Разработка проекта модернизации энергетической установки танкера с целью увеличением скорости его движения на 3%, страница 9

          Новая электростанция включает 4 дизель-генератора марки Р40Р1 со следующими параметрами: номинальная мощность дизель-генератора – 32 кВт; мака дизеля – 4Ч 10/12,7; номинальная мощность дизеля – 47,5 кВт; номинальная частота вращения коленчатого вала 1500 мин-1; удельный расход топлива – 179   г/кВт  ч; род топлива – дизельное; габаритные размеры , масса с топливом и маслом – 975 кг.

8 Проектирование судового валопровода

          Проектирование судового валопровода включает:

- разработку принципиальной схемы валопровода;

- выбор материала валов и определение их диаметров;

- расчёт промежуточного и гребного вала на прочность;

- оценку запаса по критической частоте вращения и продольной устойчивости гребного вала.

8.1 Разработка принципиальной схемы валопровода

          Схема валопровода разрабатывается для выбранного в разделе 4 типа главной передачи.

  

Рис. 8.1.1 – Принципиальная схема валопровода

1- главный двигатель; 2 – соединительные муфты; 3- реверсно-редукторная передача с упорным подшипником; 4 – упорный вал; 5 – гребной вал; 6 – гребной вал; 7 - дейдвудная труба; 8 – гребной винт с насадкой.

8.2 Выбор материала валов и определение их диаметров

По правилам регистра валы судовых валопроводов должны изготавливаться из стальных поковок с временным сопротивлением 430-690 Мпа. В качестве материала для валов можно использовать Ст5 с временным сопротивлением  и пределом текучести .

Диаметр промежуточного вала, мм:

, где

 – коэффициент, принимаемый для валов судов класса “Р”;

 – частота вращения промежуточного вала;

 – частота вращения главного двигателя, мин-1;

 – передаточное число редуктора;

 – коэффициент, учитывающий неравномерность крутящего момента;

где  – для установок с четырёхтактным дизелем;

 – отношение максимального индикаторного крутящего момента к среднему индикаторному крутящему моменту для двигателей с 6 цилиндрами.

          Диаметр упорного вала в районе упорного гребня, мм

,

а диаметр собственно упорного вала равен диаметру промежуточного вала.

          Диаметр гребного вала должен быть не менее

,

 – коэффициент для гребных валов со сплошной облицовкой.

          В качестве дейдвудных подшипников на судне пр. №289 будут установлены  неметаллические неразъёмные подшипники скольжения с набором текстолитовых планок с втулками, изготовленными из бронзы. Преимуществом  таких  подшипников  является  то, что  они смазываются и

охлаждаются забортной водой.  Давление  прокачиваемой насосом воды

на  0,07...0,09  Мпа  выше давления, соответствующего уровню осадки

судна.

          Использование  забортной воды для работы подшипников делает

ненужными  кормовые  уплотнения  дейдвудного  устройства.  Носовое

уплотнение выполняется в виде сальника с мягкой набивкой на основе

пеньковой пряжи, пропитанной маслом. Недостатками подобных подшипников является то, что допустимые удельные давления для них ограничены значением 0,3 Мпа, а наибольший коэффициент трения не превышает величины 0,08.

          Для  гидроизоляции гребного вала от контакта с агрессивной средой

забортной воды на вал напрессовываются облицовки из бронзы Бр010Ц2.

          Величина диаметра валов уточняется с учётом качества материала, мм:

, где

 – временное сопротивление материала вала.

- упорный вал

- гребной вал

          Округляем найденные диаметры валов:

- упорный вал

- гребной вал

          Расстояние между опорными подшипниками  , м,

где  – диаметр вала в см.

- упорный вал

- гребной вал

          Для выбора соединительной муфты определяется допустимый крутящий момент,

          В качестве соединительной муфты выбираются фланцевые муфты со следующими параметрами:

- крутящий момент 16

- масса муфты для   - 134 кг.

8.3 Расчёт валов на прочность

          Расчёт валов на прочность выполняется по приведённым напряжениям, Мпа:

, где

 – наименьшие нормальные напряжения сжатия, МПа;

 – напряжение сжатия от упора двигателя, МПа;

 – наибольшее напряжение при изгибе, МПа;

 - напряжение кручения, МПа;

 - номинальная частота вращения вала;

 – запас прочности для гребного вала;