- •Введение
- •1 Описание и основные характеристики проектируемого судна
- •2 Обоснование выбора типа сэу
- •3 Выбор и обоснование главных двигателей, типа главной судовой передачи и числа линий валопровода
- •3.1 Технико-экономическое обоснование выбора главных двигателей
- •3.2 Выбор числа валов и типа передачи
- •3.3 Выбор главных двигателей
- •3.4 Обоснование выбора двигателя и передачи
- •3.5 Расчет передачи мощности к движителям
- •4 Расчет валопровода
- •4.1 Расчет основных элементов валопровода
- •4.2 Соединение гребного винта с валом
- •4.3 Подшипники валов
- •4.4 Тормозное устройство
- •4.5 Проверка вала на критическую частоту вращения
- •4.6 Проверка вала на продольную устойчивость
- •5 Выбор вспомогательных механизмов, оборудования и устройств систем сэу
- •5.1 Выбор Судовой электростанции
- •5.2 Выбор системы теплоснабжения
- •5.3 Выбор оборудования и устройств систем сэу
- •5.3.1 Система сжатого воздуха
- •5.3.2 Система охлаждения
- •5.3.3 Масляная система
- •5.3.4 Топливная система
- •5.3.5 Газовыпускная система
- •6 Расчёт энергетических запасов
- •7 Размещение механизмов в машинном отделении
- •8 Автоматизация
- •9 Технико – экономические показатели сэу
- •Заключение
- •Список используемых источников
4 Расчет валопровода
Валопровод является одним из важнейших элементов пропульсивного комплекса. Основное назначение валопровода – передача механической энергии от главного двигателя к движителю и передачи создаваемого движителем упора корпусу судна.
Правилами РМРС [1] предусматривается использование сталей с временным сопротивлением Rm от 400 до 760 для углеродистых сталей (800 для легированных сталей) МПа. В качестве материала вала принимаем сталь 40X c временным сопротивлением 500 МПа.
Валопровод состоит из гребного, промежуточного и упорного вала.
4.1 Расчет основных элементов валопровода
Расчёт валопроводов морских судов выполняется в соответствии с правилами [1]. Определим диаметр промежуточного вала, независимо от того, предусмотрена его установка на судне или нет, затем рассчитаем диаметры гребного и упорного валов, толщину облицовки, учитывая возможность плавания во льдах.
Правила [1] рекомендуют следующую формулу для определения диаметра промежуточного вала, мм:
Здесь F - коэффициент, зависящий от типа механической установки и принимаемый:
F = 100 - для типов механических установок с ДВС, не оборудованными гидравлическими /электромагнитными муфтами или ротативными механизмами;
P – расчётная мощность на промежуточном валу, кВт;
n − расчётная частота вращения промежуточного вала, мин .
Принимаем = 190 мм.
РМРС рекомендует выполнять диаметр упорного вала не менее 1,1 диаметра промежуточного вала.
Принимаем
Расчётный диаметр гребного вала, мм:
;
где k - коэффициент, определяемый конструкцией вала.
Принимаем шпоночное соединение гребного винта с валом => k = 1,26, согласно Правилам [1].
Принимаем
Так как судно имеет ледовый класс ICE 2, диаметр промежуточного и упорного валов не увеличиваются, а диаметр гребного вала на больше 5%, согласно Правилам [1].
Таким образом, получим:
Принимаем
Принимаем
Принимаем
Гребные валы должны быть надежно защищены облицовкой от соприкосновения с забортной водой. Облицовки гребных валов изготавливаются из сплавов, обладающих высокой коррозионной стойкостью к морской воде.
Толщину бронзовой облицовки гребного вала S, мм, определим по формуле:
;
где - диаметр гребного вала под облицовкой, мм;
Принимаем S = 15 мм;
Тогда 280 мм.
Для соединения фланцев валов используют плотно пригнанные цилиндрические болты. Диаметр болтов, мм, должен быть не менее:
где - диаметр промежуточного вала, мм;
- временное сопротивление материала болта, МПа, которое следует принимать в диапазоне ≤1,7 , но не более 1000МПа. Примем = 500 МПа; = 600 МПа;
i - число болтов в соединении;
D - диаметр центровой окружности соединительных болтов, мм.
Таким образом, для соединения фланцев валов принимаем болты М32.
Радиус закругления фланцев валов должен составлять 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:
мм
Принимаем толщину фланца 40 мм.