4 Расчет валопровода

4.1 Материал вала

В качестве материала валов, выбираем сталь 40Х.

4.2 Состав валопровода

В состав проектируемого валопровода включаем:

1. Упорный вал с эластичной муфтой со стороны реверс-редуктора и жесткой муфтой со стороны тормоза;

2. Гребной вал с дейдвудной трубой;

3. Упорный подшипник.

4.3 Выбор числа валов

Выбор числа валов зависит от мощности установки, назначения судна и его осадки, а также требований, предъявляемых к маневренности и живучести судна.

Для транспортных судов оптимальной является одновальная установка с ВФШ. Такая установка отличается простотой и удобством обслуживания, позволяет получить высокий пропульсивный кпд, хорошие массогабаритные показатели. Необходимость в многовальной установке возникает в следующих случаях:

-для судов большой грузоподъемности и скорости с мощностью установок от 5000 до 10000 кВт;

- при ограничении диаметра винта осадкой судна;

- при необходимости обеспечения высоких маневренных качеств судна;

- для повышения живучести СЭУ.

С учетом изложенного на проектируемом судне целесообразно использовать одновальную установку.

4. 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.

Так как судно с ледовым усилением Ice3, то увеличиваем диаметр на 4%, тогда

Для дальнейших расчетов принимаем диметр промежуточного вала

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^.240= 264 мм.

Принимаем d_уп = 265 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 8%:

Принимаем диаметр гребного вала d_г = 310 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‘ =310 мм - действительный диаметр гребного вала

S ³ 0,03^.310 + 7,5= 16,8 мм.

Толщина бронзовой облицовки принимается равной S = 17 мм.

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