Определение размеров судового валопровода и его элементов

5.1. Основными силами и нагрузками, действующими на валопровод в процессе эксплуатации, являются: вращающий момент, передаваемый от ГД к гребному винту; упор, создаваемый гребным винтом; нагрузки от массы валопровода, гребного винта, муфт, механизма изменения шага винта; гидродинамические изгибающие моменты, возникающие в результате работы гребного винта в неравномерном потоке.

Дополнительными и случайными нагрузками являются:

изгибающие моменты, возникающие в результате смещения действительной оси от теоретической;

нагрузки, возникающие из-за статической и динамической уравновешенности гребного винта;

- нагрузки от ударов винта о лед, орудия лова;

- инерционные нагрузки, возникающие в результате качки судна.

Основные размеры валопровода при его проектировании рассчитываются по

специальным формулам Морского Регистра Судоходства, учитывающим назначение судна,

прочностные характеристики материалов, передаваемые мощность и частоту вращения, тип

установки и передачи, тип соединения гребного винта с валом.

Расчетный диаметр промежуточного вала (в мм) определяется по формуле:

= 270 мм

 

где F = 100

N e - расчетная мощность на промежуточном валу, = 4080 кВт;

n - расчетная частота вращения, мин ^-1 = 200.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Диаметры валов должны быть увеличены, если в них предусматриваются осевые.

радиальные отверстия и продольные вырезы. В случае радиального отверстия диаметр вала увеличивается на 0,2 расчетного диаметра, а при продольных вырезах - не менее чем на 0,2.

При этом длина выреза не должна быть более 1,4, а ширина - более 0,2 расчетного диаметра вала.

Утолщенная часть вала должна выступать в обе стороны от выреза на длину, не меньшую 0,25 расчетного диаметра вала.

Диаметр упорного вала должен быть в 1,1 раза больше диаметра промежуточного

(минимальное допущение - расстояние диаметра по обе стороны от упорного гребня).

Расчетный диаметр гребного вала определяется по формуле Регистра:

d_уп=1,1d_пр=1,1∙270=297 мм

где К= 1,22 при бесшпоночном соединении гребного винта с валом или при соединении гребного винта с фланцем.

Толщина соединительных фланцев промежуточных и упорного валов должна быть не менее 0,2dпр =0,2∙270=54 мм

гребного вала не менее

0,25dпр=0,25∙270=67,5мм

 

Толщина бронзовых облицовок должна составлять:

S=0,03∙d_гр+7,5=0,03∙330+7,5=17,4 мм.

Толщина облицовки между подшипников может быть уменьшена до S=0,75*S=13,05 мм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Расстояние между серединами соседних подшипников при отсутствии сосредоточенных масс должно удовлетворять условию:

 

5,5(d)^0,5£l£l(d)^0,5

5,5(0,330)^0,5£l£14(0,330)^0,5

l =3,15÷8,04 м

где I – расстояние между подшипниками, м;

d – диаметр вала между подшипниками, м;

 – коэффициент, равный 14 при n < 500 мин^-1 и 300  при n > 500 мин^-1 (n – номинальная частота вращения валопровода).

 

5.2 Определение комплектующих элементов судового валопровода

Длина подшипников должна быть не менее указанных значений в таблице.

Материал вкладышей	Носовой подшипник	Кормовой подшипник
Баббит	0,8dгр=264 мм	2dгр=660 мм
Прочие материалы	1,5dгр=495 мм	4dгр=1320 мм

 

Выбираем дейдвудное устройство с масляной смазкой.

Выбор данного типа дейдвудного устройства обусловлен следующими преимуществами:

- обслуживание дейдвудных устройств с масляной смазкой в основном заключается в наблюдении за уровнем масла в масляной цистерне дейдвудной трубы и в масляном бачке;

- вал работает не в агрессивной среде;

- подшипник имеет масляный зазор 0,5–0,8 мм, что благоприятно

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

сказывается на характере работы всего узла вал– дейдвуд–винт;

- подшипник и вал практически не изнашиваются;

- в период ремонта практически не требуется вынимать вал из машинного отделения с целью его проточки;

- условия смазки подшипников не зависят от степени загрязненности забортной в

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

оды (в случаях работы на мелководье и на мели);

- в эксплуатации не требуется постоянного ухода и контроля со стороны обслуживающего персонала за концевыми уплотнениями гребного вала (сальниками);

- основные параметры, определяющие характер работы дейдвудного устройства, легко поддаются контролю средствами автоматизации.

Опорные подшипники подбираются по диаметру промежуточного вала.

Упорные подшипники, дейдвудные и переборочные сальники, тормоза валопроводов выбираются по соответствующим стандартам (ОСТ 5.4068-73, ОСТ 5.4105-75, ОСТ 5.4137-75, ОСТ 5.4151-75).

6. Расчет мощности и выбор количества агрегатов судовой

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

электростанции

Согласно требованиям Морского Регистра Судоходства на каждом судне должно быть не менее двух основных источников электрической энергии. Если на судне предусмотрена возможность приведения СЭУ в действие при выходе из строя любого основного источника электроэнергии с независимым приводом, то одним из основных источников может быть валогенератор.

Мощность основных источников электроэнергии должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого источника электроэнергии, оставшиеся обеспечивали питание ответственных устройств в любых условиях плавания.

Суммарная мощность и мгновенная перегрузочная способность всех агрегатов СЭС, питающих судовую сеть, должна быть достаточной для пуска самого мощного электродвигателя с наибольшим пусковым током при выходе из строя любого из генераторов. При этом напряжение и частота тока не должны понижаться до пределов, при которых возможно выпадение агрегатов из синхронизма или остановка вспомогательных двигателей и отключение работающих потребителей.

Поскольку продолжительность плавания промысловых судов может достигать нескольких месяцев, и они зачастую длительное время не заходят в порты своей приписки, то часть регламентных работ по агрегатам СЭС выполняется в море. В связи с указанными обстоятельствами необходим дополнительный резерв мощности СЭС.

Определенный резерв мощности СЭС целесообразно предусматривать и на случай модернизации судна (монтаж новых технологических линий и др.).

Максимальная ож

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

идаемая нагрузка СЭС (в кВт) в условиях промысла на начальных стадиях проектирования может быть определена по следующему выражению:

     (6.1)                                                                                                     

где  – мощность ГД;

 – суммарная емкость рефрижераторных трюмов, м³;

Д – водоизмещение, т;

 ,  – суточная производительность морозильных аппаратов, рыбомучной установки соответственно, т/сут;

 – производительность консервных линий в тысячах условных банок (ТУБ) в сутки;

 – мощность траловой (ваерных) лебедки, кВт.

Мощность СЭС должна выбираться с коэффициентом запаса К_З = 1,2.

При выходе из строя одного из основных источников электроэнергии:

                (6.2)

где  – количество агрегатов СЭС (

При использовании валогенератора в качестве основного источника электроэнергии резервным агрегатом может служить такой же валогенератор либо автономные дизель-генераторы. В первом варианте СЭУ должна быть многомашинной, но и в этом случае для обеспечения судна электроэнергией на стоянках необходимо иметь дизель-генераторы.

 

 

Выбираем следующие агрегаты СЭС:

1) для валогенераторов выбираем два синхронных генератора МСК 750-1500 с параметрами, указанными в табл. 6.1

Тип генератора	Мощность, кВт	Частота вращения,об/мин	Напряжение, В	КПД, %
МСК 750-1500	600	1500	400	92,5

 

2) два вспомогательные судовые дизель-генераторы ДГС500/1000 с параметрами, указанными в табл. 6.2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

Тип генератора	Мощность, кВт	Удельный расход топлива,	Частота вращения, об/мин	Напряжение, В
ДГС 500/1000	500	0,206	1000	400

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

7. Расчет мощности вспомогательной котельной установки

Основными потребителями пара на судах являются технологические линии, системы парового отопления, бытовые потребители (камбуз, прачечная и др.). Обычно используется насыщенный пар давлением 0,2 - 0,7 МПа и температурой 110 - 130 °С.

Максимальная потребность в паре для рыбодобывающих и обрабатывающих судов с тепловой обработкой сырья (в кг/ч) может быть найдена по формуле:

,                           (7.1)

Расчетная производительность котельной установки

Она должна быть на 15¸25% выше максимальной потребности, что компенсирует снижение паропроизводительности в процессе эксплуатации:

            (7.2)

Для обеспечения судовых потребителей насыщенным паром выбираем два котлоагрегата марки КВВА 6/5, с общей паропроизводительностью 2*6500=13000 кг/ч, характеристики которого указаны в таблице:

Тип котла	Производительность, кг/ч	Рабочее давление, МПа	КПД, %	Расход топлива, кг/ч
КВВА 6/5	6000	0,5	82	450

 

 

На современных судах предусматривается утилизация тепла отработавших газов и охлаж

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

КП ЭСЭУс17о.26.05.06.

дающей воды главных (и вспомогательных) двигателей.

Утилизационные паровые котлы выбираются в соответствии с расходом и температурой отработавших газов.

Расход газов (в кг/ч) определяется по выражению:

где

 = 4080 кВт - мощность ГД;

 = 0,185кг/(кВт·ч) - удельный эффективный расход топлива ГД;

 = 14,3кг/кг - количество воздуха, теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива;

- суммарный коэффициент избытка воздуха

 = 4080· /  = 5400·0,185/450 = 2,498;

  = 450 °C - температура газов за турбонагнетателем.

Устанавливаем четыре УК типа КУП660/7 с паропроизводительностью 5400 кг/ч каждый, суммарная паропроизводительность получается 21600 кг/ч.