Модернизация конструкции валопровода и винто-рулевого комплекса судна
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?ность детали за один проход наносят достаточно толстые слои металла, при этом обеспечиваются стабильные качества и производительность процесса.
9. Конструкция сборного гребного винта и расчёты насадки лопастей
.1 Конструкция сборного гребного винта
В четвёртом разделе данного дипломного проекта было предложено заменить литой винт сборным гребным винтом. В этом же разделе указывались преимущества сборного гребного винта с креплением лопастей при помощи насадки с гарантируемым натягом. Конструкция сборного гребного винта представлена на рисунке.
Рис 9.1 Конструкция сборного гребного винта.
В сборных гребных винтах лопасти имеют фрикционное соединение со ступицей. Надёжные крепления лопасти со ступицей обеспечивается за счёт сил трения, которые возникают при сборе комля лопасти со ступицей с расчётным натягом.
9.2 Расчет насадки лопастей
Гарантированное соединение с натягом лопасти со ступицей обеспечивается расчётом натяга в узле комель лопасти-гжезло ступицы. Новая конструкция не нуждается в деталях крепления лопасти к ступице. Отпадает необходимость изготовления шпилек, гаек и т.п., что является ещё одним преимуществом предлагаемой конструкции.
Исходные данные:
Диаметр комля лопасти d = 250 мм
Диаметр ступицы винта D = 335 мм
Длина сопрягаемой поверхности l = 50 мм
Натяг определяется по следующей эмпирической формуле:
,
где d - диаметр комля лопасти.
мм
Значение контактного давления на сопрягаемые поверхности, МПа
,
где С1 С2 - коэффициенты жёсткости деталей; Е1 Е2 - модули упругости материала 2,06*105 МПа; Кз - коэффициент запаса, 3.
Коэффициент жёсткости материала вычисляется по формулам:
; ;
где d0 - внутренний диаметр полного конца лопасти, м; (d0=0, т.к. сечение лопасти сплошное); ? - коэффициент Пуассона; С1 =0,7 С2 =3,8
Па
Момент трения на сопрягаемых поверхностях зависит от геометрических размеров поверхности трения и контактных давлений на эти поверхности.
Мтр=?d2lfP,
где l - длина сопрягаемых поверхностей, м; f - коэффициент трения.
Мтр = 3,14*0,3352*0,05*0,15*250070 =1870 Нм
Проверить эксплутационную надёжность крепления лопасти по конструктивно-технологическим параметрам, как при ремонте, модернизации, так и изготовлении новых гребных винтов можно по условиям:
Мтр?fP
10. Проектирование и расчёт конструкции для заводки гребного вала в сборе с гребным винтом
10.1 Описание конструкции
Конструкция для заводки гребного вала с гребным винтом состоит из следующих элементов:
платформ ( верхней и нижней );
тележек с домкратом;
электродвигателя для перемещения тележек с домкратом;
лестницы для подъёма рабочих. Нижняя платформа перемещается по рельсам стапеля на колёсах, соединённых между сбой осями. На этой платформе находятся тележки с домкратами, с помощью которых можно перемещать верхнюю платформу в вертикальном и горизонтальном направлении при заводке гребного вала в дейдвудную трубу.
На верхней платформе находятся ещё две тележки с домкратами, на которые укладывается гребной вал. Заводка вала осуществляется с помощью этих тележек, которые перемещаются по направляющей верхней платформы с помощью электродвигателя. Домкраты служат для дополнительного перемещения вала вверх и вниз.
При расчёте конструкций для заводки гребного вала в сборе с гребным винтом проверяем прочность осей колёс и рассчитываем домкрат верхней платформы.
10.2 Расчёт конструкции для заводки гребного вала
10.2.1 Расчёт прочности осей колёс
Исходные данные:
Масса конструкции М = 2512 кг;
Нагрузка на ось Р = М = 314 кг;
Длина оси ? = 2,5 м;
Материал оси Сталь 35
Рис. 10.1 Расчётная схема , эпюры сил и моментов.
Крутящий момент определён по следующей формуле, исходя из расчётной схемы ( рис.10.1 ):
Мкр=Р
Мкр=314*=392,5 кг*м
Условие прочности:
;
Момент сопротивления;
;
где d - диаметр оси, мм.
Из предыдущих формул получаем выражение для расчёта диаметра оси:
;
мм.
Диаметр оси при соблюдении условия прочности, должен быть не менее 23,2 мм, принимаем 25 мм. Момент сопротивления в данном случае:
мм3
Из условия прочности:
МПа
,8 МПа ? 320 МПа - условия соблюдены.
10.2.2 Расчёт домкрата
Исходные данные:
Масса гребного вала Мвала = 61800 Н;
Масса гребного винта Мвинта = 48150 Н;
Количество домкратов n = 12;
Материала винта Сталь 35;
Материал гайки Сталь 3.
Рис.10.2. Схема нагружения домкрата.
Определим грузоподъемность одного домкрата:
;
Н
Определим диаметр винта домкрата по условию устойчивости:
;
где Fa - грузоподъёмность домкрата, Н; - коэффициент высоты гайки, 1,3; - коэффициент для упорной резьбы, 0,75 - допустимое напряжение смятия, 6 МПа
мм
судно валопровод рулевой модернизация
Выбираем резьбу М243 со следующими размерами:
наружный диаметр резьбы - d=24 мм;
внутренний диаметр резьбы - d1=20.75 мм;
средний диаметр резьбы - d2=22,05 мм;
шаг резьбы - Р = 3
высота профиля - h = 1,624 мм;
высота гайки - Н = 19 мм;
число витков гайки - z = 6,35. Условия прочности резьбы по напряжениям ?/p>