Основы технолологии изготовления, монтажа и испытаний судовых энергетических установок.

-
...

Оглавление
Исходные данные для расчета………………………………………………3
Введение……………………………………………………………………...5
1. Расчет технологических параметров сборки конического прессового соединения гребного винта и гребного вала ледокола ………………...6
2. Технологические операции сборки соединения винта с валом
ледокола гидропрессовым способом………………………………………..8
3. Технологические операции разборки соединения винта с валом
ледокола………………………………………………………………....…….9
Литература……………...…………………………………………………….11

Введение
«Капитан Белоусов» - дизель электрический ледокол балтийского типа [1].
Это один из серии 5ти ледоколов, построенных в пятидесятые годы прошлого века на Хельсинской верфи Вяртсиля по заказу СССР. Первый ледокол этого проекта - судно класса Wind (серия Icebreaker), построенное в США и названное «Northwind», использовалось СССР с 1944 по 1951г.г. (затем возвращен США). Этот ледокол является 4х винтовым судном с 2мя винтами в носовой части и 2мя – в корме. В 2009г. на нем установлены новые дизель-генераторы Caterpillar. «Капитан Белоусов» в настоящее время эксплуатируется в Украине и используется для проводки судов в Азовском море. Несмотря на серьезные повреждения группы винтов при проводке судов в районе бухты Тикси в 1957г., в следующем году был отремонтирован на плаву. Это удалось сделать, в том числе благодаря высокой степени ремонтопригодности конструкции узлов валопроводов, выполненных с использованием конических бесшпоночных прессовых соединений.
В бесшпоночном соединении крутящий момент передается силами трения, обеспечиваемыми контактным давлением в сопрягаемых узлах. Требуемая величина давления определяется расчетом. Насадка гребного винта и фланцевой полумуфты на вал производится с использованием гидравлического домкрата.

В бесшпоночном соединении крутящий момент передается силами трения, обеспечиваемыми контактным давлением в сопрягаемых узлах. Требуемая величина давления определяется расчетом. Насадка гребного винта и фланцевой полумуфты на вал производится с использованием гидравлического домкрата. 1.Расчет технологических параметров сборки конического прессового соединения гребного вала и гребного винта ледоколаНоминальный крутящий момент на валу: Мном=60000∙Nπ∙nвр=245000 Нм. Максимальный крутящий момент при перегрузках: Мmax=Мном∙kзап=1565000 Нм. Средний диаметр сопряжения «винт-вал»: Dср=D-2∙L∙k=266мм. Площадь сопрягаемых поверхностей: S = π∙Dср∙L=0,835м2.Расчетное контактное давление для передачи Мmax : Q=2∙Mmaxfтр∙Dср∙S = 94,0 МПа. Контактное давление, обеспечиваемое при сборке соединения: Q1=Q0∙1+α2-α1∙tmax-tQ0∙C1E1+C2E2=94 МПа, где: - Q0 = Q = 94 МПа – проектное контактное давление, рассчитанное для бесшпоночного соединения; - tmax=35℃ - максимальная температура эксплуатации (максимальная температура воды в зоне плавания судна) [2]; - C1=[1+(DотвDср)2]/[1-(DотвDср)2] - μ1=0,70 – безразмерный коэффициент жесткости вала; - С2=[1+(DсрDнар)2]/[1-(DсрDнар)2] + μ2= 1,36 – безразмерный коэффициент жесткости винта. Максимальное допустимое контактное давление по условиям прочности вала: Qmax1=0,45∙σm1∙[1-(DотвDср)2] = 135 МПа. То же по условиям прочности винта: Qmax2=0,55∙σm2∙[1-(DсрDнар)2] =127 МПа. В соответствии с расчетными данными, условия сохранения прочности по величине контактного давления выполняются: 94 МПа = Q1<Qmax1=135 МПа; 94 МПа = Q1<Qmax2=127 МПа. Величина контактного давления, необходимая для передачи крутящего момента за счет сил трения: q=Q=94 МПа. Согласно рекомендациям [3], для бесшпоночного соединения [q] = 40-80 МПа (для винта). Уменьшение контактного давления до рекомендуемой величины (q = 80 МПа) может быть достигнуто увеличением длины конического сопряжения до Lут = L∙Q[q] = 1175мм. Диаметральный натяг (формула Ляме) : ∆д=[q]∙Dср.ут∙С1утЕ1+С2утЕ2=0,178мм, где: - Dср.ут = 242,6мм; - С1ут = 0,70; -С2ут = 1,13. Осевое перемещение при насадке: ∆ос =∆дk = 2,657мм. Коэффициент трения в начале процесса напрессовки: fтр0=0,4∙fтр = 0,06. Усилие установки деталей в начальное положение: Pнач=Qнач∙Sут∙fтр0+0,5∙k= 170498 Н, где: - Qнач=1,5 МПа – контактное давление на сопрягаемых поверхностях при начальной напрессовке [2]; - Sут =0,895м2. Внутренний диаметр резьбы на хвостовике вала: Dрез.внт=Dрез-1,25∙st∙sinπ3= 273,5мм. Допустимое осевое усилие напрессовки по условию прочности резьбы хвостовика вала: Рсрез=0,24π∙Dрез.внт∙Lрез∙σm1= 12.370.000 Н. Допустимое осевое усилие по условию прочности хвостовика вала на отрыв: Ротр=0,2π∙(Dрез.внт2-Dотв2)∙σm1=14.090.000 Н. Осевое усилие напрессовки без подачи масла на сопрягаемые поверхности: Pпр=[q]∙Sут∙fтр+0,5∙k= 13.140.000 Н. Поскольку Рпр>Рсрез и Рпр>Ротр, необходимо при напрессовке применять масло. Тогда fтр = fтм =0,01[2] и Pпрм= 5.514.000 Н < Рсрез и Ротр и условие сохранения прочности резьбы выполняется. 2.Технологические операции сборки соединения гребного винта с валом ледокола «Капитан Белоусов» гидропрессовым способом2.1.Установка на вал деталей носового уплотнения конуса. 2.2.Промывка посадочных поверхностей вала и ступицы винта растворителем (уайт-спирит). 2.3.Протирка и высушивание промытых поверхностей. 2.4.Смазка поверхностей соединения веретенным маслом, применяемым при их сборке. 2.5.Установка гребного винта на конус вала до полного прилегания сопрягаемых конических поверхностей. 2.6.Установка домкрата на хвостовик вала. 2.7.Монтаж штуцера подвода масла к маслоподводящему отверстию ступицы винта. 2.8.Подключение штуцера к масляному насосу через маслопровод. 2.9.Установка индикатора осевого перемещения ступицы винта по конусу вала. 2.10.Продавливание масла между сопрягаемыми поверхностями до его появления на торцах ступицы винта. 2.11.