Расчёт основных элементов валопровода

4.2.1 Промежуточный вал

В соответствии с Правилами классификации и постройки судов внутреннего плавания Российского Речного Регистра (далее – ПСВП) диаметр промежуточного вала d_пр. должен быть не менее:

где R_m = 570 МПа – временное сопротивление материала вала (сталь 45Х),

k = 130 – промежуточный вал с коваными фланцами;

С_EW = 1,05 – коэффициент усиления;

P = 590 кВт – расчетная мощность, передаваемая валом;

n = 270 мин ^-1 – частота вращения промежуточного вала.

d_i =0– диаметр осевого отверстия вала.

d_r – наружный диаметр вала.

Для дальнейших расчетов, принимаем диаметр промежуточного

вала d_пр = 140 мм

4.2.2 Упорный вал

В соответствии с пунктом 2.3. Правил Регистра диаметр упорного вала d_уп в районе упорного гребня должен превосходить диаметр промежуточного d_пр не менее чем на 10%

d_уп = 1,1 d_пр = 1,1×140= 154 (мм).

Для дальнейших расчетов принимаем, .

 

4.2.3 Гребной вал

В соответствии с ПСВП диаметр гребного вала определяется по той же формуле, что и диаметр промежуточного:

,

 где Rm = 570 МПа – временное сопротивление материала вала (сталь 45Х),

   k = 160 – для гребных валов на расстоянии не менее    

четырёх диаметров гребного вала от носового торца ступицы гребного винта;

С_EW = 1,05 – коэффициент усиления;

P = 660 кВт – расчетная мощность, передаваемая валом;

n = 270 мин -1 – частота вращения промежуточного вала.

di – диаметр осевого отверстия вала(мм).

dr – наружный диаметр вала(мм).

Для дальнейших расчетов по ряду R20 принимаем .

В соответствии с пунктом 3.5.1. ПСВП конус гребного вала под гребной винт должен выполняться с конусностью не более 1:12.

Для защиты вала от коррозии выбирается бронзовая облицовка. В соответствии с пунктом 3.3.3. ПСВП толщина бронзовой облицовки должна быть не менее:

где d_гр = 200 мм - действительный диаметр гребного вала.

Толщина бронзовой облицовки принимается равной   s = 14 мм.

Толщина облицовки между подшипниками может быть:

S’=0,75^.14=10.5 мм

Толщина соединительных фланцев промежуточного и внутреннего конца гребного вала должна быть не менее наибольшей из величин:

0,2^. d_пр=28 мм

 мм, 

где: d_пр – диаметр промежуточного вала;

R_мв - временное сопротивление материала вала, МПа;

R_мб - временное сопротивление материала болта, МПа;

i – число болтов в соединении;

D – диаметр центровой окружности соединительных болтов, мм.

Принимаю d_Б=21 мм.

Принимаю для соединения 8 болтов с резьбой М40.

Конусность валов 1:10, таким образом, соединения валов с муфтой можно выполнить с концевыми гайками.

 

Соединение гребного винта с валом

 

В соответствии с пунктом 5.2.13 Правил Регистра конус гребного вала под гребной винт выполняется с конусностью 1:10.

 Во избежание попадания воды на конус гребного вала предусматриваются уплотнения.

 

Подшипники валов

 

Длина ближайшего к движителю подшипника принимается по таблице 5.6.1 [5].

Для подшипника из резины . Здесь – длина подшипника, – расчетный диаметр вала в районе подшипника.

                                                             

Охлаждение дейдвудных подшипников водой принудительное.

В соответствии с пунктом 5.5.2 Правил расстояние между силами реакций соседних      подшипников должно удовлетворять условию:

где – расстояние между подшипниками, м;

   – диаметр вала между подшипниками;

  – коэффициент при .

Тормозное устройство

Тормозное устройство устанавливается на фланцевом соединении дейдвудного и упорного вала. В качестве тормозного устройства используется тормоз бугельной конструкции. Тормозное устройство необходимо для затормаживания вала при ремонте или буксировке судна.