Расчет элементов валопровода

По правилам Регистра и иностранных классификационных обществ основным расчетным диаметром валопровода является диаметр промежуточного вала. В зависимости от него определяют диаметры других валов. В соответствии с указанными правилами наименьший диаметр промежуточного вала определяется по формуле

× 10^-2, (2.12)

где N - передаваемая мощность, кВт; n - частота вращения вала, об/мин;

b - коэффициент, учитывающий неравномерность крутящего момента.

Для турбинных установок, установок с электропередачей и муфтами скольжения b = 0. Для установок с ДВС значение находят по формуле

b = (a - 1) q. (2.13)

Коэффициент q в среднем можно принять равным 0, 5. Коэффициент a может быть приближенно определен по таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Значения коэффициента a

Приведенная выше формула для определения диаметра промежуточного вала справедлива в том случае, если вал изготовлен из стали с пределом прочности до 430 МПа.

Диаметр промежуточного вала, изготовленного из стали, с пределом прочно

сти более 430 МПа, может быть определен по формуле

, (2.14)

где s_в - предел прочности при растяжении, МПа;

d _пр - диаметр промежуточного вала, определенный по формуле (2.12).

Диаметр упорного вала d _уп должен быть не менее

d _уп = 1, 1 d _пр.

В дизельных установках диаметр упорного вала не должен быть меньше диаметра коленчатого вала. Диаметр гребного вала d _гр должен быть не менее определенного по формуле

d _гр ³ 1, 12 d _пр + kD _в× 10^-2, (2.15)

где D _в - диаметр гребного винта, см; k = 0, 007 - для валов со сплошной облицовкой; k = 0, 01 - для валов без сплошной облицовки.

Диаметры валов для судов с ледовым усилением должны быть увеличены по сравнению с определенными по приведенным формулам согласно данным таблицы 2.2.

Таблица 2.2 - Увеличение диаметра валов для различных категорий ледовых

усилений

Пример: определить диаметры гребного, промежуточного и упорного валов

одновальной энергетической установки БМРТ. Судно имеет категорию ледового усиления Arc4. В качестве главного двигателя применяется четырехтактный, шестицилиндровый двигатель эффективной мощностью 1500 кВт с частотой вращения 300 об/мин с прямой передачей мощности движителю. В качестве движителя применяется ВРШ диаметром 3, 12 м. Валопровод изготовлен из углеродистой стали с пределом прочности до 430 МПа.

Диаметр промежуточного вала определится по формуле (2.12)

, м,

где неравномерность крутящего момента рассчитана по формуле (2.13)

b = (2, 15 – 1)× 0, 5 = 0, 575.

Диаметр упорного вала d _уп = 1, 1× 0, 286 = 0, 315, м.

Диаметр гребного вала при наличии сплошной бронзовой облицовке определится по формуле (2.15)

d _гр = 1, 12× 0, 286 + 0, 007× 0, 312 = 0, 3225, м.

С учетом ледового усиления диаметры валов составляют

d _пр = 1, 08× 0, 286 = 0, 31, м;

d _уп = 1, 08× 0, 315 = 0, 34, м;

d _гр = 1, 15× 0, 3225 = 0, 37, м.