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 k₁ = 300 -для дейдвудных и кронштейновых подшипников с водяной смазкой (капролоновые, резинометаллические);

d_r = d_гр = 330мм – диаметр вала.

Минимальное расстояние между смежными подшипниками:

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:

n_кр = 1-3,3^.(L₂/L₁)^3.q₂/q₁)^.(30^.^.E^.I^.g/q₁)/L₁², (мин.^-1),

где:

L₂ =0,85 м - расстояние от середины опоры до центра масс гребного винта;

L₁ =5,65 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;

Gв = 1,47^.D_в^3. (кН)

D_в = 3,9 м - диаметр винта;

 = 0,55 - дисковое отношение;

Gв = 1,473,9^3.0,55 = 48 (кН);

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

I = 3,140,37⁴ /64 = 9,1^.10^-4 (м⁴);

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

n_кр=1-3,3^.(0,85/5,65)^3.(64,7/8,2)^.30^.3,14/5,65²^.(2,16^.10^8.9,110^-4·9,81/8,2)= 73,7·10⁴(мин.^-1),

Критическая частота вращения вала должна быть больше ее номинального значения

(n_кр - n_н)/n_н.100%  20%.

(73,7·10⁴- 114)/114_.100%  20%.

Условие выполняется, следовательно, запас частоты вращения обеспечен.

4.8 Проверка вала на продольную устойчивость

Необходимость проверки вала на продольную устойчивость устанавливается в зависимости от его гибкости:

где, l_max – длина пролета между опорами, м;

i – радиус инерции сечения вала, м

где ,F – площадь поперечного сечения, м²;

l_max =5,771м

i=0,83м

.

Т. к.  = 7,2 < 80 вал считается жесткими, и его расчет на продольную устойчивость не проводится.

5 Расчет потребной мощности и выбор состава судовой электростанции

Согласно [1] выбираем род тока и величину напряжения в сети для всех групп потребителей, т.е. механизмов, обслуживающих ЭУ, судовые системы палубных механизмов и прочих потребителей. Род тока и напряжение могут быть едиными для всех потребителей, но могут быть различными для отдельных групп. На проектируемом судне применяется переменный ток, напряжением 230 и 400 в.

Судовая электростанция удовлетворяет следующим требованиям:

• загрузка работающих генераторов составляет не менее 60-70% их номинальной мощности;

• число установленных генераторов минимально и они однотипные;

• в каждом режиме (кроме аварийного) в резерве есть не менее одного генератора, способного заменить наибольший по мощности из работающих

Для транспортных судов нашего класса с ДВС наибольшая мощность судовой электростанции в ходовом режиме считается по формуле

Nx = Nxo + a ^. Ne,

где Nхо - постоянная величина, зависящая от типа СЭУ и судна, для ДУ транспортных судов Nхо = 20 кВт;

а - безразмерный коэффициент, а = 0,03-для транспортных судов;

Ne - суммарная мощность, Ne = 2940 кВт

Nx = 20 + 0,03^. 2940 =108,2 кВт

Для стояночных режимов среднюю нагрузку электростанции можно найти через водоизмещение или дедвейт:

Nc = Nco + b^.D,

где Nco - постоянная величина, зависящая от типа судов, для транспортных судов составляет 15-30 кВт:

Принимаем Nco = 30 кВт;

b - размерный коэффициент пропорциональности, для танкеров:

b = 0,002кВ/т;

D - дедвейт, D = 5500 т;

Nc = 30 + 0,002^.5500 =41 кВт.

По мощности судовой электростанции в ходовом режиме (N_x=108,2 кВт) и в режиме стоянки (N_с=41 кВт) выбираем тип дизель - генератора.

В качестве основных дизель- генераторов выбираем два дизель- генератора ДГ60 1А/1500 (60кВт). В качестве резервного дизель- генератора выбираем ДГ60 1А/1500 (60кВт). Основные характеристики дизель - генераторов представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Характеристики дизель - генераторов

Характеристика	ДГ60 1А/1500 (60кВт)
Мощность, кВт	60
Тип дизеля	6Ч 13/14
Тип генератора	БГ-60
Частота вращения, об/мин	1500
Масса, кг	1775
Удельный расход масла, г/кВт*ч	1,5
Удельный расход топлива, г/кВт*ч	250
Род тока	3-х фазн., переменный

Продолжение таблицы 5.2 - Характеристики дизель – генераторов.

Напряжение, В	400/230
Габариты	2150 x 1450 x 865

Мощность аварийного дизель генератора принимается равной:

Принимаю в качестве аварийного дизель генератора:

-дизель генератор ДГ-20-2А.Х-400 с номинальной мощностью 20 кВт, напряжением 400 В, частотой тока 50Гц.

Емкость аккумуляторной батареи:

где,

P_i - мощность i-го потребителя, Вт:

P==20000 Вт;

t_i- время работы i-го потребителя, ч:

t=6 ч;

n – число потребителей, мощность которых учитывается;

V - напряжение батарей, V=12 В;

I_f – ток j-го потребителя, A;

t_f- время работы- j-гo потребителя, ч;

m- число потребителей, ток которых учитывается;

k₁ - коэффициент, учитывающий саморазряд, принимаемый равным 0,9;

k₂- коэффициент, учитывающий снижение ёмкости за время кратковременных разрядов и принимаемый равным 0,8…0,85.