СЭУ-последний Кирис Учебное пособие. Н. А. Козьминых Судовые энергетические установки и электрооборудование судов учебник
 Скачать 11.94 Mb.
|
6.10. Валопровод6.10.1. Назначение и устройство валопроводаСудовой валопровод представляет собой систему соединенных между собой валов с опорными и упорными подшипниками, расположенных по одной прямой оси. На кормовом конце системы валов закреплен движитель, а носовой конец соединен непосредственно с двигателем или с передачей от двигателя. Такую систему называют также линией вала. Назначение валопровода состоит в передаче гребному винту крутящего момента, развиваемого главным двигателем, а также в восприятии осевой силы, создаваемой винтом при его вращении в воде, и в передаче этой силы через упорный подшипник корпусу судна. Иногда, например, в случае применения крыльчатых движителей, назначение валопровода ограничивается только передачей крутящего момента. Передача вращения от двигателя к движителю осуществляется непосредственно через валопровод или через валопровод и передачи. Выбор типа передачи, связывающей двигатели с движителями, зависит от назначения судна и типа энергетической установки. В одновальных установках валопровод расположен в диаметральной плоскости судна. В многовальных установках валопроводов несколько: расположенный в диаметральной плоскости называют средней линией вала, а расположенные по бортам – линией вала правого и левого борта. Длина валопровода зависит от расположения машинного отделения (МО). Чтобы уменьшить вес валопровода и снизить механические потери в подшипниках, при проектировании судна стремятся сделать валопровод по возможности коротким, т.е. расположить МО ближе к корме. Однако часто его приходится располагать в средней части судна, что связано с дифферентовкой, формой кормы и расположением надстроек. На рис. 89 показана схема валопровода одновальной установки. На гребном валу 4 закреплен винт 1. Гребной вал вращается в дейдвудных подшипниках 2, расположенных в дейдвудной трубе 3. Чтобы через дейдвудную трубу в корпус судна не было протечек забортной воды, она снабжена уплотнительным устройством 5. Из системы охлаждения в дейдвудную трубу подводится под некоторым избыточным давлением забортная вода, которая препятствует попаданию в подшипники ила и других загрязнений.  Рис. 89. Схема валопровода Гребной вал посредством промежуточных валов 9, установленных на опорные подшипники 7, соединен с упорным валом 11. Число промежуточных валов зависит от длины валопровода, а длина одного вала обычно не превышает 8 м, так как с увеличением длины усложняется монтаж валопровода. Упорный гребень 13 вала 11 через упорный подшипник 12 передает корпусу судна (через судовой фундамент 10, который является частью корпуса судна) осевую силу, создаваемую гребным винтом. Носовой конец упорного вала 11 соединен с валом двигателя 14 или валом передачи от двигателя (например, с редуктором). Кроме указанных основных элементов валопровод имеет ленточный тормоз и валоповоротное устройство. Назначение тормоза состоит в закреплении валопровода на стоянках судна во время ремонтных работ, а также во время хода судна на буксире, когда нужно, чтобы вал двигателя не вращался (например, при аварии двигателя, передачи или самого валопровода). Валоповоротное устройство служит для проворачивания главного двигателя и валопровода перед пуском установки с целью проверки их исправности, а также при выполнении ремонтных работ. Оно приводится в действие отдельным электродвигателем; в качестве резервного средства при отсутствии электроэнергии предусмотрен ручной привод. Если валопровод проходит через водонепроницаемые переборки, то на вырезы в этих переборках устанавливают переборочные уплотнения 8 (см. рис. 6.4). Назначение этих уплотнений состоит в том, чтобы воспрепятствовать проникновению воды при затоплении одного из смежных отсеков. 6.10.2. Особенности работы валопроводаВалопровод изгибается вместе с судном и испытывает при вращении большие знакопеременные нагрузки. Для обеспечения надежной работы валопровода к его конструкции, прочности и качеству монтажа предъявляются особенно высокие требования. Валопровод во время движения судна подвержен действию следующих сил и моментов, вызывающих сложные деформации и напряжения в поперечных сечениях валов и в соединительных элементах: – крутящего момента, передаваемого двигателем движителю; – упора, развиваемого гребным винтом; – собственного веса валопровода, веса деталей, насаженных на вал, веса гребного винта, погруженного в воду; – сил инерции, создаваемых неуравновешенностью гребного винта; – инерционных сил массы валопровода, возникающих при качке судна; – сил, вызываемых деформацией корпуса судна; – сил, возникающих из-за несоблюдения монтажных норм. Кроме того, валопровод может подвергаться воздействию сил, возникающих, например, при ударе лопастей гребного винта о льдины или другие твердые тела. Расчет диаметров валов, исходя из условий достижения необходимой прочности, выполняется в соответствии с действующими «Правилами классификации и постройки морских судов» Российского морского регистра судоходства. Наряду с определением диаметров валов по Правилам Регистра производят проверочные расчеты, необходимость каждого из которых устанавливается в зависимости от типа главного двигателя, типа передачи и конструктивных характеристик валопровода и гребного винта. К числу таких проверочных расчетов относятся: – расчет на крутильные колебания; – расчет на поперечные изгибные колебания; – расчет на продольные колебания. |