Розглядаються конструктивні варіанти рухово-рушійних установок з компенсаційними муфтами. Аналізуються розрахункові параметри стану з урахуванням впливу експлуатаційних факторів, наводиться оцінка працездатності редукторів і валопроводов. Показано вплив муфт різних типів на стан надійності редуктора і тривалість його надійної експлуатації. Бібліогр. 4. Іл. 6.

Анотація наукової статті з будівництва та архітектури, автор наукової роботи - Комаров Веніамін Віталійович


CONSTRUCTIVE MEASURES MAINTAINING OPERABILITY OF PROPULSIVE ARRANGEMENTS ON SHIPS PR. 19614 "N. NOVGOROD" TYPE

In the article are given constructive variants of propulsive arrangements with compensating couplings. There have been analysed calculation data of state concerning influence of operating factors and estimated operability of reductor gears and drive-shafting. Also there has been shown influence of different types of couplings on safety and durability of the reduction gear operation.


Область наук:

  • Будівництво та архітектура

  • Рік видавництва: 2005


    Журнал: Вісник Астраханського державного технічного університету


    Наукова стаття на тему 'Конструктивні заходи щодо забезпечення працездатності рухово-рушійних установок на судах тощо. 19614 типу «Н. Новгород » '

    Текст наукової роботи на тему «Конструктивні заходи щодо забезпечення працездатності рухово-рушійних установок на судах тощо. 19614 типу« Н. Новгород »»

    ?УДК [629.12.037.4 + 629.12.-8] 192

    В. В. Комаров Астраханський державний технічний університет

    КОНСТРУКТИВНІ ЗАХОДИ ЩОДО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ДВІГАТЕПЬНО-движительно УСТАНОВОК НА СУДАХ ПР. 19614 ТИПУ «Н. НОВОГРАД »

    Факторами, що визначають проблему працездатності двига-кові-рушійних установок (ДДУ) на судах тощо. 19614 типу «Н. Новгород »(рис. 1), є недостатня технологічна гнучкість вало-проводу і жорсткі технічні вимоги з боку фірми-постачальника до нагружению валів і опор редуктора.

    Вирішення цієї проблеми на основі збільшення технологічної гнучкості шляхом подовження валопровода і відповідного зсуву в ніс ді-зель-редукторного агрегату (ДРА) представляється практично неможливим через технічну складність робіт і міркувань економічної доцільності. В умовах серійного будівництва суден розробка більш технологічної конструкції ДДУ обумовлюється наявними габаритними розмірами валопровода і існуючим місцем положення ДРА і його фундаменту в машинному відділенні. Однак огорожу редуктора від впливу валопровода при існуючій ДДУ нереально. Від деформації корпусу судна (в зв'язку, наприклад, з прийомом вантажу або його вивантаженням) і зносів підшипникових пар дейдвудного пристрої виникає вигин валопровода. При жорстких фланцевих з'єднаннях валів ДДУ в додатковий вигин залучатиметься і ведений вал редуктора, кормове опорний переріз якого виявляється найбільш навантаженим. Забезпечення працездатності ДДУ, таким чином, представляється можливим тільки при кардинальних змінах її існуючої конструкції.

    На рис. 2, а, б наведені більш технологічні схеми ДДУ, конструктивно розрізняються між собою, але мають однакові з ДДУ на рис. 1 діаметри валів і габаритні розміри по довжині.

    Р&дчшар ШГШ

    Ю $!

    Мал. 1. Двигательно-движительно установка на судах тощо. 19614 типу «Н. Новгород »

    ТорсоЗра'на.'Я мцорща

    ПО ГОСТ Р50192-9&

    о]

    Редуктор щр-83

    зубчаста муажю.

    ПО ГОСТ Р5089В- «Г,

    \

    к1>/

    ІПН *

    2,03

    %

    0,30 _

    3,50

    т<

    I № | № | Й5? | ОМ5

    рг

    б

    Мал. 2. Конструктивні варіанти ДДУ: а - з торообразной муфтою; б - з зубчастої муфтою

    Визначальним елементом цих ДДУ є пружна (торообраз-ва по ГОСТ Р50892-96 *) або гнучка (зубчаста по ГОСТ Р50895-96 **) муфти, що встановлюються між Валопроводи і редуктором. Часткове або повне огороджувальної вплив на редуктор зазначені муфти роблять за рахунок високої згинальної податливості резинокордная оболонки або за рахунок кінематичного зв'язку в зубчастих зачеплення, що виключають взаємну передачу згинальних моментів і перерізують сил зістиковують валів.

    Для сприйняття упору гребного гвинта в складі ДДУ (рис. 2) передбачається завзятий вал зі своїм підшипником (по ОСТ 5. 4068-73).

    Розрахункові параметри стану (при співвісний положенні всіх опор) в статичному стані ДДУ і в початковий період її експлуатації наведені в табл. 1. При розрахунку опорних реакцій і згинальних моментів для ДДУ з торообразной муфтою були враховані пружні властивості резинокордная оболонки.

    а

    ГОСТ Р50892-96. Муфти пружні з торообразной оболонкою. Технічні умови.

    ГОСТ Р50895-96. Муфти зубчасті. Технічні умови.

    Таблиця 1

    Параметри стану ДДУ

    Контрольовані параметри Значення параметрів на опорних перетинах

    D2 \ Di 1 1 1 Fi 1 F2

    У статичному стані Д ДУ

    Реакції на опорах, Н Згинальні моменти, Н.м 25905 25930 -9464 -9464 18500 18560 -9505 -9316 4590 5910 -2370 -2159 21810 7515 -3572 -734 -9565 -90 0 0

    З урахуванням навантажень в зубчастому зачепленні

    Реакції на опорах, Н Згинальні моменти, Н.м 25895 25930 -9464 -9464 18745 18560 -9530 -9316 3890 5910 -1955 -2159 75300 59245 -4760 -734 -13525 -2930 0 0

    З урахуванням теплового розширення редуктора

    Реакції на опорах, Н Згинальні моменти, Н.м 25880 25930 -9464 -9464 19225 18560 -9628 -9316 2560 5910 -1155 -2159 78140 59425 -3572 -734 -15495 -2930 0 0

    * У чисельнику наведені дані для ДДУ з торообразной муфтою; в знаменнику - для ДДУ з зубчастої муфтою.

    З порівняння даних в табл. 1 і значень навантажень для опор і валів в табл. 2 випливає, що за варіантом валопровода з торообразной муфтою через перевантаження кормової опори вала редуктора працездатність ДДУ не забезпечується (ЯР1 = 78 140 Н при [Л ^] = ± 66 910 Н). Перевантаження опори редуктора пов'язана з впливом маси муфти ^ м = 815 кг) і з передачею на неї певної частки вагових навантажень від валопровода.

    Таблиця 2

    Межі навантаження опор і валів (у вертикальній площині)

    Параметри навантаження Значення параметрів на опорах

    D2 Di 1 Fi F2

    Реакції на опорах, Н: max [RJ / min [Rj] Згинальні моменти, Н.м: max [Mj] / min [Mj] 49570 7290 48275 -48275 44200 6500 43125 -43125 38000 2420 43125 -43125 66910 -66910 31665 - 31665

    Граничні відхилення номінальних опорних реакцій nom R і згинальних моментів nom Mi (див. Табл. 1) для ДДУ з зубчастої муфтою розраховані за формулами:

    max [AR] = max [R] - nom R; min [AR] = min R - nom R;

    max [AM] = max [Mi] - nom; min [AMi] = min- nom ,

    а значення їх складових частин, що призначаються для цілей побудови (ремонту) max (min) [ARi] KT, max (min) [AM] KT і експлуатації max (min) [AR] ^, max (min) [AMbK в рівному їх співвідношенні між собою, наведені в табл. 3.

    Таблиця 3

    Граничні відхилення номінальних параметрів стану ДДУ *

    Параметри Значення граничних відхилень

    У Ві 1

    Граничні відхилення опорних реакцій, Н: тах [Дйг-] КТ / ТШ [ДКг-] КТ; шах [ДКг-] ЕК / тт [Дйг-] ЕК Граничні відхилення згинальних моментів, Н.м: тах [ДМ; -] КТ / тт [ДМг-] КТ; тах [ДМг-] / тт [ДМг-] ЕК 11820 -9320 12820 -6030 26220 -16900 16045 -1745

    * При наявності на зубчастої муфти тільки кінематичного зв'язку ведений вал редуктора додатковому вигину не береться.

    В період експлуатації від зносів / к і / на дейдвудних опорах (рис. 3) додатковий вигин буде поширюватися тільки на довжину валопровода до зубчастої муфти. Додаткове навантаження валів і опор в цьому випадку описується, згідно ОСТ 5.335-85, рівняннями в табл. 4.

    |Зі = аЙ22-'іО% мч

    і = Аєі>

    Мал. 3. Вигин валопровода в зв'язку із зносом на дейдвудних опрах

    Таблиця 4

    Навантаження опор і валів в зв'язку із зносом на дейдвудних опорах

    Опорні перетину Додаткові реакції на опорах, Н

    ДГ &Яд 2 = (-256,12 / к + 1067,38 / Н)

    А &Яд1 = (1067,38 / к - 4448,31 / н)

    1 ля1 = (-811,26 / к + 3380,93 / Н)

    Додаткові згинальні моменти, Н.м

    ДГ &МД 2 = 0

    А &МД1 = (-1646,85 / к + 6863,28 / Н)

    1 ЛМ1 = 0

    При обмеженнях по навантаженню опор шах [&Яг] ЕК, шіп [&Лг] ж і валів шах [&М] ЕК, шіп [&Мг] ж з табл. 3 діапазон допустимих (станом центрування рухово-рушійні установки) зносів на Дейд-вудних опорах визначається системою нерівностей для опорних реакцій і згинальних моментів:

    шах [&Я] ЕК > &Яг- > шіп [&Я-] ЕК; шах [&Мг-] ЕК > &МІ > шіп [&Мг-] ЕК .

    У графічній формі діапазон допустимих зносів представлений у вигляді площі між лініями [&ЛД1] і [ЛЯі] на рис. 4. Якщо прийняти питомі знос / к = 0,22-0,25 мм / 1000 год [1] і співвідношення питомих зносів на кормовій і носовій дейдвудних опорах / к / / Н »1,75 [2], експлуатаційний період до настання граничних зносів [/ к] = 4,00 мм

    і [/ Н] = 2,30 мм (рис. 4) досягає Т »16 • 103 ч.

    Мал. 4. Діапазон допустимих зносів на дейдвудних опорах

    Велике значення для судів має можливість відновлення утрачиваемой за результатами експлуатації працездатності ДДУ шляхом ремонту при мінімальній трудомісткості і терміни його проведення.

    Всі зміни в ДДУ, що виникають в період експлуатації, зводяться в кінцевому підсумку до несоосности між Валопроводи і редуктором на зубчастої муфти. Метою всіх робіт, що включаються в обсяг центрування ДДУ, і буде усунення зазначеної несоосности. Найбільш ефективним технологічний процес центрування буде в тому випадку, якщо усунення Неспіввісність стає можливим за рахунок вигину валів (в допустимих межах) при незмінному положенні ДРА на фундаменті.

    Розрахункові методики в ОСТ 15. 335-85 дозволяють описувати стан ДДУ при вигині валів в зв'язку з усуненням Неспіввісність по

    схемою на рис. 5, в формі рівнянь для додаткового навантаження опор і валів (табл. 5).

    | 61? 1Е

    ад

    * «>

    т

    !-КШШ

    -^ А_і "ф

    ЬЬ2Ь

    Мал. 5. Додатковий вигин валів в зв'язку з усуненням Неспіввісність

    Таблиця 5

    Параметри додаткового навантаження опор і валів в зв'язку з усуненням Неспіввісність

    Параметри усуває несоосности параметри навантаження

    Додаткові реакції, Н Додаткові згинальні моменти, Н.м

    Зсув Д, мм 5ЯШ = 534,21Д; 5Ят1 = -2226,82Д; 5Д = 1692,12Д. 5МТ = 0; 5МТ = 3435,00Д; 5М1 = 0.

    Злам Ф, мм / м 5ЯВ2 = 1471,81Ф; 5Ят = -6129,43Ф; 5Д = 4657,62Ф. 5Мт2 = 0; 5Мт1 = 9463,72Ф; 5М1 = 0.

    При обмеженнях по навантаженню опор шах [ДЯг] КТ, шт [ЛКГ] КТ, шах [ДМ] КТ, тт [дМг-] КТ з табл. 3 діапазон усуваються Неспіввісність визначається системою нерівностей:

    шах [д ^. ] КТ >д ^. > ш1п [д ^. ] КТ; шах [дМг-] КТ >дм { > тт [дМг-] КТ.

    Після підстановки значень вхідних параметрів з табл. 3 і 5 діапазон усуваються Неспіввісність виявляється рівним:

    - по зсуву від Д = 1,03 мм до Д = 2,71 мм при одночасній зміні зламів від Ф = -0,38 мм / м до Ф = 0,98 мм / м;

    - або по зламу від Ф = -0,38 мм / м до Ф = 0,98 мм / м при одночасній зміні зсувів від Д = -1,03 мм до Д = 2,71 мм.

    На підставі даних [3, 4] діапазон компенсує здібності зубчастої муфти може бути встановлений в межах: по зсуву [5] < ± 1,85мм і зламу [ф] < ± 2,75мм / м. З огляду на це сумарний діа-

    пазон Неспіввісність, в межах якого злами і зміщення на зубчастої муфти при центруванні можуть бути доведені (за рахунок вигину валів регулюванням навантаження 5 ^) до значень, що не порушують працездатність зубчастої муфти і валопровода, визначається полем на рис. 6.

    Викладений матеріал по ДДУ з зубчастої муфтою і результати аналітичного обгрунтування призводять до наступних основних висновків:

    - працездатність редуктора, визначається технічними вимогами фірми-постачальника на монтаж та експлуатацію, може бути забезпечена за рахунок включення до складу ДДУ зубчастої муфти;

    - працездатність валопровода з зубчастої муфтою забезпечується в повному обсязі технічних вимог чинної нормативної документації і протягом необхідного періоду експлуатації;

    рівень технологічності конструкції ДДУ з зубчастої муфтою дозволяє відновлювати її працездатність при ремонтах судна за рахунок центрування з мінімальними витратами часу і праці.

    1. Смирнов Б. І. Зносостійкість гребних валів з КАПРОЛОНОВИЄ підшипниками // Суднобудування. - 1975. - № 4. - С. 25-27.

    2. Моделювання на ЕОМ процесу експлуатації опор гребного валу / В. Ф. Бабанін, М. Б. Рубін, А. В. Ніколаєв, М. В. Шулькін // Суднобудування. - 1986. - № 11. - С. 36-38.

    3. Ряховский О. А., Іванов С. С. Довідник по муфтам. - Л .: Політехніка, 1991.

    4. Калюжний С. Є., Лобанов М. Я. Нормування центрування суднових турбоагрегатів, що з'єднуються зубчастими муфтами // Суднобудування. - 1980. - № 2. - С. 44-46.

    и А мм

    Мал. 6. Діапазон Неспіввісність-стей на зубчастої муфти, що усуваються при центруванні

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    отримано 18.02.05

    CONSTRUCTIVE MEASURES MAINTAINING OPERABILITY OF PROPULSIVE ARRANGEMENTS ON SHIPS pr. 19614 "N. NOVGOROD "TYPE

    V. V. Komarov

    In the article are given constructive variants of propulsive arrangements with compensating couplings. There have been analysed calculation data of state concerning influence of operating factors and estimated operability of reductor gears and drive-shafting. Also there has been shown influence of different types of couplings on safety and durability of the reduction gear operation.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити