Таблица 4
Диаметр шейки вала, мм |
Конструктивная особенность соединения |
|
Шпоночное |
Бесшпоночное |
|
От 30 до 190 вкл. |
|
1,30? |
Св. 190 » 400 » |
1,50? |
1,20? |
» 400 » 600 » |
|
1,15? |
» 600 |
|
1,10? |
2.5. Усилие окончательной напрессовки охватывающей детали без подачи масла на сопрягаемые конические поверхности определяется по формуле
Q = gF$(/T +0,5/0. (6)
Таблица 5
Диаметр шейки вала, мм |
Конструктивная особенность соединения |
|
Шпоночное |
Бесшпоночное |
|
От 30 до 200 вкл. |
0,015 |
|
Св. 200 » 470 » |
0,020 |
0,010 |
» 470 |
0,030 |
|
Запас несущей способности соединения по трению относительно упора гребного винта определяется по формуле
г)
где Qc — усилие, требуемое для съема охватывающей детали без подачи масла на сопрягаемые конические поверхности, Н (кгс)
Рс = ^Ф(/т —0,5/Q;
Qy — упор гребного винта при переднем ходе, Н (кгс).
Расчет параметров насадки бесшпоночной полумуфты при сборке соединения тепловым способом
Величина температуры нагрева полумуфты, необходимой для сборки соединения, определяется по формуле
'■—Ч&г+'' <»)
где 8Н — диаметральный натяг в соединении, м (мм)
8,-1,04?Цр (-&- + )?);
Дн — диаметральный зазор, необходимый для сборки соединения, м (мм)
Дн = 0,005 КЩ;
а — коэффициент линейного расширения материала полумуфты
а = 12-IO"6 1/°С;
t —температура окружающего воздуха, °С.
Расстояние, на котором должен быть установлен упор от начального положения полумуфты, определяется по формуле
sa = 8H:/C (9)
Расчет параметров насадки втулочной муфты при сборке соединения гидропрессовым способом
Величина контактного давления на сопрягаемых конических поверхностях втулки и промежуточной гильзы, обеспечивающая обжатие последней на величину диаметрального зазора, определяется по формуле
= (Ю
)
где Д — наибольший диаметральный зазор между валом и промежуточной гильзой, определяемый по допускам на их обработку по ОСТ5.4097—74 или фактическим замерам, м (мм);
Е—модуль упругости материала промежуточной гильзы, МПа (кгс/мм2);
Dr— большой наружный диаметр промежуточной гильзы, м (мм);
D — диаметр шейки вала (диаметр посадочной поверхности под втулочную муфту), м (мм).
Величина диаметрального натяга между втулкой и промежуточной гильзой, соответствующая контактному давлению qx, определяется по формуле
8=^(Д + 5), (И)
где А, В — безразмерные коэффициенты, зависящие от наружных диаметров вала, промежуточной гильзы и втулки. Значения коэффициентов А и В приведены в таблице справочного приложения 9
D„ —наружный диаметр втулки, м (мм).
В еличина контактного давления на сопрягаемых конических поверхностях втулки и промежуточной гильзы, обеспечивающая передачу соединением крутящего момента, определяется по формуле
(12)
где q3— величина контактного давления на сопрягаемых поверхностях вала и промежуточной гильзы, обеспечивающая передачу соединением крутящего момента, МПа (кгс/мм2). Значение величины контактного давления следует определять по формуле (1), где DCf— D — диаметр шейки вала под втулочную муфту, м (мм); /т = 0,18 — коэффициент трения при круговом смещении (всухую); £ф = Ц —длина сопряжения втулки с шейкой вала, м (мм).
Величина диаметрального натяга между втулкой и промежуточной гильзой, соответствующая контактному давлению q%, определяется по формуле
&2==^(Д + 5)1 (13)
где А, В— безразмерные коэффициенты, зависящие от диаметра расточки вала и наружных диаметров промежуточной гильзы и втулки. Значения коэффициентов А и В приведены в таблице справочного приложения 9
Величина контактного давления на сопрягаемых конических поверхностях втулки и промежуточной гильзы в рабочем состоянии определяется по формуле
7 = <71 + ?2- (14)
Величина диаметрального натяга между втулкой и промежуточной гильзой в рабочем состоянии определяется по формуле
8 = 5, + 82. (15)
Осевое перемещение втулки по конусу промежуточной гильзы при окончательной насадке определяется по формуле (3).
Усилие установки втулки в начальное положение определяется по формуле (4).
Усилие окончательной напрессовки втулки с подачей масла на сопрягаемые конические поверхности определяется по формуле (5).
Запас несущей способности соединения по трению относительно упора гребного винта определяется по формуле (7).
Расчет напряжений, возникающих в деталях валопровода при сборке соединения
Приведенное напряжение на наружной поверхности сплошного вала определяется по формуле
о, = q. (16)
Для соединения втулочной муфты с валом q=q$.
Из условия прочности:
«і + (0,3 — 0,4)<зт.в — для гребных валов;
Oj <'0,5от-н — для промежуточных валов.
Примечание. Проверку на прочность материала сплошного вала от посадки гребного винта производить по наименьшему допустимому значению
.Приведенное напряжение на внутренней поверхности полого вала определяется по формуле
П2
= (17)
^ср и
Для соединения втулочной муфты с валом q = q3, DQp= D.
Из условия прочности:
°2 ’С (0,4 — 0,5) аТеВ — для гребных валов;
а2<:0,55 — для промежуточных валов.
Примечания. 1. Приведенное напряжение на наружной Поверхности полого вала не проверяется ввиду того, что величина его меньше, чем на внутренней поверхности.
Проверку на прочность материала полого вала от посадки гребного винта производить по наименьшему допустимому значению.
Приведенное напряжение на внутренней поверхности охватывающей детали определяется по формуле
аз = + (18)
^ср
Для соединения втулочной муфты с валом Dcp= Dr.
Из условия прочности о3 0,75<зТіСт.
Приведенное напряжение на внутренней поверхности промежуточной гильзы определяется по формуле
а4 = Ка? + а? —°Л, О9)
где at— тангенциальное напряжение на внутренней поверхности промежуточной гильзы, МПа (кгс/мм2)
— радиальное напряжение на внутренней поверхности промежуточной гильзы, МПа (кгс/мм2)
°г = - Уз-
Из условия прочности а4 0,45 ат-г,
где ат.г—предел текучести материала промежуточной гильзы, МПа (кгс/мм2).
Примечание. При определении приведенных напряжений тангенциальные и радиальные напряжения учитываются со своим знаком.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное
ФОРМА ТАБЛИЦЫ ДЛЯ ЗАПИСИ ПОКАЗАНИЙ
ПАРАМЕТРОВ НАСАДКИ И СЪЕМА ДЕТАЛЕЙ
ВАЛОПРОВОДОВ
Примечания. 1. Параметры насадки гребных винтов, полумуфт и втулочных муфт записываются в виде дроби:
по чертежу
фактическое значение
Температура окружающего воздуха заносится в таблицу при сборке соединений латунных и бронзовых гребных винтов с валами.
Графа «Съем» заполняется при разборке соединения в случае ремонта или освидетельствования.
В таблицу заносятся только фактические параметры съема.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО УСИЛИЯ ПРИ НАСАДКЕ И СЪЕМЕ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОПРОВОДА
Максимально допустимое усилие напрессовки (съема) гребного винта и полумуфты определяется из условия прочности резьбы хвостовика вала (монтажного болта) при срезе по формуле
Qtnax =Ъ^КНКцКм^вг
где dt —внутренний диаметр резьбы по ГОСТ 9150—59, м (мм);
Н — длина рабочей части резьбы хвостовика вала (болта), м (мм);
Ко— коэффициент полноты стандартных треугольных резьб
К> = 0,87;
Км— коэффициент, учитывающий характер изменения деформаций витков резьбы
Кы= 0,55;
тв —предел прочности материала вала (болта) на срез, МПа (кгс/мм2)
тв = 0,5ат.в.
Напряжение в поперечном сечении стержня хвостовика от Qmax не должно превышать 0,8от.в.
Максимально допустимое усилие при сборке и разборке втулочной муфты определяется из условия прочности промежуточной гильзы в районе концевых выточек
[а] (0,6—0,7) ат г,
где [о] — предельно допустимое напряжение на растяжение, сжатие и срез элементов присоединительных выточек промежуточной гильзы.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ НАСАДКИ ДЕТАЛЕЙ
ВАЛОПРОВОДОВ
Расчет параметров насадки бесшпоночного гребного винта с валом
Исходные данные: номинальный крутящий момент на валу
М = 320- 103//-м (32-10е кгс-мм);
упор гребного винта при переднем ходе
Qy = 450-10W(45-103 кгс);
большой диаметр конуса вала
D — 0,52 м (520 мм);
диаметр расточки конуса вала d = 0,135 м (135 мм);
длина сопрягаемых конических поверхностей
L = 1,04 м (1040 мм);
конусность соединения
К= 1 : 15;
средний диаметр конуса вала
Dcp= 0,485 м (485 мм);
наружный диаметр ступицы гребного винта в среднем сечении D„ = 0,92 м (920 мм);
материал вала — поковка стальная КП28
ат.в — 280МПа (28 кгс/мм2);
Ei = 21 • 104МПа (2,1 • 104 кгс/мм2);
= 0,30;
материал гребного винта — латунь
ат.ст = 270МПа (27 кгс/мм2);
Е2= 10-104МПа (1-Ю4 кгс/мм2);
р2 = 0,37;
І' Ленинград
ЕОЭ І978 акт
коэффициент запаса несущей способности соединения п = 5,2.
Напряжение кручения в материале вала в сечении по среднему диаметру конуса от действия номинального крутящего момента
Т= ~ = 14,5МПа (1,45 кгс/мм2),
где W = 22,1 • 10"3 м3 (22,1 106 мм3).
Величина контактного давления
q = t£>cJ п = 5,2 = 26,6МПа (2,66 кгс/мм3),
где Ьф= 1,01 м (1010 мм);
/т = 0,17.
Из условия обеспечения стабильности коэффициента трения принимаем <7 = 40 МПа (4,0 кгс/мм2).
Величина диаметрального натяга
г t С, , .С*2 лг п л ос / 0,87 . 2,15
8 = ^ср ( £7 + ~щ) = 40-0,485 (21.104 + їо7ї(й) “
= 4,97.10"4 м (0,497 мм).
Осевое перемещение гребного винта по конусу вала при окончательной насадке
s = 8:Л/= 4,97-10-4:-г? == 74,6-10-4 м (7,46 мм).
10
Усилие установки гребного винта в начальное положение Qo = (/о + 0,5/0 = 1,5 • 1,54 (0,05 + 0,033) =
= 0,192-106Я(19,2-Ю3 кгс),
где <7о=1,5 МПа (0,15 кгс/мм2);
Усилие окончательной напрессовки гребного винта с подачей масла на сопрягаемые конические поверхности
Q = рГф(/м+0,5/0=46-1,54(0,01+0,033) = 3,05- 106Я (305-103 кгс),
где р=1,15 q = 1,15-40«= 46МПа (4,6 кгс/мм2);
А = 0,01.
Запас несущей способности соединения по трению относительно упора гребного винта
где Qc = дРф = (Л - 0,5/0 = 40-1,54 (0,17 — 0,033) = = 8,44- 106Я(844-103 кгс).Максимально допустимое усилие напрессовки Qtnax = ^НКаКл = 3,14-0,3535-0,22-0,87-0,55-140 = = 16,3-106//(1630-103 кгс),
где — 0,3535 м (353,5 мм);
Н= 0,22 м (220 мм);
Ло = 0,87;
Лм = 0,55;
тв == 0,5ат.в = 0,5-280 = 140МПа (14,0 кгс/мм2).
Приведенное напряжение на внутренней поверхности вала
а2= 2q 9°ср „ =2-40 = 86,7МПа (8,67 кгс/мм2).
Р2р — rf2 0,485а — 0,135а
Из условия прочности о2 < 0,4а1>в.
Приведенное напряжение на внутренней поверхности ступицы гребного винта
а3 = -5-^—5- КЗО< + О* = ]ЛЗ-0,924 + 0,4854 =
3 D2-D2pр 0,92а- 0,485аV ’
= 97,2МПа (9,72 кгс/мм2).
Из условия прочности а3 < 0,75от.ст.
Расчет параметров насадки шпоночной полумуфты с валом
Исходные данные:
номинальный крутящий момент на валу
М. = 1,26-106//-м (126-10® кгс-мм);
большой диаметр конуса вала
0 = 0,75 м (750 мм);
диаметр расточки конуса вала
d = 0,30 м (300 мм);