4.3 Соединения валов

Соединение валов в проектируемом валопроводе осуществляется с помощью фланцев.

Болты для соединения фланцев принимаем плотно пригнанные. Диаметр болтов соединительных фланцев должен быть не менее определяемого по формуле

где d_пр =200мм – расчетный диаметр промежуточного вала;

R_mв =400МПа - временное сопротивление материала вала;

R_mб =600МПа - временное сопротивление материала болта, принимается в пределах

R_mв R_mб 1,7 R_mв, но не более 1000МПа;

i =8 - число болтов в соединении;

D =350мм - диаметр центровой окружности соединительных болтов, мм.

Радиус закругления фланцев валов не менее 0,08 требуемого диаметра вала в районе фланца. Закругление должно быть гладким, подрезка закруглений от головки и гайки соединительных болтов не допускается.

Толщина соединительных фланцев должна быть не менее 20% требуемого диаметра промежуточного вала или не менее диаметра болта в зависимости от того, что больше.

s'=0,2·200=40мм.

Принимаем толщину фланца 40мм.

4.4 Соединение гребного винта с валом

Конус гребного вала под гребной винт выполняется с конусностью 1:12. Во избежание попадания воды на конус гребного вала предусматриваются уплотнения.

4.5 Подшипники валов

Длина ближайшего к движителю подшипника принимается по таблице 5.5.1 [1].

Для подшипника из синтетических материалов l/d=4. Здесь l – длина подшипника, d – расчетный диаметр вала в районе подшипника.

l=4·265=1060 мм.

Охлаждение дейдвудных подшипников водой принудительное.

Расстояние между серединами соседних подшипников должно удовлетворять условию (п.5.5.5,[1])

где l – расстояние между подшипниками, м;

d =0,265м - диаметр вала между подшипниками;

 - коэффициент, равный 14 при n500об/мин.

4.6 Тормозные устройства

Тормозное устройство устанавливается на фланцевом соединении промежуточного вала и редуктора. В качестве тормозного устройства используется тормоз бугельной конструкции

Для стопорения валопроводов в аварийных ситуациях (повреждение винта или валопровода, ремонта их и т.п.) их оборудуют тормозом. Большинство тормозов валопроводов работают по принципу сухого механического трения. Их часто совмещают с фланцевым соединением.

1. Определим момент на гребном валу, создаваемый застопоренным гребным винтом:

, кН·м, где:

–коэффициент момента застопоренных винта в зависимости от дискового θ (θ = 0,55) и шагового Н/D_в (Н/D_в=0,86) отношений =0,02;

ρ – плотность воды, ρ =1025 кг/м³;

D_в - диаметр винта, D_в=3,39 м;

ψ = 0,2 – коэффициент попутного потока;

‑скорость движения судна с застопоренным гребным винтом, равная 3 м/с;

2. Находится диаметр тормозного диска:

, м

где: p= 7·10кПа – среднее допускаемое давление на тормозную поверхность

f - коэффициент трения, для асбестовой ленты по стали примем f = 0,33;

130 – угол охвата одного бугеля;

k = b_т/D_т - отношение ширины тормозной ленты к диаметру тормоза, принимаем k = 0,13;

3. Определим необходимые силы торможения ленты: кН,

и затяжки винта: ,гдеe – основание натурального логарифма.

4. Рассчитаем момент затяжки винта, кН·м,

где и- углы соответственно подъёма винтовой линии (нарезки) и трения.

здесь s – шаг резьбы, мм; - средний диаметр нарезки винта, мм;- угол профиля при треугольной резьбе; коэффициент трения в резьбе.

5. Определяем усилие затяжки на рукоятке:

где L – длина рукоятки, м.

Усилие затяжки на 1 чел. не должно превышать кН.

Рис. 4.1. Тормоз валопровода:

1 - гайка стяжного винта; 2 – стяжной винт; 3 – штырь стяжного винта;

4 - фрикционные колодки; 5 - бугель с головкой для штыря; 6- штыри;

7 – фундамент; 8 – бугель с головкой для стяжного винта