Расчет технологических параметров центровки валопровода должен быть выполнен в следующей последовательности:
определение начальных параметров центровки валопровода;
определение изменений основных параметров центровки валопровода в вертикальной плоскости с учетом основных эксплуатационных условий;
определение изменений основных параметров центровки валопровода в вертикальной плоскости при минимально-допускаемых отклонениях контролируемых параметров;
расчет основных параметров центровки валопровода в вертикальной плоскости;
расчет технологических параметров центровки валопровода при прямом методе контроля соосности общей оси кронштейнов и дейдвудного устройства относительно теоретической оси валопровода (оси главного двигателя);
расчет технологических параметров центровки валопровода при косвенных методах контроля соосности общей оси кронштейнов и дейдвудного устройства относительно теоретической оси валопровода (оси главного двигателя).
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПРАВИЛА ЗНАКОВ
Условные обозначения
Ж/ — изгибающий опорный момент в сечении валопровода, совпадающем с его Z-ой опорой, кН • м;
Zz— длина пролета валопровода между (і—1)-ой и Лой опорами, м;
It—момент инерции поперечного сечения валопровода на пролете длиной Zz м4;
Е—модуль упругости материала валов, кН/м2;
ап,( — Угол поворота левого и правого опорных сечений пролета валопровода между (І—1)-ой и Z-ой опорами, вычисленный в предположении, что оба конца этого пролета свободно лежат на жестких опорах и загружены только пролетной нагрузкой, мм/м;
/?л,/ —реакция (Z— 1)-ой и Z-ой опор от пролетной нагрузки в пролете между (Z—1)юй и t-ой опорами в предпо
ложении, что концы этого пролета валопровода свободно лежат на этих двух опорах, кН;
— реакция Z-ой (/-ой) опоры валопровода, кН;
реакция Z-ой опоры при соосном расположении всех опор, кН;
—поперечное перемещение Z-ой (/-ой) опоры валопро
вода, мм;fj,i—поперечное перемещение Лой опоры валопровода в расчете коэффициентов влияния от перемещения /-ой опоры, мм;
изгибающий опорный момент в сечении валопровода, совпадающем с его Лой опорой, от смещения /-ой опоры на 1 мм, кН *м/мм;
коэффициент влияния на Лую опору перемещения /-ой опоры, кН/мм;
коэффициент влияния на Лую опору изменения нагрузки на /-ом опорном подшипнике, кН/кН;
ZGft — расстояние от Лой опоры валопровода до А-го соединения валов, м;
коэффициент влияния на Лую опору излома в /г-ом кН соединении валов, ;
коэффициент влияния на Лую опору смещения в А-ом соединении валов, кН/мм;
Руд — Лая сосредоточенная сила в /-ом пролете валопровода, кН;
коэффициент влияния на Лую опору гидродинамического момента, кН/кН «м;
qjti—Лая распределенная нагрузка в /-ом пролете валопровода, кН/м;
расстояние от Лой сосредоточенной силы до левой опоры в /-ом пролете валопровода, м;
расстояние от Лой распределенной нагрузки до левой опоры в /-ом пролете валопровода, м;
ал>А; ап,й—угол поворота концов левого и правого валов в &-ом соединении валов от собственного веса, мм/м; рл,А; Рп,й—прогиб концов левого и правого валов в /г-ом соединении валов от собственного веса, мм;
излом в &-ом соединении валов, мм/м;
Вк — смещение в А-ом соединении валов, мм;
Сі — длина опорной поверхности Лго подшипника, м;
i—диаметр опорной поверхности Лго подшипника, м;
( — диаметральный зазор между валом и опорной поверхностью в Лом подшипнике, мм;
— расстояние от кормового торца кормового подшипника до точки приложения его реакции, м;
—расстояние от кормового торца кормового подшипника до точки приложения реакции рядом стоящей с ним опоры, м;
Li —расстояние от оптического прибора, до Лго подшипника валопровода, м
;Стр.38 0СТ5.4368-81
Mx - алгебраическая сумма моментов массы узлов, деталей п реакций опор относительно сечения х - х валопровода по одну сторону от этого сечения, »Н»и;
^/х - момент сопротивления поперечного сечения вала в сечении х - х валопровода,., м3; .
- изгибающий момент В центре тяжести гребного винта, ■ имитирующий действие іїа валопровод вертикальной сос- ... .тавлягащей гидродинамического момента, возникающего
на гребном винте, кН-м; • - нормальное напряжение'в оечении х |
-X валопровода, |
|
'■ МПа; • |
|
|
А /-ДО - -'изменение нормальных напряжений в |
сечении X,- X |
ва- |
• ла для рада £ ., ИЛТа/мм; |
|
|
" изменение нормальных напряжений в для ряда tj,L , МПа/кН; . изменение нормальных напряжении в |
сечении X - X |
вала |
сечении X ~ X |
вала |
|
для ряда /и- изменение нормальных напряжении в |
||
сечении X - х |
ДЛЯ |
|
ряда г **■ изменение нормальных напряжений в |
||
сечении X - х |
ВЕіла |
|
.для ряда ., МПа/мм; |
|
|
Ук>Ун ’* K°P^BaH и носовая ординаты общей оси кронштейнов • |
||
и дейдвудаого устройства относительно теоретической |
||
оси валопровода. |
|
|
Р^тах ~ .максимально допустимое среднее 'давление на опорные |
||
вкладыши лодтипникбв в соответствии с 0СТ5.4429-86, |
■ МПа;
минимально допустимое среднее давление на опорные вкладыши поідіиппикові О,OS Ша
[ї]Зам.0СЇ5 ..ШИ.40929
Сто.38a OCT.4368-81 ■ , • . r
Правилу знаков
. ’ Изгибающий момент .следует считать положительпшл, если он вызывает вращение левой от селения-части, вала по часовой стрелке, а .правой части - против часовой стрелки; ■
Угол поворота необходшлоприншдатьположительным при повороте правого и левого концов вала по-часовой стрелке. Прогиб следует считать' положительным при смещении правого и левого концов-вала вниз; 'Излом в разобщенных соединениях .валов должен быть положительным-при раскрытии- фланцев вверху и на правом.борту. Смещение на. разобщенных соединениях.валов должно быть положительное при смещении кормового■вала вв ерх и на правый борт.
Ординаты высотного положения подшипников необходимо при
нимать положительными при расположении подшипника ниже теоретической оси валопровода (оси отсчета).
Обозначения и правила знаков соответствуют приведенным на черт. I.
Обозначения и правила знаков
lb
Vz
>#1*1 **/!■>
п
li.
1>Я
if
Черт. 1
3. ПРАВИЛА И ДОПУЩЕНИЯ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ
РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ ВАЛОПРОВОДА
В расчетную схему валопроводов судовых движительных установок следует включать гребной винт, все валы, узлы и де-
т али валопровода, а также детали главного двигателя или редуктора. Для валопровода с компенсирующей муфтой в составе валопровода или в соединении с главным двигателем допускается в расчетную схему включать узлы и детали валопровода только до муфты.
Для валопровода с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) в расчетную схему валопровода должны быть включены узлы и детали двигателя от соединительного фланца до кормового рамового подшипника, посредине длины которого коленчатый вал условно следует принимать защемленным. Если главный двигатель имеет редуктор, в расчетную схему необходимо включать вал с колесом последней ступени редуктора. Для валопровода с гребным электродвигателем в расчетную схему должен быть включен ротор электродвигателя. Масса узлов и деталей главного двигателя или его редуктора не учитывается, кроме ДВС с тяжелыми маховиками и редукторов главных двигателей при особых требованиях поставщика к разности реакций опор колеса последней ступени редуктора.
Массу гребного винта необходимо представлять сосредоточенной силой, приложенной в центре тяжести гребного винта.
Массу валов следует представлять распределенной нагрузкой по длине вала. Массу фланцев цельнокованых валов допускается включать в распределенную нагрузку данного вала. Масса соединительных муфт, полумуфт компенсирующих муфт, механизмов изменения шага ВРШ, упорных гребней, дисков, маховиков и колес должна быть заменена распределенной или сосредоточенной нагрузкой, приложенной в центре тяжести указанных узлов и деталей.
Массу гребного винта и участков гребного и дейдвудного валов, расположенных в корму от носового дейдвудного сальника, следует принимать с учетом погружения в воду или смазывающую жидкость.
В конструкции зубчатой муфты с торсионным валом или тяжеловесным компенсирующим элементом половину массы торсионного вала или элемента следует представлять сосредоточенной силой, приложенной посредине длины зубьев кормового зубчатого зацепления.
Точку приложения реакции на каждом подшипнике валопровода, двигателя или редуктора необходимо принимать посредине длин опорных поверхностей.
Точка приложения реакции на кормовом подшипнике должна быть принята на расстоянии от кормового торца, равном диаметру облицовки гребного вала для неметаллического подшипника и 0,625 диаметра вала — для металлического подшипника.
В конструкции дейдвудного устройства с одним подшипником в расчетной схеме на его длине следует принимать две опоры на расстоянии от торцов подшипника, равном одному диаметру об- лицовки гребного вала для неметаллического подшипника и 0,625 диаметра вала — для металлического подшипника.
Точка приложения реакции на упорном подшипнике должна быть расположена в центре тяжести упорного гребня.
В конструкции гребного вала с облицовкой жесткость участков пролета следует определять суммированием жесткостей вала и облицовки.
П
п.
ри изменении жесткости вала на длине /-го пролета момент инерции It в Лом пролете следует определять по формуле/< = ^77-. ’ (О
где 1т— момент инерции поперечного сечения валопровода на /п-ом участке пролета с постоянным диаметром вала» м4;
1т— длина ш-го участка пролета с постоянным диаметром вала, м.
Допускается не учитывать изменения момента инерции поперечного сечения валопровода на участках шеек валов под подшипники, фланцев цельнокованых валов и полумуфт, упорных гребней, дисков, маховиков и колес.
"1 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
U ЦЕНТРОВКИ ВАЛОПРОВОДОВ
Расчет реакций опор валопровода, коэффициентов влияния перемещений опор и коэффициентов влияния гидродинамического момента выполняется с помощью теоремы о трех моментах.
Валопровод представляется в виде неразрезной статически неопределимой балки, расположенной на жестких шарнирных опорах. Балка мысленно разрезается во всех ее опорных сечениях, статически неопределимые опорные моменты относят к числу внешних нагрузок, приложенных к отдельным пролетам балки, и затем определяют их величины из условия непрерывности углов поворота опорных сечений балки.
Неизвестные опорные моменты необходимо вычислять путем решения системы уравнений, в каждое из которых входят три последовательных неизвестных.
Допускается использовать отличающиеся от изложенного в настоящем разделе методы для раскрытия статической неопределимости неразрезной балки.При определении реакций опор валопровода при расположении их на прямой линии система уравнений трех моментов должна иметь следующий вид:
Мі + 2Лї2і ! 2Л43 4- 443j _ „ „
—ед -| ед “а"*2 “ л>3’
443 4" 2Л43 . ; 2Л43 4- 444і а„
б£/3 6£/* ~ п’3 л*4’
jW/~i 4- 244/ * і 244/ 4- Mj+1>
ед Liн ед^ /+1 “ п>(л'/+1’
■Мл-s 4-244д-i ; . ] 2Л1д_14_44л / „ п
■ 1п-1 “Г 6£/д « ” И'"-1 л’«'
Число уравнений в системе уравнений (2) должно быть равно | | числу подшипников валопровода п минус 2. Если носовой конец LJ балки (валопровода) защемлен, то число статически неопределимых величин следует увеличить на две. г-|
В этом случае систему уравнений (2) необходимо дополнить уравнением, выражающим условие отсутствия угла поворота се- чения‘балки в защемленном конце,
Г 4~ 244яі і—
6£/д “ п*л' w
Входящие в уравнения (2) величины ал>/ и аЛ)/ определяются Q при помощи выражений, приведенных в табл. 1.
При сложных случаях нагружения пролета балки, включаю- — щих несколько простых случаев, приведенных в. табл. 1, результаты расчета следует суммировать. L
Опорные реакции балки необходимо определить из уравнений
Г
Л10’ = /?»,2 + 2 р1.< + 2 - *1, |) +
J І 3