Расчет основных элементов валопровода

Проектирование судового валопровода дизельной установки проводится в соответствии с требованиями Правил Морского Регистра Судоходства [ 7 ].

Промежуточный вал

В соответствии с Правилами диаметр промежуточного вала d_пр. должен быть не менее:

где:

коэффициент, принимаемый в зависимости от типа механической установки, ;

расчетная мощность на промежуточном валу, кВт;

расчетная частота вращения промежуточного вала, об/мин.

Упорный вал

Упорный вал d_уп в районе упорного гребня должен превосходить диаметр промежуточного d_пр не менее, чем на 10%

d_уп = 1,1 d_пр = 1,1^.180= 198 мм.

Принимаем d_уп = 200 мм

Гребной вал

Диаметр гребного вала d _г должен быть не менее определенного по формуле

где:

коэффициент, принимаемый в зависимости от типа механической установки, при соединении гребного винта с валом с помощью шпонки;

расчетная мощность на промежуточном валу, кВт;

расчетная частота вращения промежуточного вала, об/мин.

Так как судно ледового плавания, то увеличиваем диаметр гребного вала на 5%:

Принимаем диаметр гребного вала d_г = 240 мм.

В соответствии с пунктом 2.4.2.1. Правил Регистра конус гребного вала под гребной винт должен выполняться с конусностью не более 1:12.

Для защиты вала от коррозии применяем бронзовую облицовку. Толщина бронзовой облицовки S должна быть не менее:

S ³ 0,03^.d_гр’ + 7,5 (мм),

где:

d_гр‘ =225 мм - действительный диаметр гребного вала

S ³ 0,03^.225 + 7,5= 14,25 мм.

Толщина бронзовой облицовки принимается равной S = 15 мм.

Наряду с определением основных размеров валопровода по Правилам Регистра определяется критическая частота вращения вала и проводится проверка вала на продольную устойчивость.

Соединения валов

Соединение валов в проектируемом валопроводе осуществляется с помощью фланцев.

Болты для соединения фланцев принимаем плотно пригнанные. Диаметр болтов соединительных фланцев должен быть не менее определяемого по формуле

где d_пр =180мм – расчетный диаметр промежуточного вала;

R_mв =400МПа - временное сопротивление материала вала;

R_mб =600МПа - временное сопротивление материала болта, принимается в пределах

R_mв£ R_mб £1,7 R_mв, но не более 1000МПа;

i =8 - число болтов в соединении;

D =350мм - диаметр центровой окружности соединительных болтов, мм.

Радиус закругления фланцев валов не менее 0,08 требуемого диаметра вала в районе фланца. Закругление должно быть гладким, подрезка закруглений от головки и гайки соединительных болтов не допускается.

Толщина соединительных фланцев должна быть не менее 20% требуемого диаметра промежуточного вала или не менее диаметра болта в зависимости от того, что больше.

s'=0,2·180=36мм.

Принимаем толщину фланца 36мм.

Соединение гребного винта с валом

Конус гребного вала под гребной винт выполняется с конусностью 1:12. Во избежание попадания воды на конус гребного вала предусматриваются уплотнения.

Подшипники валов

Длина ближайшего к движителю подшипника принимается по таблице 5.5.1 [1].

Для подшипника из бакаута l/d=4. Здесь l – длина подшипника, d – расчетный диаметр вала в районе подшипника.

l=4·240=960 мм.

Охлаждение дейдвудных подшипников водой принудительное.

Расстояние между серединами соседних подшипников должно удовлетворять условию (п.5.5.5,[1])

где l – расстояние между подшипниками, м;

d =0,240м - диаметр вала между подшипниками;

l - коэффициент, равный 14 при n£500об/мин.

Тормозные устройства

Тормозное устройство устанавливается на фланцевом соединении промежуточного вала и редуктора. В качестве тормозного устройства используется тормоз бугельной конструкции.