Системы СЭУ. Конспект лекций для курсантов специальности 26. 05. 06 Эксплуатация судовых энергетических установок очной и заочной форм обучения Керчь, 2021
 Скачать 6.64 Mb.
|
|
ПК-5. Способен выполнять безопасные и аварийные процедуры эксплуатации механизмов двигательной установки, включая системы управления (З, З, У, У, ВПК Способен осуществлять подготовку, эксплуатацию, обнаружение неисправностей и меры, необходимые для предотвращения причинения повреждений следующим механизмами системам управления 1. Главный двигатель и связанные с ним вспомогательные механизмы 2. Паровой котел и связанные с ним вспомогательные механизмы и паровые системы 3. Вспомогательные первичные двигатели и связанные сними системы 4. Другие вспомогательные механизмы, включая системы охлаждения, кондиционирования воздуха и вентиляции (З, З, З, З, У, У, В. Методические материалы 1. Коршунов Л. П. Энергетические установки промысловых судов Л. П. Коршунов - Л. Судостроение, 1991. – 360 с. 2. Соловьев, ЕМ. Судовые энергетические установки, вспомогательные и промысловые механизмы учебник для средних спец. учебных заведений / ЕМ. Соловьев. - М Агропромиздат, 1986. - 183 с. 3. Судовые энергетические установки учебное пособие для вузов / ГА. Артемов и др. - Л Судостроение, 1987. - 477 с. Набор слайдов с иллюстрациями по теме лекции Учебное оборудование Аудитория, комплектованная учебной мебелью, доской и видеопроекционным оборудованием для презентаций, средствами звуковоспроизведения, экраном. Последовательность изложения учебного материала 12.1 Назначение и состав валопровода Валопровод предназначен для передачи вращающего момента ГД движителю, восприятия осевой силы упора движителя и передачи её корпусу судна с целью обеспечения его движения. От надёжной работы валопровода зависит эффективность и безопасность эксплуатации судна (особенно одновинтового). Состав валопровода, его длина и число валовых линий обусловлены типом и мощностью, расположением ЭУ, требованиями, предъявленными к ЭУ (надёжность, манёвренность и пр, условиями размещения, обслуживания, проведения монтажных и ремонтных работ. В состав входят следующие элементы валы и их соединения, опорные и упорные подшипники, дейдвудные устройства и переборочные уплотнения, специальные устройства и механизмы, вспомогательное оборудование. При этом, если отдельные элементы, например, упорный подшипник с упорным валом встроены в ГД, то они в состав валопровода не включаются. Суда флота РП, как правило, имеют одновальные судовые валопроводы. Основные элементы судового валопровода: - гребные, промежуточные и упорные валы - соединительные муфты 131 - дейдвудное устройство - это создание опоры для вращения гребного вала в дейдвудных подшипниках и предотвращение попадания воды внутрь судна (уплотнение гребного вала или обычное сальниковое, или "Седерваль", или "Симплекс - опорные и упорные подшипники - специальные устройства, механизмы и вспомогательное оборудование валопровода; - конструктивные особенности МДК и ВРШ. На рисунке 12.1, аи б дана схема расположения валопровода одно- и двухвальных СЭУ. На кормовом конце гребного вала закреплен гребной винт. На выходе из корпуса судна установлено дейдвудное устройство, состоящее из дейдвудной трубы, жестко соединенной с корпусом, опорных подшипников и сальниковых уплотнений. Оно препятствует попаданию забортной воды в МО или в коридор гребного вала. Длина гребного вала может достигать 30 м. Поскольку по условиям металлургического производства невозможно изготовить цельную заготовку такой длины, ее делят примерно на две равные части. Носовая часть, проходящая через дейдвудную трубу, называется дейдвудным валом, а кормовая - гребным валом. Такое сочетание валов характерно для двухвальных судов с острыми обводами кормовой оконечности. В этом случае кормовая часть дейдвудной трубы заканчивается короткой втулкой — мортирой, в которой размещен опорный подшипник для дейдвудного вала гребной вал опирается на подшипник кронштейна. Гребной и упорный валы соединяются посредством промежуточных валов. При выборе их длины для конкретного судна необходимо учитывать следующее удобство проведения загрузочно-разгрузочных, сборочных и демонтажных работ местоположение опорных подшипников унификацию заготовок валов, технико-экономическую целесообразность изготовления заготовок и обработки валов данные расчета центровки валопровода. На судах также применяют валопроводы с одним промежуточным валом (кормовое расположение МО) или без него (малые суда, катера. Промежуточные валы опираются на одни или два опорных подшипника. Если вал опирается на один подшипник, то для проведения монтажных работ применяют монтажный подшипник. Упорный вал соединяется с промежуточными валами через фланец одного из валов, изготовленный с припуском (обрабатывается по замерам на месте, или через проставочный вал. Такое соединение позволяет компенсировать неточности корпусных конструкций, облегчить монтажные и ремонтные работы, унифицировать заготовки промежуточных валов. Кроме того, проставочный вал проектируют как слабое звено, которое может выйти из строя при ударе гребного винта о лед или в другом случае перегрузки валопровода. Упорный вал предназначен для восприятия реакции упора двигателя и передачи ее Корпусу судна через ГУП. В зависимости от принятой схемы ГУП может быть встроен в Гд, в редуктор или размещен в отдельном корпусе. В многовальных установках быстроходных судов кормовые опорные подшипники промежуточных валов выполняют в виде опорно-упорных. В этом случае вал называется вспомогательным упорным (ВУВ). При нормальной эксплуатации работают опорные части подшипника, а при аварии — упорные (например, в случае поломки одного из ГД). Для возможности движения судна при работе остальных ГД с жесткой передачей и с целью снижения потерь в подшипниках валопровода предусмотрено разобщение валопровода от движителя через быстроразъемное соединение. 132 Рисунок 12.1 - Схема расположения валопровода СЭУ: а - одновальной 1 - гребной винт 2 - дейдвудное устройство 3 - гребной вал 4 - тормозное устройство 5, 7 - кормовой и промежуточный опорные подшипники 6 - промежуточный вал 8 - переборочное уплотнение 9 - проставочный вал 10 - монтажный подшипник 11 - валоповоротное устройство 12 - ГУП; 13 - ГД; б - двухвальной: 1 - гребной винт 2 - кронштейн 3 - гребной вал 4 - глухое коническое соединение 5 - мортира 6, 8 - кормовой и носовой подшипники дейдвудного вала 7 - дейдвудная труба 9 - дейдвудный сальник 10 - дейдвудный вал 11 - соединительная полумуфта; 12 - тормозное устройство 13 - монтажный подшипник 14 - промежуточный вал (ВУВ); 15 - опорно-упорный подшипник 16 - линия вала левого борта- 17 - быстроразъемное соединение 133 18 - проставочный вал 19 - переборочное уплотнение 20 - ГУП; 31 - ГД; 22 - торсиометр Упорные подушки ВУВ имеют значительно меньшую поверхность, так как воспринимают реакцию нагрузки свободно вращающегося винта. Поэтому во избежание подплавления при нормальной эксплуатации эти подушки должны быть отведены от упорного гребня на 10—20 мм с помощью червячной передачи, смонтированной на корпусе подшипника. Самым коротким валопровод будет при кормовом расположении МО, либо при центральном или носовом расположении — в случае использования электрической передачи. При любом другом расположении МО и других типах передач длина валопровода может достигать 90—100 мВ этих случаях валопровод прокладывают через грузовые помещения в водонепроницаемом туннеле от кормовой переборки МО до носовой переборки ахтерпика. Туннель защищает валопровод от возможных повреждений при проведении грузовых работ, однако уменьшает полезный объем судна и создает неудобства при выполнении грузовых работ. Габариты туннеля (коридора гребного вала) должны быть достаточными для обслуживания и проведения монтажных и ремонтных работ (свободный проход между поручнями и переборкой туннеля не должен быть меньше 500 мм. В местах выхода валопровода через кормовую переборку МО, а также через другие водонепроницаемые переборки ставят переборочные водонепроницаемые сальники. Отсеки отделяют водонепроницаемыми дверями, которые закрываются со стороны МО. Для безопасного обслуживания вращающегося валопровода его ограждают поручнями. Коридор оборудуют двумя выходами — один в МО, другой в районе дейдвудной трубы через специальную вертикальную шахту на верхнюю палубу. 12.2 Расположение валопровода на судне Валовой линией валопровода называется прямая, соединяющая центры выходного фланца ГД (редуктора) и диска гребного винта. Ее положение на судне зависит от расположения движителя относительно корпуса судна и местонахождения ГД. При установке движителя требуется обеспечить определенные зазоры между движителем и корпусом судна. Это необходимо для нормальных условий работы ПУ и обеспечения удовлетворительных вибрационных характеристик. В зависимости от числа автономных движителей суда бывают одно, двух, трех- и четырехвальными. Предпочтение отдают одновальной установке, при которой обеспечиваются высокий пропульсивный коэффициент и экономическая эффективность, хорошие массогабаритные показатели, простота и удобство в обслуживании. Применение многовальных установок объясняется следующим - невозможность передачи большой мощности одному гребному винту из-за увеличения его диаметра выше допустимого (контейнеровозы, суда с горизонтальным способом обработки и с малой осадкой - обеспечение необходимых манёвренных свойств судов целевого назначения ледоколы, буксиры, паромы, а также маневренности и управляемости на заднем ходу крупнотоннажных судов (танкеры и др. 134 Условия размещения движителей, ГД и передач приводит к необходимости располагать линии валопроводов под углом к основной и диаметральной (ДП) плоскостям судна. Угол между валовой линией валопровода и основной (горизонтальной) плоскостью называется углом уклона, а угол между валовой линией валопровода и ДП судна - углом сходимости или расходимости. Наличие углов аи приводит к уменьшению полезного упора Р, развиваемого винтом, и, следовательно, силы тяги, равной P cosa cos . Поэтому рекомендуется выбирать а = 0 - 5°; = 0 - 3°. В случае несимметричного расположения двухвальных СЭУ аи для валопроводов левого и правого борта принимаются большими. В установках стремя и четырьмя валопроводами принимают сочетания аи обеспечивающие требуемый пропульсивный коэффициент. Направление вращения винтов выбирают из условии их безопасной работы, маневренности и управляемости судна. Направление вращения гребного винта одновальной установки определяется направлением вращения двигателя. Обычно принято правое вращение винта, если смотреть на него с кормы. В двухвальных установках ВФШ вращаются на переднем ходу наружу из верхнего положения лопасти, благодаря чему уменьшается вероятность повреждения винта и его заклинивания при движении судна вбитом льду. Для одно- и двухвальных судов с ВРШ, направление вращения которых на переднем и заднем ходу остается неизменным, лучшие маневренные свойства достигаются вращением внутрь из верхнего положения лопасти. В трех- и четырехвальных установках бортовые винты вращаются наружу. Направление вращения среднего винта трехвальной установки определяется вращением ГД, а средних винтов четырехвальной установки — по результатам их сравнительных модельных испытаний. На ледоколах и паромах иногда устанавливают носовые винты (рисунок 12.2). Рисунок 12.2 - Схема ледокола с кормовыми носовым валопроводами: 1 — кормовой винт 2 — кормовой ГЭД; 3 — главный ДГ; 4 — носовой ГЭД; 5 — носовой винт 135 Опыт эксплуатации ледоколов показал, что при устройстве носовых винтов снижается сопротивление льда движению ледокола и значительно повышается его скорость. Иногда на ледоколах ставят два носовых винта. 12.3 Конструкции основных элементов валопровода Промежуточные и упорные валы изготовляют из углеродистых (в основном) и легированных сталей с временным сопротивлением не более 800 МПа, а гребные валы - из сталей св не более 600 МПа. Конструкции валов приведены на рисунке 12.3. Валы выполняют коваными. Если они передают значительные вращающие моменты, их изготовляют с внутренним сверлением (для облегчения вала, устранения возможных дефектов металла, лучших условий термообработки. Внутренние поверхности валов покрывают двумя слоями сурика и ставят заглушки (кроме валов ВРШ). Валы диаметром до 150-200 мм часто изготовляют из проката. Длина промежуточных валов в зависимости от диаметрам. В местах установки подшипников и переборочных уплотнений делают шейки. Для удобства монтажа ГУП упорный вал выполняют по возможности коротким. Гребные и дейдвудные валы должны быть надежно защищены от контакта с морской водой. Для этой цели применяют облицовку либо по всей длине валов (сплошную, либо только в районе шеек подшипников кронштейна и дейдвудной трубы (не сплошную, защищая остальные участки валов стеклопластиковыми покрытиями на базе эпоксидных смол. На облицовках делают выточки для лучшего сцепления их с покрытием. Толщина покрытия зависит от вида вала и условий эксплуатации. Так, для дейдвудных валов минимальная толщина покрытия равна 2, а максимальная 3 мм для гребных валов, находящихся вводе и воспринимающих ударные нагрузки (ледоколы и пр, она составляет 3—5 мм. Рисунок 12.3 - Конструкция валов а - упорного б - промежуточного с фланцами в - промежуточного с конусами для муфт 1 - облицовка 2 – покрытие Облицовки обычно изготовляют из бронзы марок Бр.О10Ц2 (для валов диаметром 300 мм, Бр.08Н4Ц2 (для гребных валов диаметром 500 мм на бакаутовых и резиноэбонитовых подшипниках, Бр.05Ц5С5 (для гребных валов диаметром до 350 мм на капролоновых, резинометаллических и древесно-текстолитовых подшипниках. Облицовку гребных валов диаметром 120—150 мм выполняют из латуни марок ЛЦ40МцЗЖ, ЛЖМц59- 1-1, бронзы марок Бр.А9Мц2Л и Бр.А9ЖЗЛ. 136 На судах с валами диаметром до 500 мм проходят проверку биметаллические облицовки с наплавкой на стальные рубашки нержавеющей стали (толщина слоя 5-6 мм. Выбор типа соединения валов определяется принятыми схемами валопровода и проведения монтажных работ, условиями его работы. Тип соединения оказывает влияние на конструкцию валов, стоимость и трудоемкость изготовления валопровода. Гребной и дейдвудный валы диаметром более 300 мм соединяют посредством глухого конического соединения (рисунок 12.4, а. Его недостатки состоят в сложности конструкции, значительных материалоемкости и трудоемкости (ручные пригоночные работы. Рисунок 12.4 - Типы соединений валов а - глухое коническое 1,2 - гребной и дейдвудный валы 3 - шпонка 4 - клин б - продольно-свергной муфтой 1 - муфта, 2 - шпонка 3 - крепеж в - фланцевой полумуфтои: 1, 3 - гребной и промежуточный валы 2 - фланцевая полумуфта; 4 - крепеж 5 - гайка полумуфты; 6 – шпонка г - фланцевое д - фланцевыми полумуфтами: 1 - полумуфта; 2 - вал 3 - шпонка 4 - гайка 5 - штифте- быстроразъемное 1 - вал 2 — гайка отжимная 3 - конический болт 4 - гайка 5 - специальный выступ 137 ж - бесфланцевое втулочное 1 - втулка 2 - гильза 3 - канал 4 - вал Продольно-свертные муфты (рисунок 12.4, б) используют для соединения гребных валов диаметром менее 300 мм с цилиндрическими хвостовиками. Нагрузка в соединении передается силами трения и с помощью шпонок. Принятая схема демонтажа и выгрузки валопровода определяется числом валовых линий на судне, которые оказывают влияние на выбор типа соединения гребного и промежуточного валов, Так, в одновальных установках гребной и дейдвудный валы выполняют единым валом гребным. Валы соединяются фланцами или бесфланцевыми втулочными муфтами. В кормовой части гребного вала имеется конус для посадки движителя. Для выгрузки гребного вала наружу приходится частично демонтировать штевень и снимать перо руля. Чтобы исключить эти трудоемкие операции, гребной вал выгружают внутрь судна. В двухвальных установках выгрузку валов производят наружу (поскольку руль не является препятствием, если носовой конец гребного вала снабжен конусом для насадки полумуфты (рисунок 12.4, в. Нагрузки передаются посредством сил трения на сопрягаемых конических поверхностях. При значительных контактных давлениях на поверхностях необходимость в шпонке и гайке (обеспечивающей сопряжение и удерживающей полумуфту) отпадает, для выполнения такого соединения требуются значительные затраты труда. Широкое распространение получило фланцевое соединение валов. Выбор этого соединения определяется диаметром вала. При изготовлении фланцев совместно с валом увеличивается материалоемкость заготовки и, чтобы снизить ее, применяют съемные фланцевые полумуфты (рисунок 12.4, д. Их изготовляют из тех же марок сталей, что и валы. В качестве крепежа фланцевых соединений рекомендуется применять цилиндрические болты (работающие на растяжение, обеспечивающие передачу нагрузки за счет сил трения между фланцами. Число болтов в соединении составляет 6-12 и определяется диаметром соединяемых валов. Болты и гайки делают из сталей марок 35,40,45, Х, Х, ВСт5. Конические болты, работающие на срез, допускается применять в обоснованных случаях, например, в быстроразъемных соединениях (рисунок 12.4, е. Такие болты имеют нарезку с обоих конусов. Для разобщения валов нужно отдать гайку и с помощью отжимной гайки вывести болт из соединения. Время разобщения соединения 0,3-0,5 ч. В валопроводах большой протяженности целесообразно применять подшипники качения вместо подшипников скольжения для снижения потерь мощности, передаваемой на винт. Использование подшипников качения определяет тип соединения валов — бесфланцевое втулочное (рисунок 12.4, жили с помощью съемных фланцевых полумуфт. Это простое соединение состоит из наружной втулки с внутренней конической расточкой (1:100) и промежуточной тонкостенной гильзы с наружной расточкой. Гильзу и втулку свободно надевают на соединяемые цилиндрические концы валов. При монтаже соединения в зазор между гильзой и втулкой нагнетают масло (под давлением 100 МПа) через каналы, что приводит к увеличению диаметра втулки и уменьшению диаметра гильзы. Это позволяет перемещать втулку в осевом направлении гидравлическим домкратом по наружной поверхности гильзы на расчетную величину. После снятия давления втулка плотно обжимает гильзу и концы валов. Нагрузка в соединении передается за счет сил трения. Упорное кольцо домкрата фиксируется с помощью проточек на втулке, а перемещение гильзы по валу ограничивается упором. Демонтаж соединения 138 осуществляют в обратном порядке. В отечественном флоте такое соединение применено на судах типов Ленинский комсомол и «Киргизстан». Несмотря на простоту, подобный вид соединения валов не получил широкого применения. Это объясняется необходимостью высокоточного изготовления элементов из высокопрочных материалов, применения специальной технологии, не допускающей задиров, оснастки, а также значительными габаритными размерами соединения по диаметру (на 60-70 % больше по сравнению с валами, что исключает возможность использования такого соединения для гребного и дейдвудного валов. Кроме того, немаловажное значение имеет предубеждение, основывающееся на сомнении в надежной работе соединения за счет сил трения. Предполагают, что воздействие вибрации судна, пульсирующего упора, переменных напряжений и другие экстремальные условия могут нарушить надежность соединения, работоспособность которого определяется только силами трения. Был предложен новый тип бесфланцевого втулочного соединения (рисунок 12.5) с дополнительными элементами — штифтами, замками и эксцентриками. При нормальных условиях вращающий момент и реакция упора винта передаются за счет сравнительно небольших сил трения между гильзой и концами валов. В экстремальных условиях, когда внешние силы превышают силы трения, в действие вступают дополнительные элементы, которые воспринимают часть нагрузки и обеспечивают необходимый запас прочности. Преимуществом бесфланцевого втулочного соединения со штифтами (рисунок 12.5, а) являются сравнительно малые габаритные размеры и меньшая точность изготовления. Кроме того, не требуется специальной обработки конических поверхностей. Соединение пригодно и для полых валов с введением в отверстия валов цилиндрической вставки, закрепленной двумя штифтами одного размера. Вставка может быть выполнена как хвостовик одного из валов. Штифтовое крепление можно применять для соединения гребного вала с дейдвудным. С этой целью в его состав дополнительно включают обтекатели и торцевые уплотнители. Отличительной особенностью соединения, приведенного на рисунке 12.5, в, являются торцевые поверхности валов, выполненные в виде замков так, что выступы одного из них входят во впадины другого. Конфигурация замков определяется условиями эксплуатации симметричная (I, II ), несимметричная (III, IV), воспринимающая реакцию упора (II, IV) или не воспринимающая реакцию упора (I, III). На рисунке 12.5, б, соединение с эксцентриком, выполняя роль вставки, является силовым элементом, передающим вращающий момент. Соединение без гильзы представлено на рисунке 3.5, г. Оно более простой конструкции, но сложной технологии изготовления из-за необходимости трех идентичных конических поверхностей. Вместо вставки можно применять замок. 139 Рисунок 12.5 - Бесфланцевое соединение с дополнительными элементами а - втулочное-штифтовое: 1 - соединяемый вал 2 - втулка 3 - гильза 4 - штифты б - втулочно-эксцентриковое (е - эксцентриситет в - втулочно-замковое; г - прессовое со штифтами и вставкой 1- вал 2 - втулка 3 - штифты 4 - вставка Результаты исследований показали преимущество бесфланцевых соединений с дополнительными элементами по сравнению с применяемыми. Гребной винт закрепляется на гребном валу (рисунок 12.6) при помощи конического соединения (только для ВФШ) и фланцевого (предпочтительно для ВРШ). Чтобы обеспечить усталостную прочность вала, переходы от одного сечения к другому выполняют плавными, поэтому окончание шпоночной канавки имеет ложкообразную форму. Конусное крепление бывает и бесшпоночным, в этом случае вращающий момент передается посредством сил трения между коническими поверхностями соединения. 140 Рисунок 12.6 - Крепление гребных винтов а - фиксированного шага 1 - обтекатель 2 - гайка 3, 6 - уплотнительные кольца 4 - гребной винт 5 - шпонка 7 - облицовка гребного вала 8 - кожух 9 - гребной вал 10 - стопор б - регулируемого шага 1 - обтекатель 2 - корпус ступицы 3 - ползун 4 - шатун 5 - лопасть 6 - штанга 7 - гребной вал Винт можно насаживать на конус завертыванием гайки, с помощью параллельных клиньев, установленных между ступицей и гайкой, путем подогрева ступицы паром и с помощью гидропресса. Конус гребного вала выполняют с конусностью не более 1:12 (со шпонкой, 1:15 (без шпонки, с концевой гайкой) и 1:50 (без шпонки и без концевой гайки. Концевую резьбу делают правого исполнения независимо от направления вращения вала, гайку стопорят для предотвращения самоотвинчивания. Уплотнительные кольца предохраняют поверхности конуса вала от воздействия морской воды. Обтекатель заполняют консервационной смазкой, а полости его крепежа заливают цементом. Дейдвудное устройство состоит из дейдвудных подшипников, уплотнений и трубы, гребного (или дейдвудного) вала, систем смазки и охлаждения и прибора для замера просадки 141 гребного вала. Классифицируют эти устройства по числу, месту расположения и типу подшипников (качения и скольжения, на которые опирается гребной вала) с двумя дейдвудными подшипниками б) с двумя дейдвудными подшипниками и одним выносным рисунок 12.7, в) с одним дейдвудным подшипником и одним выносным. Дейдвудную стальную трубу выполняют литой, литосварной, кованой и кованосварной. Ее заводят в корпус судна сноса или с кормы судна и крепят к корпусу сваркой или фланцами на шпильках. Подшипники качения в качестве дейдвудных применяются редко (преимущественно для валов малого диаметра. Обычно используются подшипники скольжения с неметаллическими и металлическими вкладышами. Неметаллический подшипник изготовляют, как правило, из бакаута, обладающего хорошими антифрикционными свойствами. Этот материал представляет собой плотную и твердую древесину гваякового дерева (Южная Америка) с косым переплетением волокон. В связи с дефицитом бакаута широко используются его заменители древесно-слоистые пластики, текстолиты, термопластические материалы (капролон, капрографит), наборы из резинометаллических и резиноэбонитовых сегментов. Дейдвудный подшипник представляет собой латунную или бронзовую втулку, устанавливаемую в трубе с небольшим натягом и фиксируемую дополнительно. Внутреннюю поверхность. Рисунок 12.7 - Дейдвудное устройство с двумя дейдвудными подшипниками и одним выносным (не показан 1 - отверстия для микрометра 2 - яблоко ахтерштевня с дейдвудной трубой (вварной конструкции 3 — гребной вал 4,5 кормовой и носовой дейдвудные бакаутовые подшипники 6 - сальник гребного вала Втулки облицовывают бакаутом (рисунок 12.8) или его заменителем в виде вкладышей сегментной формы. Их набирают по схеме бочка или ласточкин хвост. Нижние вкладыши из бакаута имеют торцевое расположение волокон (износостойкость выше, а верхние — продольное. Чем меньше вкладышей (особенно по схеме бочка, тем прочнее выполнен набор. Неметаллические подшипники смазываются и охлаждаются забортной водой. 142 В дейдвудных металлических подшипниках применяют чугунные втулки с заливкой их внутренних поверхностей высокооловянным баббитом и охлаждаемых маслом. Эти подшипники выдерживают большие давления 0,7-10 МПа (против 0,2-0,3 МПа у неметаллических, что обусловливает их меньшую длину и отсутствие облицовки гребного вала, так как кольцевой объем между трубой и валом заполнен маслом. В связи с применением масла конструкция должна быть такой, чтобы предотвращались его утечки и, следовательно, возможная авария подшипников. Таким требованиям отвечают уплотнения типа «Симплекс-компакт» (рисунок 12.9). Рисунок 12.8 - Подшипник с набором бакаута: 1 - дейдвудная втулка 2, 5 - вкладыши бакаутовые торцевой и долевой 3, 6 - вкладыши бакаутовые клиновые (из двух половин 4 - планка упорная 7 - винт 8 - бакаутовые вкладыши 9 - облицовка гребного вала. 143 Рисунок 12.9 - Дейдвудное уплотнение типа «Симплекс-компакт»: а - кормовое б – носовое в - бульбообразная манжета 1 - гребной вал 2 - уплотнительное кольцо 3 - гребной винт 4 - прокладка 5 - втулка 6 - крышка 7 - витоновые манжеты бульбообразной формы 8 — корпус 9 - дейдвудная труба 10 - масловвод; 11 - кольцо 12 -пружина В кормовом уплотнении установлены три манжеты, две из которых предотвращают попадание забортной воды, а одна — утечки масла в носовом уплотнений предусмотрены две манжеты. Уплотнение осуществляется по наружной поверхности втулок прижимом манжет, кольцами и под действием давления масла в системе, которое превышает давление забортной воды на 0,02 - 0,03 МПа. Наружная манжета кормового уплотнения прижимается к втулке под действием гидростатического давления забортной воды. Втулку носового уплотнения крепят к кольцу, состоящему из двух половин и установленному с натягом на гребном валу. Уплотнения этого типа применяют на крупнотоннажных судах с большой осадкой (танкер Крым и др. Конструкция подшипника кронштейна аналогична конструкции дейдвудного подшипника с водяной системой охлаждения и смазки. Переборочные уплотнения вала, проходящего через водонепроницаемые переборки, представляют собой сальник с просаленной пеньковой набивкой. В качестве опорных подшипников валов обычно применяют подшипники скольжения с индивидуальной смазкой. Масло подается с, помощью фитилей, колец, а также комбинированным способом - с помощью дисков. Применение фитильной смазки основано на 144 свойстве капиллярности и принципе сифона. Кольцевая смазка представляет собой циркуляционную смазку без давления. Кольца бывают свободно висящими и закрепляемыми навалу. Свободно висящее кольцо вращается за счет сил трения между ними валом, а после образования масляного слоя — за счет вязкости масла. Для более равномерного распределения смазки по длине вкладыша применяют комбинированную систему смазки - фитильно-кольцевую (рисунок 12.10, а. Выбор схемы системы смазки определяется окружной скоростью шейки вала и вязкостью масла. Так, фитильная смазка применяется до скоростей 1,5 мс, свободно висящие кольца — при скорости более 0,5 мс, закрепленные кольца — при малых скоростях и большой вязкости. Если окружная скорость 3-10 мс, следует использовать подшипники с дисковой системой смазки (рисунок 12.10, б. Рисунок 12.10 - Опорный подшипник скольжения а - фитильно-кольцевая смазка 1 - корпус 2 - крышка корпуса 3 - масляная ванна 4 - фитиль 5 - маслоотбойное кольцо б - промежуточный вал 7 - крышка уплотнительная 8 - поддон 9 - водяная полость 10 - свободно висящее кольцо 11 - указатель уровня 12 - картер б - дисковая смазка 1 - корпус 2 - смазочный диск 3 - крышка сальника 4 - манжета 5 - крышка 6 - маслоулавливатель; 7 — прибор для измерения просадки вала 8 - промежуточный вал 9 - вкладыш 10 - змеевик охлаждения 145 Централизованную систему смазки применяют редко, в основном при больших окружных скоростях и удельных давлениях. На валопроводах также используют подшипники качения с жидкой смазкой (рисунок 12.11). Рисунок 12.11 - Опорный подшипник качения 1 - корпус 2 - кольцо 3 - промежуточный вал 4 - втулка 5 - роликовый самоустанавливающнйся подшипник 6 - маслоотбойное кольцо 7 - манжета 8 - крышка Главные упорные подшипники обычно выполняют как одногребенчатые подшипники скольжения с самоустанавливающимися упорными подушками (рисунок 12.12). Эти подшипники воспринимают значительные упоры. Их смазка индивидуальная или централизованная (для тяжелонагруженных ГУП). Упорные подшипники качения (рисунок 12.13) применяют редко, в основном для валов диаметром дом и ограниченных упорах. На рисунке 12.14 показан упорный одногребенчатый подшипник, расположенный в кормовой части фундаментной рамы двигателя NVD-48 между первыми вторым рамовыми подшипниками. Упорный подшипник состоит из четырех полуколец 6 (два переднего и два заднего хода, которые опираются на выточки в приливах рамовых подшипников, и двух стопорных сегментов 5, закрепленных при помощи специальных болтов-штуцеров 4 к крышкам рамовых подшипников. В каждые два полукольца (на один ход) закладывается по восемь стальных упорных подушек 8, облицованных белым металлом толщиной слоя 2,8 мм. 146 Передние кромки упорных подушек закруглены, что способствует затягиванию масла между трущимися поверхностями упорного гребня 2 с зубчатым венцом 1 и подушек, а также предохраняет гребень от задиров. Рисунок 12.12 - Главный упорный подшипник скольжения 1 - крышка 2 - крышка уплотнительная 3 - манжета 4 - опорный вкладыш 5 - упорный вал 6 - корпус 7 - прокладка 8 - упорная скоба (обойма 9 - упорные подушки Рисунок 12.13 - Упорный подшипник качения 1 - крышка 2 - крышка уплотнительная 147 3 - шарикоподшипник 4 - манжета 5, 11 - маслоотбойные кольца 6 - упорный вал 7 - прокладка 8 - корпус 9 - картер 10 - змеевик охлаждения Для предотвращения возможности проворачивания упорных подушек в направлении вращения вала в полукольцах 6 имеются штифты 7, а подушки имеют отверстия, которыми устанавливаются на штифты с зазором 0,5 мм. В результате подушки имеют возможность разворачиваться при создании между трущимися поверхностями масляного клина. Болты-штуцеры 4 также служат для подвода смазки через канал крышки рамового подшипника к упорному подшипнику. Для предотвращения отворачивания болты- штуцеры имеют под головкой стопорную шайбу 3. Обратные (нерабочие) поверхности упорных подушек имеют клиновые скосы, кромки которых проходят на 7 мм дальше геометрической оси подушки (рисунок 12.14, а, б. Вследствие такого несимметричного расположения кромка клинового скоса является осью разворота упорной подушки при давлении масла на ее рабочую поверхность, которое возникает при работе двигателя на гребной винт. Поясним это на схеме. При вращении упорного гребня 2 (рисунок 12.14, а) в направлении, показанном стрелкой, масло будет увлекаться в зазор, и, набегая на рабочие поверхности сегментов 8, создавать гидродинамическое давление, которое, действуя на каждый из сегментов, образует равнодействующую Р. Сила опорной реакции Р совместно с равнодействующей Р создает парус плечом d, которая разворачивает сегмент почасовой стрелке относительно кромки с клинового скоса. При повороте сегмента (рисунок 12.14, б) масляный зазорна выходе уменьшается до величины s и гидродинамическое давление в нем возрастает, образуя надежную масляную пленку и исключая возможность трения гребня о рабочую поверхность сегментов. На судах некоторых типов применяют упорные подшипники качения — роликовые или конические. |