Основы проектирования и расчета судового валопровода, страница 32

В тех случаях, когда размер детали в осевом направлении превышает ее диаметр более чем в 1,5÷2 раза, ее массу учитывают как распределенную. Распределенные массы при колебаниях обладают инерционными и упругими свойствами. К числу таких масс можно отнести промежуточные и гребные валы, упорный подшипник, роторы электрогенераторов, коленчатые валы. При идеализации распределенные массы разбиваются на отдельные участки, в пределах которых превалируют элементы с одинаковыми сечениями, тогда каждый участок заменяется одной дискретной массой, сосредоточенной в его центре и ограниченной соединениями с суммарной податливостью, равной податливости участка. Возможна замена распределенных участков двухмассовой системой с концентрацией масс по концам участка.

Масса участка вала длиной  оценивается по чертежу, а его осевая податливость вычисляется по формуле

                                                 ,                                   (5.48)

где  – коэффициент, определяемый по формуле ;  – модуль упругости материала вала;  – коэффициент, зависящий от геометрической формы вала:

– вал круглый цилиндрический сплошной диаметром :

;

– вал круглый цилиндрический с расточкой диаметром :

;

– вал конический сплошной (см. 5.27,б):

;

– вал стальной с бронзовой облицовкой и с расточкой (см. рис.5.27,а)

.

Если вал имеет ступенчатые цилиндрические переходы, то его податливость определяется суммой податливостей отдельных его частей, вычисляемых по формуле (5.48).

Осевая податливость фланцев (см. рис. 5.27,в) оценивается как податливость цилиндрического участка длиной  и диаметром, условно принимаемым равным диаметру вала , увеличенному на удвоенный радиус переходной галтели :

.

Осевая податливость соединительных муфт определяется их конструкцией. Упругие, зубчатые, гидравлические и электроиндукционные муфты допускают свободное перемещение соединенных валов в осевом направлении, т.е. практически характеризуются бесконечно большой податливостью. Это приводит к разделению колеблющейся системы на две, изолированные одна от другой части, для каждой из которых выполняется самостоятельный расчет.

Осевая податливость шинно-пневматической муфты в общем случае зависит от давления воздуха в баллоне  (МПа) и среднего диаметра баллона  (м)

.

Достаточно точная аналитическая оценка упругомассовых свойств главных упорных подшипников (ГУП) представляется весьма сложной из-за разнообразия применяемых конструкций, а также из-за невозможности точного учета присоединенной части корпуса судна. Ориентировочно осевую податливость ГУП  (м×Н^-1) можно принимать в следующих пределах: для выносных подшипников транспортных судов ; для выносных подшипников ледоколов ; для встроенных упорных подшипников малооборотных двигателей .

При выборе величины податливости ГУП принимают во внимание следующие факторы:

– для выносных подшипников большие значения е относятся к ГУП с высокими фундаментами;

– для встроенных подшипников большие значения е относятся к дизельным установкам меньшей мощности.

В дизель-редукторных и дизель-генераторных установках податливость установочного подшипника принимается в пределах

.

Параметры дискретной модели демпфера осевых колебаний принимаются на основании табл. 5.8.

Таблица 5.8

Дискретные параметры демпферов осевых колебаний                       малооборотных дизелей фирмы MAN B&W