- •Содержание
- •Введение
- •1 Выбор и обоснование выбора типа сэу
- •1.1 Выбор типа сэу
- •1.2 Выбор числа валов
- •1.3 Выбор числа движителей
- •1.4 Выбор типа передачи
- •Выбор и обоснование выбора главного двигателя
- •2 Валопровод
- •2.1 Промежуточный вал
- •2.2 Упорный вал
- •Гребной вал
- •2.4 Элементы валопровода
- •2.4.1 Упорный подшипник
- •2.4.2 Опорные подшипники
- •2.4.3 Расчет тормозного устройства
- •2.5 Проверка валопровода на критическую частоту вращения
- •2.6 Проверка валопровода на продольную устойчивость
- •3 Выбор вспомогательных механизмов, оборудования и устройств сэу
- •3.1 Выбор судовой электростанции
- •В ыбор системы теплоснабжения
- •3.2.1 Расчёт общего потребления теплоты по судну
- •3.2.1.1 Потребление теплоты на стояночном режиме
- •3.2.1.2 Потребление теплоты на ходовом режиме
- •3.2.2 Выбор автономного и утилизационного котлов
- •4 Выбор оборудования и устройств сэу
- •4.1 Система сжатого воздуха
- •4.2 Система охлаждения
- •4.3 Масляная система
- •4.4 Топливная система
- •4.5 Газовыпускная система
- •Расчёт запасов топлива, масла и технической воды
- •Размещение механизмов в машинном отделении
- •7 Технико-экономические показатели сэу
- •Заключение
- •Список использованной литературы:
2.4.3 Расчет тормозного устройства
Согласно ПСВП, в составе каждого валопровода должно быть тормозное или стопорящее устройство, предотвращающее вращение валов в случае выхода из строя главного двигателя.
Скорость буксировки принимаем v = 3 м/с.
При буксировке судна с выключенным главным двигателем гребной винт под действием набегающего потока создает вращающий момент:
где km = 0,027 – коэффициент момента,
ρ = 1 т/м3 – плотность воды,
DB = 2,408 м – диаметр гребного винта,
ψ = 0,25 – коэффициент попутного потока.
Диаметр тормоза, исходя из момента:
где р = 7500 кПа – допустимое удельное давление,
f = 0,4 – коэффициент трения (сталь-феррадо),
k = 0,11– отношение ширины бугеля к диаметру тормоза,
α = 1000 =1,7 рад – угол обхвата тормозной колодки.
Так как тормозное устройство устанавливается на фланцевом соединении гребного и промежуточного валов, то принимаем диаметр тормоза равным диаметру фланца.
DT = DФ = 0,62 м.
Сила трения:
Усилие затяжки (по формуле Эйлера):
где α = 1,7 рад – угол обхвата фрикционной колодки.
Для сжатия колодок применяем винт с резьбой М30.
Шаг резьбы s = 3,5 мм.
Средний диаметр принимаем dср = 0,9d = 0,9∙30 = 27 мм.
Угол подъема винтовой линии:
Угол трения резьбы:
где β = 600 = 1,05 рад – угол профиля резьбы,
μ = 0,25 – коэффициент трения
Момент затяжки:
Усилие затяжки:
L-длина рычага,м
Pз ≤ 0.735кН для 1 чел.
Конструкция тормоза показана на рисунке 1.
Рис. 1 – Тормозное устройство
1 – гайка тяги; 2 – тяга; 3, 5 – штыри тяги и бугеля; 4, 8 – бугели с головкой для штыря и тяги; 6 – фундамент; 7 – фрикционные колодки.
2.5 Проверка валопровода на критическую частоту вращения
Для определения критической частоты вращения гребного вала при поперечных колебаниях валопровод условно заменяется двухопорной балкой с одним свешивающимся концом. Расчетная схема балки показана на рисунке 2.
Рис. 2 – Схема нагрузки гребного вала
А – середина подшипника кронштейна, В – середина дейдвудного подшипника.
l1 = 11,27 м, l2 = 1,38 м.
Вес гребного винта:
где DB = 2,7м – диаметр гребного винта
θ = 0,55 – дисковое отношение
Экваториальный момент инерции сечения вала
где d = 0,205 м – наружный диаметр гребного вала,
Распределенные нагрузки на гребной вал
Критическая частота вращения вала, при которой возникают его поперечные колебания, вычисляется по формуле:
где E = 2,16.108 - модуль упругости материала вала, кПа.
Критическая частота вращения вала должна быть равна или больше её номинального значения.
Номинальная частота вращения вала n=176 об/мин.
Условие не выполняется. Увеличиваем диаметр гребного вала до 230 мм. Тогда:
Экваториальный момент инерции сечения вала
Распределенные нагрузки на гребной вал
Принимаем dгр = 230 мм
2.6 Проверка валопровода на продольную устойчивость
Проверке подлежит гребной вал, так как он имеет наибольшую длину.
Радиус инерции сечения гребного вала:
Гибкость гребного вала:
где Lmax = 11,27 м – длина вала между опорами;
Расчёт вала производится, если λ≥80. Критическую силу определяют по формуле
Коэффициент запаса устойчивости должен быть
где =(1,25…1,30) - максимальный упор гребного винта.
Условие выполняется.