой возникают его поперечные колебания, вычисляется по формуле:

, (мин^-1)

где:

L₂ =0,72 м - расстояние от середины опоры до центра масс гребного винта;

L₁ =7,313 м - остальная длина гребного вала;

q₁ = ^.d_г²/4 (кН/м) - удельная нагрузка пролета вала L₁;

(кН/м);

(кН/м) - удельная нагрузка пролета вала L₂;

G_в = 1,47^.D_в^3. (кН)

D_в = 2,78 м - диаметр винта;

 = 0,44 - дисковое отношение;

G_в = 1,472,78^3.0,44 = 13,9 (кН);

I = ^.d_г⁴/64 (м⁴) - экваториальный момент инерции сечения вала относительно его оси;

I = 3,140,225⁴ /64 = 1,26^.10^-4 (м⁴);

E = 2,16^.10⁸ кПа - модуль упругости материала вала.

≈ 516 (мин.^-1),

Критическая частота вращения вала должна быть больше ее номинального значения

(n_кр - n_н)/n_н.100%  20%.

(516- 207)/207_.100%  20%.

149%  20%.

Условие выполняется, следовательно, запас частоты вращения обеспечен.