Модернизация конструкции валопровода и винто-рулевого комплекса судна
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
еобходимое для создания контактного давления рк, определяется по формуле
Sн=м.
где E1 и E2 - модули упругости материала вала и винта, МПа; E1 = E2 =2,06*105МПа С1 и С2 - коэффициенты жесткости вала и ступицы винта.
Выражение для расчета коэффициентов жесткости С1 и С2 из задачи Ляме имеет вид
где d0 - диаметр сверления вала(для сплошного вала d0=0);
Dн - наружный диаметр ступицы винта; Dн=0,335 м.
?1 и ?2- коэффициенты Пуассона материала вала и винта. ?1 = ?2=0,3
Осевое перемещение S винта по конусу вала связано с диаметральным натягом Sн зависимостью
S=Sн/К=8,04*10-4*10=0,00804 мм/м
где К - конусность вала.К=1/10
При известных значениях pк усилие напрессовки винта на вал с подачей масла на сопрягаемые поверхности будет определяться по формуле
кН
где p = 1,3pк - давление масла, подаваемого на сопрягаемые конические поверхности, Па;
Fф - фактическая площадь контакта конических поверхностей, М2;
Fф=3,14*0,11*0,169=0,05
fм = 0,01 - коэффициент трения между коническими поверхностями при наличии масляной пленки.
6. Технология ремонта валопровода
.1 Износы и повреждения деталей судовых валопроводов
Суда речного флота и смешанного ‹‹река-море›› плавания имеют одновальную, двухвальную, а иногда и трехвальную энергетическую установку. Она состоит из главного двигателя, валопровода и гребного винта. Валопровод?служит для передачи крутящего момента от двигателя к движителю. В общем виде валопровод включает в себя следующие основные элементы: соединительную муфту, упорный подшипник, упорный вал, промежуточный вал, промежуточные подшипники, сальниковое уплотнение, дейдвудную трубу, дейдвудные подшипники, гребной вал, подшипники кронштейна, движитель.
В эксплуатации судна валопровод в целом и отдельные его элементы под действием нагрузок подвергаются изнашиванию и повреждениям.
Валопровод соединяют с главным двигателем неподвижными или подвижными муфтами. Неподвижные муфты обеспечивают жесткое соединение двух валов, исключая их относительные перемещения друг относительно друга. Подвижные муфты, например зубчатые, допускают в определенных пределах смещение и излом осей соединяемых валов.
Одной из наиболее распространенных конструкций соединения валопровода с главным двигателем, а также валов между собой, является поперечно?свертная муфта. Полумуфты неподвижных поперечно?свертных муфт устанавливают на конусные поверхности валов и закрепляют гайками. Между собой полумуфты соединяют коническими болтами. Поперечно?свертные муфты передают крутящий момент через шпонки. В таких полумуфтах износу подвергаются внутренняя конусная поверхность вследствие сдвига и ослабления посадки, а также шпоночные пазы из-за смятия стенок, задиров, коррозии.
У зубчатой подвижной муфты валопровода происходит непрерывное истирание зубьев, значительно усиливающееся при нарушении смазки и появлении расцентровки валов.
В судовых валопроводах осевое усилие, от вращения гребного винта, воспринимается упорным валом и упорным подшипником. На валопроводах речных судов чаще всего устанавливают сегментные упорные подшипники скольжения. Упорный подшипник скольжения имеет диск в средней части упорного вала. Упор на диск передается через несколько одинаковых упорных подушечек переднего и заднего хода, поверхности скольжения которых залиты антифрикционным сплавом .В таких подшипниках изнашиваются поверхности упорных подушек, а также упорный диск вала и его рабочие шейки.
Промежуточные валы работают в более благоприятных условиях, чем гребные: они не соприкасаются с водой и непосредственно не испытывают ударов со стороны винта. В местах расположения подшипников на валах имеются утолщения, откованные при изготовлении, или напрессованные облицовки.
К числу наиболее характерных износов промежуточных валов относят изменение размеров и геометрии рабочих шеек или облицовки, а также конусной части вала, смятие стенок шпоночного паза ( для шпоночных полумуфт), повреждение резьбы хвостовика; износы отверстий под крепежные болты. В отдельных случаях на промежуточных валах наблюдают погибь, скручивание, трещины.
Износы опорных подшипников скольжения проявляются в уменьшении толщины антифрикционного слоя, появлении в нем трещин и отслаивания баббита от основы.
Дейдвудная труба представляет собой стальную сварную или чугунную литую конструкцию, соответственно приваренную к набору корпуса или закрепленную на шпильках. В ней размещают дейдвудные подшипники, являющиеся опорами гребного вала. Основной вид изнашивания дейдвудных труб ? коррозионный. В результате ослабляется посадка дейдвудных подшипников. Дейдвудные подшипники изготавливают из бакаута, древесно-слоистого пластика, текстолита, резины, армированной металлом, а также капрона и капролона. На речных судах для валов диаметром от 30 до 240 мм чаще всего используют цельнолитые резинометаллические подшипники. При смазке водой резина в паре со сталью или бронзой имеет коэффициент трения не более 0,01. Наибольший износ, особенно при плавании судов на мелководье, наблюдается у кормовой дейдвудной втулки.
Гребной вал ? наиболее ответственная часть валопровода. Большинство гребных валов в районе трущихся поверхностей имеют бронзовые, латунные или стальные облицовки. Участок вала между облицовками для защиты от коррозии покрывают резиной или стеклотканью на эпоксидн