Определение положения осевых линий валопроводов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СУДОВОГО ВАЛОПРОВОДА

Методические указания

к курсовому проекту по дисциплине

«Энергетические комплексы морской техники»

для студентов вузов направления

180100 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника

объектов морской инфраструктуры»

Нижний Новгород 2015

Составители: С.Н. Зеленов, А.Г. Воеводин

УДК 621.12

ББК

Проектирование и расчет судового валопровода: методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Энергетические комплексы морской техники» для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 180100 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры» / НГТУ им. Р.Е.Алексеева; сост. С.Н. Зеленов, А.Г. Воеводин.- Нижний Новгород, 2015. - 36 с.

В соответствии с программой курса «Энергетические комплексы морской техники» изложена методика проектирования и расчета элементов судового валопровода.

Настоящие методические указания предназначены для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 180100 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры».

Редактор

Подписано в печать 2015. Формат 60 х 84 1/16 Бумага газетная.

Печать офсетная. Усл. п. л. Уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ

_______________________________________________________________

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева.

Типография НГТУ. 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24

©Нижегородский государственный

технический университет

им. Р.Е. Алексеева, 2015

Содержание

Введение 4

1. Определение положения осевой линии валопровода 4

2. Расчеты элементов судового валопровода 5

2.1 Общий порядок выполнения расчетов 5

2.2 Выбор материала валов 6

2.3 Расчет диаметров валов и конструктивных элементов валопровода 7

2.4 Проверочный прочностной расчет 13

3. Расчет тормоза 32

4.Библиографический список 34

5. Приложения 35

Введение

Судовой валопровод - часть двигательно-движительного комплекса судна (или корабля), предназначенная для передачи крутящего момента, развиваемого главным двигателем, на движитель (винт), а также восприятия и передачи осевого усилия, возникающего при его работе, на корпус. Система валопровода любого судна является одной из основных систем, обеспечивающих его жизнедеятельность. От надежности работы валопровода зависит не только ход судна, но и условия обитаемости на нем.

В последние годы на судах стали внедряться пропульсивные комплексы с вертикальным расположением вала подвода мощности и двигателями, размещаемыми под кормой, – Azipod, и угловые колонки Aquamaster и KaMeWa. Применение таких передач позволяет перенести часть помещений МО на палубу или платформу, уменьшить его длину, увеличить объем грузовых трюмов и количество перевезенных грузов. Тем не менее, традиционная схема передачи мощности с помощью системы валов продолжает широко использоваться в практике судостроения из-за своей конструктивной простоты, надежности и ремонтопригодности.

Основная задача выполнения расчетов по валопроводу при выполнении курсового проекта по дисциплине «Энергетические комплексы морской техники» - это закрепление и обобщение теоретических знаний, полученных при изучении курса, приобретение практических навыков по обоснованию, выбору, расчету и компоновке механизмов и оборудования энергетической установки судна. В объем графической части этого раздела проекта входит конструктивная схема судового валопровода с дейдвудным устройством и деталями в разрезе.

Определение положения осевых линий валопроводов.

Судовой валопровод представляет собой систему валов, соединенных в единую линию с целью передачи крутящего момента от двигателя к движителю и осевого усилия от винта на корпус судна.

Таким образом, валопровод состоит из отдельных валов, соединенных между собой фланцами. В конструкцию валопровода включают также дейдвудное устройство, через которое гребной вал выходит из корпуса, упорный и опорный подшипники, соединительные муфты, тормоз и ряд других деталей.

Положение линии валопровода определяется прямой, проходящей через оси вращения гребного винта и фланца отбора мощности главного двигателя или редуктора. Длина, состав и конструктивное устройство валопровода определяется размещением машинного отделения в корпусе судна, типом примененной передачи, условиями размещения гребного винта по отношению к корпусу судна, а также условиями обслуживания, монтажа и демонтажа валопровода и его деталей. При кормовом расположении МО и электрической передаче он будет самым коротким.

Условия размещения главных двигателей, передач и движителей часто вызывают необходимость располагать осевые линии валопроводов под углом к основной плоскости корпуса и к диаметральной плоскости судна (вертикальной плоскости). Угол "уклона" α валопровода к основной плоскости на водоизмещающих судах составляет, как правило, от 0^° до 5^°, угол β между осевой линией валопровода и диаметральной плоскостью (угол "веерности") судна не следует принимать больше 3^°. При выполнении этих требований можно считать, что углы уклона и "веерности" практически не будут приводить к скосу набегающего на винт потока воды и уменьшению полезной тяги движителя, которая в общем случае определяется по формуле , где - полезная тяга, развиваемая винтом при косом обтекании, кН, - тяга винта при равномерном обтекании. Однако, на некоторых судах, таких как, суда с динамическими принципами поддержания (СПК) и на воздушной каверне (СВК), эти углы могут достигать значений 10…12^°, но не превышать значений, указанных в условиях на поставку двигателей.

На одновальных судах осевая линия валопровода находится в диаметральной плоскости и часто не имеет уклона. При двухвальной установке валопроводы располагаются симметрично диаметральной плоскости или, если это невозможно, с допустимой "веерностью". В этом случае точки пересечения осевых линий с диаметральной плоскостью судна должны располагаться в нос от центра тяжести, что улучшает устойчивость судна на курсе при движении и управляемость при маневрировании – работа главных двигателей "враздрай".