Основы проектирования и расчета судового валопровода, страница 7

.

Здесь  – диаметр вала под облицовкой, мм. Толщину облицовки между дейдвудными подшипниками можно уменьшить до 0,75.

Расчетные диаметры промежуточного, упорного и гребного валов с учетом облицовки и ледового усиления рассматриваются как минимально допустимые. Окончательные размеры назначаются из нормального линейного ряда по ГОСТ.

Фланцевое соединение валов также регламентировано Правилами Российского морского регистра. В частности, толщина фланцев принимается равной 0,2 от диаметра вала, и она не может быть меньше диаметра болта. Толщина кормового фланца гребного вала составляет 0,25 от его диаметра. Диаметр фланца выбирают в пределах (1,75¸1,9).

Галтели (места сопряжения фланцев с валом) являются ярко выраженными концентраторами напряжений. Для повышения выносливости валов радиусы галтелей увеличивают. Их минимальные значения составляют: для фланцев промежуточных валов  = 0,08, для гребного вала  = 0,125. Целесообразно выполнять галтель дугами нескольких окружностей.

Соединение фланцев судовых валов осуществляется цилиндрическими, так называемыми, призонными болтами. Цилиндрические болты обеспечивают передачу крутящего момента, прежде всего, за счет трения в стыке фланцев. Силы трения создаются предварительной затяжкой болтов. Потребное усилие затяжки  и диаметр болта  определяют следующим образом.

Вычисляют силу, которую воспринимает каждый болт фланцевого соединения от действия крутящего момента:

,

где  – количество болтов в соединении, выбирают в пределах от 6 до 12;  – диаметр центровой окружности болтов, обычно                                                                = (1,35¸1,5) .

Из условия отсутствия сдвига фланцев друг относительно друга и прочности резьбы следуют расчетные зависимости для искомых параметров

                                  .                     (5.6)

Здесь  = 1,3¸2 – коэффициент затяжки;  = 0,15¸0,2 – коэффициент трения;  – коэффициент, учитывающий способ затяжки болта: при помощи гидродомкрата  = 1, посредством гаечного ключа  = 1,25;  – допускаемое напряжение при растяжении, МПа.

Для окончательного назначения диаметра болта следует дополнительно руководствоваться формулой Российского морского регистра судоходства. Согласно ей диаметр болта (мм) должен удовлетворять неравенству

                                     ,                          (5.7)

где  и  – пределы прочности материала вала и болта, находятся из соотношений  <  < 1,7 и  £ 1000 МПа.

Продолжительность межремонтного периода эксплуатации валопровода, как правило, определяется износом опор гребного вала. Ресурс подшипников зависит от материала вкладыша и вида смазки, удельного давления и характера его распределения по поверхности трения, особенностей монтажа и центровки линии валопровода. Для уменьшения удельного давления рекомендуется применять удлиненные подшипники. Однако известно, что они существенно снижают технологичность дейдвудного устройства. В соответствии с Правилами Российского морского регистра длину дейдвудных подшипников назначают в зависимости от типа антифрикционного материала по табл. 5.2. Допускается применение укороченных кормовых подшипников на основе баббита до 1,5, если удельное давление не превышает 0,8 МПа.

Таблица 5.2

Относительная длина подшипников гребного вала

Дополнительно повысить ресурс опор гребного вала можно за счет выравнивания контактных давлений по длине подшипника. Известны два способа достижения этой цели. Первый связан с поворотом кормовой опоры, т.е. опусканием кормового торца втулки. Второй способ – смещение вверх носового подшипника относительно кормового. Тот же эффект может быть достигнут применением самоустанавливающихся кормовых подшипников, оптимальный наклон которых происходит самопроизвольно.