Условия размещения и площадки для размещения статей смотрите здесь
Глава I. Валопроводы
1. Принципиальная схема и условия работы водопровода
Валопровод служит для осуществления передачи крутящего момента
двигателя гребному винту. Развиваемый при вращении винта упор передается
корпусу судна. Валопровод работает в сложных условиях эксплуатации
судна, которые характеризуются частой сменой эксплуатационных режимов (в
балласте, в грузу, в шторм и т. д.) и возникающих при этом нагрузках.
Рассмотрим основные нагрузки и деформации при работе валопровода.
Изгиб валопровода возникает под влиянием общего изгиба корпуса судна
из-за различного расположения нагрузок по длине судна и положения самого
судна на волне. Изгиб корпуса может происходить и под воздействием
температуры воздуха и воды. Валопровод, вращаясь, изгибается совместно с
судном, при этом в нем возникают напряжения изгиба.
Продольный изгиб валопровода мог бы произойти под действием силы упора
гребного винта, однако на практике он не возникает, так как при
проектировании обеспечивается многократный запас валопровода на
продольную устойчивость.
Кручение валопровода возникает под действием передачи крутящего момента
двигателя гребному винту. Напряжение кручения в материале валов
преобладает над напряжением от других усилий, но ии возникающие
напряжения, ни характер деформаций кручения не оказывают влияния на
работу опорных подшипников валопровода.
Крутильные колебания валопровода появляются из-за периодического
изменения крутящего момента. Наибольшего значения крутильные колебания
достигают при критических частотах вращения -явление резонанса.
Напряжения, возникающие в валопроводе под действием крутильных
колебаний, могут достигнуть опасных значений и привести к разрушению
гребных валов. Для предотвращения подобных явлений необходимо быстро
проходить резонансную зону, устанавливать демпферы, антивибраторы и др.
Поперечные колебания возникают вследствие небаланса массы вала из-за
погрешностей механической обработки или неравномерной плотности
материала. Возникающая при этом центробежная сила создаст дополнительный
прогиб. Такой вал при достижении определенной частоты вращения начинает
испытывать биение, а опорные подшипники воспринимают дополнительные
нагрузки.
Рис. 1. Водопровод одновального судна
Продольные или осевые колебания вызываются по причине неравномерности
осевого упора гребного винта в течение одного оборота. Это приводит к
вибрации упорного подшипника. Снизить вибрацию возможно при увеличении
количества лопастей. Вибрация валопровода вызывается целым рядом
факторов, в том числе действием крутильных, продольных и поперечных
колебаний. Вибрации возникают в основном вследствие разношаговости
лопастей гребного винта, расхождения в углах между лопастями,
неуравновешенности главного двигателя и динамической неуравновешенности
гребного винта.
Линия валопровода, как правило, располагается в наиболее низкой кормовой
части судна и часто защищается коридором гребного вала. Обычно суда
строят с одним или несколькими гребными винтами, в связи с чем они
бывают одно, двух- и многовальными. Водопровод одновинтового судна для
лучшей работы винта часто устанавливают с наклоном в корму на 4°. У
многовального судна бортовые валы имеют в горизонтальной плоскости
небольшую веерность (до 2е), расходясь от носа к корме. Длина
валопровода зависит от расположения машинного отделения, так на крупных
судах при расположении главного двигателя в середине судна она достигает
100 м.
При расположении машинного отделения в корме длина валопровода резко
сокращается, но по причине конструктивных особенностей кормовой части
судна остается достаточно большой. В зависимости от длины валопровод
может иметь в своем составе несколько промежуточных валов или вовсе их
не иметь. При отсутствии промежуточных гребной вал соединяется
непосредственно с упорным.
Валы, составляющие валопровод одновального судна (рис. 1), располагаются
от главного двигателя 6 к корме в следующем порядке: упорный 5,
промежуточные 10 и гребной 2 с гребным винтом 12. Опорами промежуточных
валов служат опорные подшипники 4, а гребного - подшипники дейдвудной
трубы I. Для обеспечения водонепроницаемости в носовой части дейдвудной
трубы установлен дейдвудный сальник И, а на переборках в местах прохода
валопровода - переборочные сальники 7. Упорный вал соединен с главным
двигателем с помощью упорного подшипника 8. Гребной вал, показанный на
рис. 1. имеет дополнительный выносной опорный подшипник 3. На случай
экстренного торможения валопровода предусмотрен колодочный тормоз 9.
Вращение гребного винта на переднем ходу обычно применяется правое (по
часовой стрелке, если смотреть с кормы в нос). При двух-вальных
установках лопасти гребных винтов должны вращаться в наружную сторону из
верхнего положения, что снижает вероятность попадания под винты
плавающих предметов.
