Судовой упорный подшипник гребного вала. Вал гребной. Конструкция дейдвудных устройств

0

Валопровод на судне служит для передачи энергии от главного двигателя к движителю. Валопровод включает валы, подшипники и гребной винт. Упор от винта на корпус судна также передается через валопровод.

В состав валопровода входят упорный вал, несколько промежуточных валов и гребной вал, которые вращаются соответственно на упорных, опорных и дейдвудных подшипниках. Дейдвудная труба с обеих сторон уплотняется сальниками. Все элементы валопровода показаны на рис. 11.1.

Упорные подшипники. Эти подшипники служат для передачи упора, возникающего при работе винта, на корпус судна, поэтому упорный подшипник должен иметь прочную конструкцию и быть установлен на достаточно жесткой опоре. Подшипник может выполняться отдельно или составлять единую конструкцию с главным двигателем. Подшипник должен быть рассчитан на передачу упора при переднем и заднем ходе, а также на различные нагрузки, включая аварийные.

Корпус автономного упорного подшипника (рис. 11.2) состоит из двух половин, соединяемых точными болтами. Упорная нагрузка воспринимается упорными подушками, благодаря которым можно изменять угол наклона. Эти подушки устанавливают в направляющих или на опорах и облицовывают белым металлом. В показанной на рис. 11.2 конструкции упорные подушки занимают три четверти окружности и передают весь упор на нижнюю часть корпуса подшипника. В других конструкциях упорные подушки расположены по всей окружности. Масло, увлекаемое упорным гребнем, при помощи скребка снимается с него и направляется к распорке, удерживающей подушки. Отсюда масло струей направляется к подушкам и подшипникам. Упорный вал имеет фланцы, при помощи которых он болтами крепится к фланцам валов двигателя или редуктора или к фланцу промежуточного вала.

В тех случаях, когда упорный подшипник является частью главного двигателя, корпус подшипника составляет продолжение фундаментной рамы, к которой он крепится болтами. Принудительная смазка этого подшипника осуществляется от системы смазки двигателя, а в остальном конструкция подшипника такая же, как и у независимого подшипника.

Рис. 11.1. Схема валопровода:

1 -дейдвудные подшипники, поддерживающие вал и винт; 2 - кормовая втулка; 3 - носовая втулка (устанавливается не всегда); 4 - дейдвудная труба; 5 - гребной вал; 6 - ахтерштевень; 7 - переборка ахтерпика; 8 - промежуточный вал; 9 - опорные подшипники (устанавливаются не всегда); 10 - упорный вал; 11 - двигатель внутреннего сгорания, непосредственно передающий мощность на гребной вал; 12 - двигатель внутреннего сгорания или турбина с передачей мощности на вал через редуктор; 13 - главный двигатель; 14 - автономный упорный подшипник, служащий для передачи упора винта на корпус судна; 15 - промежуточные опорные подшипники, поддерживающие вал снизу; 16 - кормовой опорный подшипник, поддерживающий вал сверху и снизу; 17 - дейдвудный сальник в машинном отделении; I - мощность двигателя; II - упор винта

Опорные подшипники. Не все опорные подшипники валопровода имеют одинаковую конструкцию. Крайний кормовой опорный подшипник имеет как нижний, так и верхний вкладыш, так как он должен воспринимать и массу винта и вертикальную составляющую упора при работе винта, направленную вверх. Другие опорные подшипники служат лишь для поддержания массы вала и поэтому имеют только нижние вкладыши.

Один из средних опорных подшипников вала показан на рис. 11.3. Обычный для подшипников вкладыш заменен здесь по душками на шарнирной опоре.

Рис. 11.2. Упорный подшипник:

1 - указатель уровня масла; 2 - масляный скребок; 3 - упорный гребень 4 - дефлектор; 5 - вал; 6 - стопор упорных подушек; 7 - упорная подушка; 8 - змеевик охлаждения; 9 - вкладыш опорного подшипника

Рис. 11.3. Опорный подшипник:

1 - масляное кольцо; 2 - масляный скребок; 3 - дефлектор; 4 - шарнирные опорные подушки

Такие подушки лучше воспринимают перегрузки и способствуют сохранению масляного клина достаточной толщины. Смазка осуществляется из масляной ванны, расположенной в нижней части корпуса. При помощи кольца, опущенного в ванну, масло при вращении вала увлекается вверх и поступает на смазку. Охлаждается масло в холодильнике трубчатого типа, помещенном в ванне, через которую пропускается забортная вода.

Дейдвудные подшипники выполняют две основные функции: поддерживают гребной вал; выполняют роль сальника, который предотвращает попадание забортной воды вдоль вала в машинное отделение. В дейдвудном подшипнике в качестве облицовки ранее применялось бакаутное дерево (отличающееся особо высокой плотностью), а смазка осуществлялась забортной водой. В применяемых в последнее время подшипниках используются залитые белым металлом вкладыши, смазываемые маслом. Одна из таких конструкций подшипника показана на рис. 11.4.

Масло подается к втулке подшипника через наружные каналы, расположенные аксиально, и через радиальные боковые отверстия с двух сторон во внутренние аксиальные каналы. В торцовой части втулки масло выходит и направляется к насосу и маслоохладителю. В системе смазки имеются два напорных масляных бака, причем для поддержания системы в рабочем состоянии в случае выхода из строя масляного насоса достаточно использовать один масляный бак.

Рис. 11.4. Кормовой дейдвудный подшипник, смазываемый маслом:

I - подвод масла; II - отвод масла; III - слив масла через клапан слива

На каждом из баков устанавливается аварийная сигнализация, предупреждающая о снижении уровня масла ниже допустимого.

На наружном и внутреннем концах гребного вала установлены специальные уплотнения. Давление в системе смазки устанавливается несколько выше статического давления забортной воды, чтобы предотвратить попадание воды в дейдвудную трубу, если уплотнение будет повреждено.

Валы валопровода. В составе валопровода на участке между упорным и гребным валом, в зависимости от расположения на судне машинного отделения, может быть один или несколько промежуточных валов. Все валы цельнокованые стальные с выполненными заодно фланцами соединяются при помощи кованых стальных точных болтов. Каждый промежуточный вал имеет фланцы с обеих сторон и, если он опирается на подшипник, в этом месте его диаметр увеличен.

На гребном валу также имеется фланец для соединения его с промежуточным валом. Другой конец гребного вала имеет коническую форму, которая соответствует коническому отверстию в ступице гребного винта. На конце конического хвостовика вала расположена резьба для гайки, которой гребной винт крепится к валу.

Используемая литература: "Основы судовой техники"

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В МАШИНОСТРОЕНИИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Механические и физические свойства материалов»

Тема: «Гребной вал морского судна»

Новосибирск

Введение

1. Принцип работы гребного вала морского судна и материалы

1.1 Материалы для изготовления гребных валов

2. Факторы разрушения

3. Методика оценки технического состояния гребных валов

3.1 Измерения твердости по Бринеллю

3.2 Испытание на растяжение

3.3 Усталостные испытания

3.4 Коррозионная усталость

3.5 Динамические испытания на изгиб образцов с надрезом

Заключение

Список литературы

Введение

На судах, работающих в изменяющихся условиях, таких как буксиры или рыболовные суда (свободный ход, ход с тралом), движитель должен быть приспособлен к соответствующим условиям работы. К важнейшим составным частям судовых энергетических установок относятся элементы передачи мощности. Под этим понимаются все элементы, участвующие в передаче крутящего момента от коленчатого вала или ротора в турбинах к гребному винту. Типовая дизельная энергетическая установка с двумя среднеоборотными дизелями показана на (рисункок 1). Она включает в себя муфты, одноступенчатый редуктор, валопровод и гребной винт.

Рисунок 1 - Дизель-редукторная энергетическая установка со среднеоборотными дизелями: 1 -муфта; 2 -редуктор; 3 -валопровод; 4 -гребной винт

Гребной вал - это составляющая часть валопровода, которая непосред-ственно соединена с гребным винтом. От качества и надежности этих двух элементов пропульсивного комплекса судна зависит очень многое. Гребной вал является передаточным звеном между главным судовым двигателем и гребным винтом, который обеспечивает необходимую тягу.

При изготовлении гребных валов используются высокопрочные мате-риалы, такие, как углеродистая или легированная сталь. В области подшип-ников кронштейна и дейдвуда гребные валы оснащаются бронзовыми или латунными рубашками, которые насаживаются на валы в горячем состоянии. От коррозии и появление ржавчины используется специальное резиновое или эпоксидное покрытие. На больших судах длина гребного вала достигает

9-12 м, при этом используются промежуточные валы - они соединяются между собой, головным двигателем судна и гребным валом с помощью фланцев и муфт, увеличивая длину гребного вала на длинных судах. Изготовление промежуточных валов также требует высокой квалификации инженеров и применения особо прочных материалов.

1. Принцип работы гребного вала морского судна и материалы

Валопровод соединяет приводной двигатель с гребным винтом. Гребной вал, который в зависимости от расположения машинного отделения на судне может состоять из одной или нескольких соединенных через глухие муфты частей, должен передавать момент вращения двигателя на гребной винт. Гребной вал опирается на радиальные подшипники. Концевая часть проходит в уплотнительном сальнике, который предохраняет туннель гребного вала от попадания морской воды. На конусообразной концевой части гребного вала закреплен гребной винт (рисунок 2, а). Осевое давление, действующее со стороны гребного винта и передаваемое дальше через вал, воспринимается упорным подшипником. Принцип действия упорного подшипника изображен на (рисунок 2, б, в). Такой подшипник состоит из взаимодействующего с опорными поверхностями гребня давления; опорные поверхности залиты металлом. На переднем ходу функционирует одна поверхность гребня давления, на заднем - другая.

1.1 Материалы для изготовления гребных валов

Преимущества данных сталей.

Таблица 1 - Химический состав в % материала 36Х2Н2МФА

Рисунок 2 - Валопровод: а - общий вид, б - упорный подшипник; в - принцип действия упорного подшипника, 1 - гребной вал; 2 - сальник; 3 -полуподшипник; 6 - переборочный сальник; 7 - муфта; 4 - промежуточный вал; 5 - опорный упорный подшипник; 8 -упорный вал

Материалы для изготовления гребных валов

Высокопрочные стали марок 38ХМА и 36Х2Н2МФА

Для длинномерных судовых гребных валов со сквозным осевым отверстием и без него для морских судов любого назначения.

Преимущества данных сталей.

Расшифровка марок сталей (табл. 1, 2).

Таблица 2 - Химический состав в % материала 36Х2Н2МФА

Таблица 4 - Технические характеристики (не менее)

Марка стали

Высокопрочная сталь марки 38ХН3МФА

Для гребных валов атомных ледоколов, к которым предъявляются повышенные требования по уровню прочностных свойств.

Преимущества

Расшифровка стали (табл. 4).

Сталь с высокими прочностными свойствами, пластичностью, ударной вязкостью и хладостойкостью, соответствует (табл. 5).

Таблица 5 - Химический состав в % материала 38ХН3МФА

Улучшенная конструкционная экономнолегированная безникелевая сталь марки 33Х3ГСФА

Для судовых гребных и промежуточных валов морских судов любого назначения

Преимущества

Расшифровка стали (табл. 6).

Сталь высокопрочная экономнолегированая без никеля с высокими прочностными и вязкопластическими свойствами, соответствует требованиям лучших зарубежных стан-дартов и правил классификационных обществ (табл. 7).

Таблица 7 - Технические характеристики (не менее)

					KCV(20), Дж/см2

2. Факторы разрушения

Опыт эксплуатации конструкций различного назначения, в том числе морских и речных судов, показывает, что их надежность в процессе работы в существенной степени зависит от прочности и долговечности конструктиных элементов. Известно, что подавляющее большинство конструктивных элементов при эксплуатации воспринимают переменные во времени нагрузки, которые являются основным условием возникновения и развития усталостного разрушения.

Это в полной степени относится к судовым гребным валам, тем более что в этом случае процесс усталостного разрушения происходит при одновременном воздействии на вал поверхностноактивной среды - морской воды.

Выявленные причины повреждений гребных валов показывают, что большая часть повреждений (более 60% случаев) явились следствием усталости и коррозионной усталости гребных валов.

Восстановление, ремонт и замена этих элементов, особенно подводной части судна, производят только после вывода судна из эксплуатации. Поэтому вопросы прогнозирования технического состояния таких элементов играют важную роль в процессе эксплуатации судна и снижении непроизводственных затрат судовладельца, связанных с простоем судна.

Гребные или промежуточные валы ломаются относительно редко, гораздо чаще происходит их изгиб.

Естественно, что лопнувший вал не ремонтируют, а заменяют, но во всех случаях необходимо проанализировать характер поломки и выявить ее причину. Важно, чтобы поломка по той же причине не повторилась при дальнейшей эксплуатации установки с новым валом.

Если вал сломался при ударе о подводное препятствие и при этом его, скрутило, причем угол закрутки достигает величины

ц° = (0,3-0,5)L/d

L - длина, a d - диаметр вала (см), то причина поломки или в отсутствии предохранительной муфты или в неправильном выборе ее срезного элемента - он слишком прочен.

Может произойти поломка вала без заметного скручивания, а иногда и без видимых внешних причин, причем излом проходит под углом примерно 45° к оси вала и имеет зернистую структуру. В таких случаях причиной излома, как правило, является трещина, проходящая в районе шпоночных пазов или уступов.

Возникновение трещин объясняется действием усталостных напряжений, появляющихся, когда вал передает помимо основного постоянного крутящего момента от двигателя к винту еще какие-то дополнительные моменты, периодически меняющие направление.

Такие знакопеременные нагрузки возникают, например, из-за неравномерной работы двигателя (чем меньше число цилиндров, тем неравномерность больше) или перебоев в работе одного из цилиндров;

из-за неравномерного износа или низкого качества изготовления зубчатых передач;

из-за неправильной установки карданных шарниров;

из-за появления сил, периодически действующих на каждую из лопастей при пересечении ею следа от кронштейна или дейдвуда либо при прохождении вблизи днища и у кронштейна;

из-за плохой центровки или изгиба вала.

Гребной вал в процессе эксплуатации подвергается существенному износу: выработка, коррозионное разрушения, трещины, раковины, расслоение.

Для восстановления гребного вала используется технология наплавки. Наплавка допускается, если износ не превышает 5% от диаметра вала, но не более 15 мм.

В качестве наплавляющего материала используется малоуглеродиствая сварочная проволока СВ - 08А диаметром 2 мм под слоем флюса АН - 348 АМ. Температура подогрева перед сваркой составляет 200 - 250?С. Дополнительно термообработка после наплавки не производят.

3. Методика оценки технического состояния гребных валов

Одним из главных свойств любого технического изделия является безотказность, долговечность ремонтоспособность и способность сохранят возложенные на изделия функции в течении назначенного времени эксплуатации.

Надежность валопровода обеспечивается, если он сохраняет прочность, жесткость устойчивость и выносливость при гарантированной долговечности.

Пробы для испытаний отбирают:

при длине заготовки более 3м - с двух концов заготовки;

при длине заготовки 3м и меньше - с одного конца, соответствующего прибыльной части слитка.

Для контроля макроструктуры и сегрегации серы отбирается проба (темплет) перпендикулярно продольной оси заготовки.

Из каждой пробы изготовляются следующие образцы:

для определения механических свойств на растяжение - один; на ударную вязкость два;

для определение склонности к межкристаллической коррозии - четыре;

на определения остаточных напряжений - одна проба .

3.1 Измерения твердости по Бринеллю

Метод измерения твердости по Бринеллю металлов с твердостью не более 450 HB.

Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием усилия, приложенной перпендикулярно поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия

Толщина образца S должна быть не менее чем в 8 раз превышать глубину отпечатка h и определяется по формуле

(F выражена в H);

(F выражена в кгс).

Поверхность образца должна быть плоской и гладкой.

Шероховатость поверхности образца (или площадки на изделии) Ra должна быть не более 2,5 мкм. Образец должен быть подготовлен таким образом, чтобы не изменялись свойства металла в результате механической или другой обработки, например, от нагрева или наклепа.Испытание проводится следующим образом: вначале подводят образец к индентору, затем вдавливают индентор в образец с плавно нарастающей нагрузкой в течение 2-8 с, после достижения максимальной величины, нагрузка наиндентор выдерживается в определенном интервале времени (обычно 10-15 с для сталей) (рисунок 3). Затем снимают приложенную нагрузку, отводят образец от индентора и измеряют диаметр получившегося отпечатка. Также площадь отпечатка определяют и по глубине вдавливания индентора h (без снятия нагрузки). В качестве инденторов используются шарики из твердого сплава диаметром 1; 2,5;5 и 10 мм. Величину нагрузки и диаметр шарика выбирают в зависимости от исследуемого материала.

Диаметр отпечатка получается тем меньше, чем выше сопротивления материала, производимой индентором. Число твердости по Бринеллю (HB) есть отношения нагрузки Р, действующий на шаровой индентор диаметром D, к площади F шаровой поверхности отпечатка:

Рисунок 3 - Схема вдавливания индентора в тело заготовки

3.2 Испытание на растяжение

Испытание на растяжение материалов проводят в соответствии с ГОСТ 1497-84. Стандарт устанавливает методы статических испытаний на растяжение черных и цветных металлов для определения при температуре 20°С пределов пропорциональности, упругости, текучести, временного сопротивления разрыву, относительного удлинения и относительного сужения, модуля упругости, являющихся критерием качествами необходимыми для конструкторских расчетов.

Для испытаний применяют плоские и цилиндрические образцы, вырезанные из детали или специально изготовленные. Размеры образцов регламентированы указанным стандартом, они подчиняются геометрическому подобию и могут быть короткими и длинными. Для цилиндрического образца берется соотношение начальной рабочей длины l0 и исходного диаметра d0: l0= 5d0- короткий образец, l0= 10d0 - длинный образец . Цилиндрические образцы изготавливаются диаметром 3 мм и более. Образцы состоят из рабочей части длиной l0 и головок, форма и размер которых соответствуют захватам машины (рисунок 4).

Рисунок 4 - Цилиндрические и плоские образцы до (а) и после (б) испытания на растяжение

Растяжение образца проводят на специальных машинах, позволяющих фиксировать величину прилагаемой нагрузки и изменение длины образца при растяжении. Эти же машины дают возможность записывать изменение длины образца при увеличении нагрузки (рисунок 5), т.е. первичную диаграмму испытания на растяжение в координатах: нагрузка Р, Н, кН; и абсолютное удлинение образца А, мм.

Рисунок 5 - Диаграмма растяжения образца

На этой диаграмме можно выделить четыре зоны: ОА - зона упругости; АВ - зона общей текучести; ВС - зона упрочнения; СД - зона местной текучести (разрушения). Из диаграммы можно определить механические характеристики материалов, если ее перестроить в координатах (рисунок 6).

Рисунок 6 - Механические характеристики материалов

Различают следующие механические характеристики:

Предел пропорциональности - это наибольшее напряжение, до которого материал подчиняется закону Гука - р;

Предел упругости - это наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций - е;

Предел текучести- это напряжение, при котором происходит рост деформации без увеличения нагрузки - s;

у 0,2- предел текучести условный;

Предел прочности - b;

Значения 0,05 и 0,2 в записи предела упругости и текучести соответствуют величине остаточной деформации?l в процентах от l0 при растяжении образца. Напряжения при испытании на растяжение вычисляют путем деления нагрузки Р, соответствующей характерной точке на диаграмме, на площадь первоначального поперечного сечения F0 рабочей части испытуемого образца:

Площадь поперечного сечение определяется по следующим формулам:

для цилиндрического образца

где - первоначальная толщина; - первоначальная ширина образца.

В точке k устанавливают напряжение сопротивления разрушению материала.

Предел пропорциональности и предел упругости определяют с помощью тензометра (прибор для определения величины деформации). Предел текучести физический и условный рассчитывают, находя нагрузку по диаграмме растяжения. Если на диаграмме нет площадки текучести, то для вычисления условного предела текучести необходимо провести графические построения на диаграмме (рисунок 7). Вначале находят величину остаточной деформации, равную 0,2 % от l0, далее отмечают отрезок на оси деформации, равный 0,2 % от l0, и проводят линию, параллельную пропорциональному участку диаграммы растяжения, до пересечения с кривой растяжения.

Рисунок 7 - Определение предела текучести

Нагрузка соответствует точке их пересечения. Физический и условный предел текучести характеризуют способность материала к началу пластической деформации, т.е. сопротивление малой пластической деформации.

Предел прочности можно подсчитать, используя показания силоизмерителя, по максимальной нагрузке при разрыве либо найти (Рв) по первичной диаграмме растяжения. Характер деформации при растяжении вязких и хрупких материалов существенно различается.

Все рассчитанные таким образом величины являются характеристиками прочности материала.

Пластичность, т.е. способность деформироваться без разрушения, характеризуется изменениями размеров образца. При испытании на разрыв определяют следующие характеристики пластичности:

относительное удлинение:

относительное сужение

где, - соответственно, длина рабочей части и площадь поперечного сечения образца после разрыва .

3.3 Усталостные испытания

При циклических нагрузках в исследуемом образце происходит постепенное накопление повреждений, приводящих к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Этот процесс называют усталостью. Параметрами циклического нагружения являются: среднее напряжение цикла, амплитуда напряжения, частота циклов f (или период Т цикла), коэффициент асимметрии. Цикл, у которого максимальное и минимальное напряжения равны, но противоположны по знаку, называется симметричным ()

Схема нагружения (рисунок 8) должна в той или иной мере воспроизвести в образцах напряженное состояние, характерное для эксплуатационных условий работы детали, так как от соотношения касательных и нормальных напряжений зависят сопротивление усталостному разрушению и характер разрушения.

Рисунок 8 - Схема изменения нагрузки при асимметричном знакопостоянном цикле

Характеристиками сопротивления усталости материала являются;

предел выносливости - максимальное напряжение цикла с коэффициентом асимметрии R, соответствующее заданному (базовому) числу циклов напряжения;

предел выносливости при симметричном цикле;

циклическая долговечность N - общее число циклов, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения.

Для определения предела выносливости испытывают 10 - 15 одинаковых образцов. Для первого образца максимальное напряжение обычно составляет 0,750. Определяется число циклов нагружения, которое он выдерживает до разрушения N 1. Напряжения при испытании второго образца назначаются в зависимости от N 1: при N1 < 2 - 105 s 2 = s1 - 20 МПа; при N1 > 2 - 10 5 s2 = s1 + 20 МПа. Максимальное напряжение цикла для каждого последующего образца понижается на 8 - 12 % до тех пор, пока образец не выдержит без разрушения базовое число циклов нагружения.

Уточнение предела выносливости производится при испытании нескольких других образцов, для которых

На уровне предела выносливости должно быть испытано не менее трех образцов. По результатам испытаний строится кривая усталости (рисунок 9), называемая кривой Веллера.

Рисунок 9 - Кривая Веллера

гребной вал динамический испытание

Критическое напряжение,выше которого уже с первых циклов нагружения возникают субмикроскопические трещины, и отсутствует инкубационный период, делит диапазон на две области - малоцикловой и многоцикловой усталости.

3.4 Коррозионная усталость

Вследствие коррозионной усталости разрушаются гребные винты и валы морских судов, детали самолетов, тепловозов, автомобилей, а также бурильные трубы, лопатки компрессоров и турбин реактивных двигателей, паропроводы, водопроводы и другое оборудование. Этот вид разрушения чрезвычайно распространен и встречается практически во всех отраслях промышленности.

Коррозионная усталость проявляется в разнообразных водных средах, в отличие от коррозионного растрескивания, вызываемого определенными, специфичными для каждого металла ионами. Под действием коррозионной усталости происходит разрушение стали в пресной и морской воде, в конденсатах продуктов сгорания, в других распространенных химических средах; при этом, чем выше скорость общей коррозии, тем быстрее металлhttp://korrosion.ru/ref/razry3aets9_vsledstvie.html коррозионной усталости .

Так как морская вода является агрессивной средой, то следует проводить испытание на коррозионную стойкость Коррозионные исследования - это ряд испытаний, которым подвергают тот или иной материал для определения его долговечности в определенных коррозионных условиях.

Все методы коррозионных испытаний можно подразделить на две группы:

ускоренные исследования;

длительные испытания.

Ускоренные коррозионные испытания проводят в искусственно созданных условиях. При этом значительно ускоряются все коррозионные процессы, но их характер протекания не меняется. Обычно эффект ускорения достигается облегчением протекания контролирующих процессов.

Длительные коррозионные исследования по продолжительности не отличаются от естественных эксплуатационных.

Определение коррозионной стойкости металла.

Коррозионная стойкость металла - это его способность противостоять химическому или электрохимическому разрушению при воздействии среды, в которой он эксплуатируется. Коррозионную стойкость оценивают качественно или количественно. К качественным методам оценки относятся визуальный метод и микроисследование. Визуальное наблюдение состояния поверхности применяют тогда, когда продукты коррозии остаются на образце в виде нерастворимого осадка. Происходящие изменения отмечают кратким описанием, а также фотографированием. Микроисследование применяют для более тщательного изучения образцов, подвергающихся коррозии. Для исследования обычно используют бинокулярный микроскоп при увеличении 20 - 100 крат.

Самым простым и доступным методом определения коррозионной стойкости металла является испытание в открытом сосуде (метод погружения). Для этого образец подвешивают на нити из инертного материала (капроновой, шелковой нити т. п.). В одном сосуде следует испытывать только один образец (или несколько параллельных образцов). Обычно на 1 см2 площади поверхности образца приходится от 20 до 200 мл раствора. Образец можно погружать полностью или наполовину. В последнем случае коррозионный процесс быстрее всего идет на границе раздела воздух - раствор, что необходимо учитывать при расчетах .

3.5 Динамические испытания на изгиб образцов с надрезом

При динамических испытаниях закон подобия не действует. По ГОСТ 9454-78 ударные испытания проводят путем разрушения стандартного образца квадратного сечения 10х10 мм длиной 55 мм и надрезом одного из трех видов. Посередине его длины имеется надрез U-образной формы шириной и глубиной 2 мм с радиусом закругления 1 мм (рисунок 10). Применяют также образцы с V-образной и Т-образной формами надреза. V-образный надрез выполняют с углом при вершине 45° и радиусом закругления 0,25 мм. Т-образный надрез наиболее острый. Образцы с V-образном концентратором являются основными и используются при контроле металлических материалов для ответственных конструкций (летательных аппаратов, транспортных средств). Образцы с U-образным надрезом рекомендуется применять при выборе с приемочном контроле металлов и сплавов. Роль надреза выполняет созданная на специальном приборе усталостная трещина определенной глубины.

Надрез является концентратором напряжения. Чем он острее, тем сильнее действует концентратор напряжения.

Рисунок 10 - Схема образца для ударных испытаний.

Испытание на ударный изгиб проводят на маятниковых копрах с предельной энергией, не превышающей 300 Дж (рисунок 11, а). Копер имеет тяжелый маятник 2, который свободно качается вокруг его оси. При помощи защелки маятник может быть установлен на разной высоте Маятник копра закрепляется в исходном верхнем положении. По шкале фиксируется угол подъема маятника б. Если защелку освободить, то маятник упадет и взлетит по инерции на такую же высоту, на которую он был поднят (трение на оси вращения минимальное). Если на пути падения маятника встретится препятствие в виде образца, он часть энергии падения затратит на преодоление этого препятствия, и маятник уже взлетит на меньшую высоту, он поднимется относительно вертикальной оси копра на угол в. Образец устанавливают на пути падения маятника на две опоры станины копра надрезом в сторону, противоположную удару маятника (рисунок 11, б). Падая, маятник изгибает образец и ломает его .

Общий запас энергии маятника будет расходоваться на изгиб и разрушение образца, а также на последующий взлет (рисунок 11, в).

Если из общего запаса энергии маятника вычесть часть, затраченную на взлет после разрушения образца, то получится энергия или работа удара, затраченная на излом образца.

Работа удара К, Дж/см2, затраченная на излом образца, определяется из разности энергии маятника в положении его до и после удара: где Р - вес маятника, Н (кгс); Н - высота подъема маятника до удара, м; h - высота взлета маятника после удара, м.

Высоты Н и h можно определить, зная длину маятника и его углы подъема и последующего взлета b:

где P и L для данного копра - величины постоянные. Углы a и b определяют по шкале прибора. На практике, для того чтобы не вычислять К по вышеприведенной формуле, пользуются специальными таблицами, в которых для каждого угла в приведена величина работы удара К.

Основной характеристикой, получаемой в результате ударных испытаний, служит ударная вязкость, обозначаемая КС. Ударная вязкость - это работа, израсходованная на ударный излом образца, отнесенная к площади поперечного сечения образца в месте надреза:

где F - площадь поперечного сечения образца в месте надреза, см2.

Ударная вязкость - это сложная, комплексная характеристика, зависящая от совокупности прочносных и пластических материалов .

Испытания на ударный изгиб позволяют установить ряд ценных свойств материала; его способность выдерживать ударные нагрузки, склонность к хрупкому разрушению, чувствительность к надрезам.

Рисунок 11 - Схема маятникого копера и схема ударного испытания на изгиб: а - маятниковый копер; б - схема установки образца; в - схема испытания: 1 - станина; 2 - маятник; 3 - шкала; 5 - ремень ручного тормаза; 6 - рычаг ручного тормоза

Заключение

Важнейшей частью контроля изделий в машиностроении является проведения физико-механических испытаний. В данной работе был рассмотрен составная часть валопровода - гребной вал. Так как эксплуатация детали происходит в изменяющихся условиях, то необходимо обеспечивать высокий уровень механических свойств. Испытания производятся по следующим факторам разрушения: изгиб, усталостное разрушение, скручивание. Следующие методы контроля представленные выше: испытания на растяжения, усталостные испытания, коррозионная усталость, динамические испытания на изгиб образцов с надрезом.

Список литературы

1. Золотаревский В.С. Механические свойства металлов 3-е изд., перераб. и доп. - М.: МИСИС, 1998. - 400 с.

2. Определение коррозионной стойкости // ADIO.SU [электронный ресурс]. URL:http://www.adio.su/content/view/154/155/

3. ГОСТ 8536-79 Заготовки судовых валов и баллеров рулей. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2004. - 31 с.

4. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. - М.: Стандартинформ, 2003. - 13 с.

5. Бернштейн М.Л. Механические свойства металлов / М.Л. Бернштейн, В.А. Займовский. - М.: Металлургия, 1979. - 268 с.

6. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов [и др.]. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 648 с.

7. Иванова В.С. Разрушение металлов / В.С. Иванова. - М.: Металлургия, 1979. - 168 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Испытания на твердость металла с помощью метода измерения по Бринеллю. Устройство и принцип работы твердомера. Поиск предела прочности и текучести материала. Связь между напряжениями и деформациями. Поверхностная и объемная твердость материалов.

контрольная работа , добавлен 06.11.2012


Определение смоченной поверхности, расчёт сопротивления трения судна. Определение полного сопротивления движению судна по данным прототипа. Профилировка лопасти гребного винта, его проверка на кавитацию. Расчёт паспортной диаграммы гребного винта.

курсовая работа , добавлен 23.12.2009


Контроль механических свойств изделия: метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Отбор образцов, подготовка и проведения испытаний, определение предела текучести. Оборудование для ультразвукового контроля.

курсовая работа , добавлен 13.11.2012


Трещина в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений. Критерий Гриффитса. Скорость высвобождения упругой энергии. Напряжения при наличии трещин в материале. Проведение испытания образцов. Энергий разрушения. Определение удельной энергии разрушения.

отчет по практике , добавлен 17.11.2015


Конструктивная специфика судна-танкера, его технические данные. Выбор расчетного отсека и компоновка миделевого сечения, категории и марки судостроительной стали судна. Набор элементов судового корпуса по Правилам Морского Регистра судоходства 2011 года.

курсовая работа , добавлен 16.11.2012


Расчёт ходкости судна и выбора гребного винта, сопротивления. Проверка гребного винта на кавитацию. Выбор главного двигателя и обоснование его параметров. Автоматизация судовой энергетической установки. Техническое обслуживание и ремонт конструкций.

курсовая работа , добавлен 15.09.2009


Выбор средств технологического оснащения и расчет показателей механизации и автоматизации технологического процесса ремонта гребного винта. Модернизация старого оборудования и замена на новые технические устройства. Подготовка судна к сварочным работам.

курсовая работа , добавлен 10.12.2014


Факторы измерения твердости, дающие возможность без разрушения изделия получить информацию о свойствах. Разрушающие методы контроля твёрдости. Схема метода ремонтных размеров. Восстановление валов плазменно-дуговой металлизацией. Гальванические покрытия.

презентация , добавлен 02.05.2015


Сущность статических испытаний материалов. Способы их проведения. Осуществление испытания на растяжение, на кручение и изгиб и их значение в инженерной практике. Проведение измерения твердости материалов по Виккерсу, по методу Бринеля, методом Роквелла.

реферат , добавлен 13.12.2013


История развития идеи создания судна на подводных крыльях. Конструкционные особенности и оснащение судов. Предел массы судна на подводных крыльях в силу физических закономерностей. Принцип движения судна. Функции и типы крыльев, схемы их расположения.

ГРЕБНОЕ УСТРОЙСТВО

3.2.1. Назначение, составные части и принцип действия

Для обеспечения движения судна необходимо приложить к нему какую-то движущую силу. Такую движущую силу сообщает судну движитель, получающий энергию от установ­ленного на судне двигателя.

В качестве движителя человек использовал вёсла, применяя при этом мускульную силу, паруса - используя природу, затем начал использовать энергию механических двигателей, передавая её на различные типы движителей - гребные колёса, гребные и воздушные винты, крыльчатые движители, водомётные и реактивные движители и т.п.

Наиболее широкое применение нашли движители - гребные винты. Гребные винты уста­навливают как на малых судах ограниченного района плавания, так и на самых крупных судах неограниченного района плавания.

Работа движителя, его коэффициент полезного действия во многом зависит как от само­го движителя - его формы, размеров, количества движителей, конструкции, материала так и от сочетаемого с ним корпуса судна, рулевого устройства, числа оборотов вала, от числа лопастей гребного винта, его шага, профиля.

Работа гребного винта основана на реактивном процессе отбрасывания воды в сторону, противоположную движению судна.

Если рассматривать воду как идеальную твёрдую среду, то винт должен "врезаться" в эту среду, ввинчиваясь наподобие винта по резьбе. Но вода не является идеальной средой, поэтому винт проходит за один оборот меньшее расстояние, чем то, которое он мог бы пройти в твёрдой среде, здесь происходит как бы скольжение гребного винта. Приведение воды в движение за винтом, закручивание воды ввиду вращения винта и потери энергии на трение лопастей винта о воду, перетекание воды по кромкам лопастей - всё это потери энергии, передаваемой на гребной винт валом - двигателем.

Ввиду значительных потерь передаваемой на гребной винт энергии, мощность главного двигателя должна значительно превышать так называемую буксировочную мощность, т.е. мощность, необходимую для преодоления сил сопротивления воды, тому движению судна, которое может создать гребной винт, т.е. ту скорость, с которой должно двигаться судно. Отношение этих мощностей друг к другу (буксировочной мощности к подведенной к движителю мощности) называется пропульсивным коэффициентом полезного действия гребного винта.

Значение пропульсивного коэффициента полезного действия для морских судов широко колеблется от 0,3 до 0,7.

В основу гребного винта положена винтовая линия. Шагом гребного винта называется шаг той винтовой поверхности, которая положена в основу построения лопасти винта.

Обычно гребные винты состоят из двух основных составных частей: ступицы и лопастей. Однако конструктивное исполнение этих составных частей различно и зависит от целого ряда факторов – от исполнения винта - винт фиксированного или регулируемого шага, коли­чества лопастей, съёмные или несъёмные лопасти и т.д. и т.п.

Что касается крыльчатых движителей, то последние десятилетия они находят довольно широкое распространение на судах, к которым предъявляются требования хорошей манев­ренности (буксиры, паромы, плавкраны).

3.2.2. Конструкция дейдвудных устройств

Дейдвудное устройство предназначено для вывода гребного или концевого вала наружу из корпуса судна, а также для возможности передачи крутящего момента гребного вала гребному винту.

Дейдвудное устройство состоит из дейдвудной трубы (1), закреплённой в дейдвудной яблока ахтерштевня (2) у одновинтовых судов и судов, имеющих трёхвальную установку (центральный вал проходит через яблоко ахтерштевня) или закреплено в мортирах бортовых винтов (см. рис 3.2.2.1 и 2.4.4). Второй конец дейдвудной трубы обычно крепится на переборке ахтерпика. Таким образом, дейдвудная труба является с яблоком ахтерштевня и корпусом судна хорошо скрепленной жёсткой конструкцией.

Крепление дейдвудной трубы обычно выполняется либо приваркой к яблоку ахтерштев­ня и переборке ахтерпика, либо соединяется с помощью фланцев или гаек. Последнее время на крупнотоннажных судах чаще выполняют крепление дейдвудных труб при помощи гайки, на резьбовом соединении с прокладкой (3).

Находит всё более широкое применение также установка дейдвудной трубы в яблоко ахтерштевня с помощью полимеров. После из­готовления дейдвудная труба испытывается гидравлическим давлением 0,2 МПа (2 кгс/см 2).

В зависимости от подшипников, на которых работает гребной вал, дейдвудное устройство можно классифицировать на два типа: дейдвудное устройство с водяной смазкой и дейдвуд­ное устройство с масляной смазкой.

Дейдвудное устройство с водяной смазкой обычно работает в подшипниках скольжения.

Дейдвудное устройство с масляной смазкой работает как с подшипниками скольжения, так и качения.

В этой связи, находится и конструктивное исполнение дейдвудного устройства, которое имеет свои как положительные качества, так и недостатки.

В дейдвудную трубу вставляются дейдвудные втулки, набранные антифрикционными материалами (или залиты ими). Так, материалом дейдвудных втулок служит: сплав меди – бронза или латунь, чугун, залитый баббитом.

Дейдвудные втулки запрессовывают по определённой посадке. До недавнего времени широкое применение получила скользящая посадка дейдвудных втулок АЗ/СЗ, однако такая посадка приводила к случаям просачивания воды, коррозии мест насадки на дейдвудной втулке и даже к аварийному износу или проворачиванию дейдвудных втулок у средне- и крупнотоннажных судов. В связи с чем последнее время получила широкое применение по­садка дейдвудных втулок прессовая с гарантированным натягом, а также посадка дейдвуд­ных втулок на полимерном материале. Такой метод посадки повысил надёжность дёйдвудного устройства.

Дейдвудные втулки, являясь подшипниками или корпусом для набора заливки под­шипника, конструктивно выполняются в зависимости от материала подшипника.

При водяной смазке подшипников, в качестве антифрикционного применяются различ­ные материалы: бакаут, древеснослоистый пластик (ДСП), текстолит, резина, капролон, а также ряд иностранных материалов: туфнол, лигнит и др.

Набор таких дейдвудных втулок осуществляется обычно четырьмя способами: "набор в бочку", "ласточкин хвост", с помощью крепёжных болтов (резино-металлические планки] или цельной втулкой (текстолит, капролон) (см. рис. 3.2.2.2).

При масляной смазке, в качестве антифрикционного материала применяют баббит, т.е. втулка дейдвудная заливается баббитом - "белым металлом". Однако такой тип подшипников требует уплотнения, как со стороны кормы так и со стороны носовой части, для предохране­ния подшипника от попадания воды в масло и для невозможности вытекания масла во внутрь судна или наружу, в воду.

Современным типом уплотнения для дейдвудного устройства является распространён­ный тип уплотнения "Симплекс" в довольно широком диапазоне разновидностей. Впервые этот тип уплотнения получил применение в 1948 году на гамбургской верфи "Дойче Верфт".

Кроме указанного типа уплотнения дейдвудного устройства с масляной смазкой сущест­вует целый ряд более простых но менее надёжных устройств, таких как уплотнение "Сальник Цедерваля" и др.

Со стороны машинного отделения, для защиты от проникновения воды или масла во внутрь судна также устанавливаются разные типы уплотнений. Так, уплотнение со стороны машинного отделения (носовая часть гребного вала) при во­дяной смазке устанавливают в виде сальника с мягкой набивкой (см. рис. 3.2.2.3). Состоит такое уплотнение из дейдвудной трубы (1), нажимного сальника (2), набивки (3). Под цифрой 4 указан гребной вал.

Что касается кормовой части дейдвудного устройства, то здесь остаётся свободный проход для воды. Вода может поступать из-за борта для смазки и охлаждения подшипников, а также вытекать - при дополнительной прокачке дейдвудных подшипников забортной водой. Обязательным условием прокачки подшипников забортной водой при давлении не менее 0.2 МПа (2,0 кгс/см 2) является установка при материале подшипников из пластических масс (капролона, новотекса и др.), а также из некоторых других материалов в зависимости от диаметра подшипника. В дейдвудных устройствах с водяной смазкой недостатком является значительный из­нос облицовки вала в районе сальника носового от трения набивки, а в кормовой части износ подшипников, а также и повреждение облицовки вала от попадания в воду (снаружи) меха­нических взвешенных частей, особенно на мелководье.

При масляной смазке гребной вал работает в основном в условиях жидкостного трения, износ при работе вала бывает незначителен и наличие устойчивого масляного клина даёт возможность работать гребному устройству без разборки 4-6 лет., в то время когда износ неметаллических подшипников (при водяной смазке) достигает предельных величин за более короткий период эксплуатационного времени. Уплотнения типа "Симплекс" или "Симплекс-компакт" применяются более 40 лет и показали себя, в основном, как надёжные уплотнительные современные устройства. Особенно такое уплотнение получило широкое применение на крупно- и среднетоннажных судах, на судах рыбопромыслового флота.

Значительным преимуществом дейдвудного устройства с надёжной масляной смазкой является меньшая длина подшипников по сравнению с подшипниками на водяной смазке, более высокая надёжность конструкции, отсутствие дорогостоящих облицовок на гребных валах и ряд других преимуществ.

На ряде мелких судов применяют более упрощённое уплотнение, такое например как уплотнение типа "Цедерваля" и др. (см. рис. 3.2.2.4)

В таком уплотнении непроницаемость достигается за счёт плотного прилегания прижим­ного кольца и притёртого кольцевого подшипника залитого белым металлом. Прижатие колец подшипников достигается за счёт сжатой пружины - тип "а" или сжатым резиновым кольцом - тип "б". Такие уплотнения применяются на малых судах.

Последнее время они всё меньше и меньше стали применяться ввиду нарушения эколо­гической среды - всё же значительная часть масла вытекает, засоряя акватории, т.к. давление масла всегда должно превышать несколько давление воды создаваемое статическим столбом воды над дейдвудным устройством. А на волнении возможно также попадание воды в под­шипник дейдвуда.

Этим недостатком не обладает современный тип уплотнения "Симплекс" (см. рис. 3.2.2.5; 3.2.2.6)

На рисунке 3.2.2.5 показаны кормовой и носовой сальник типа "Симплекс-компакт" типо­размера 670 фирмы "Вокеша-Лилс БВ".

На рисунке 3.2.2.6 показаны кормовой и носовой сальники типа "Симплекс" советского производства.

На рисунке 3.2.2.7 показана уплотнительная манжета сальника типа "Симплекс".

В зависимости от диаметра втулки, надетой на гребной вал и прикрепленной к ступиц гребного винта определяется предварительный натяг манжет, изготовленных из специальной маслостойкой, термостойкой и износоустойчивой резины на основе синтетического каучука.

Для замера просадки гребного вала в кормовом дейдвудном подшипнике служит прибор ("замерник"), показанный на рис. 3.2.2.6 (пункт (1), который вставляется в специальное peзьбовое отверстие на сальнике.

3.2.3. Классификация, геометрия и конструкция гребных винтов и крыльчатых движителей

Гребные винты можно разделить на два основных типа: винты фиксированного шага и гребные винты регулируемого шага.

Винты фиксированного шага по конструкции можно разделить на два подтипа:

винты фиксированного шага цельнолитые

винты фиксированного шага со съёмными лопастями.

В соответствии со стандартом на изготовление гребных винтов для судов гражданского флота гребные винты по качеству изготовления разделяют на два класса: высший и обычный.

Гребные винты высшего класса обладают более высокой степенью чистоты поверхности, большей точностью размеров, формы и массы; а также более высокой стойкостью против коррозии и эрозии.

Гребные винты состоят из ступицы и лопастей. Ступицы бывают цилиндрические и квад­ратные, конусные и обтекаемые. Число лопастей обычно может составлять от 2 до 6.

2-х лопастные винты обычно применяют у лодок, шлюпок, на парусномоторных судах. 5-ти лопастные винты чаще применяют у крупных судов, во избежание вибрации. 6-ти лопастные винты применяют довольно редко на крупных судах. Оптимальное число лопастей определяется специальным расчётом. По направлению вращения винты подразделяются на винты левого и правого вращения. В сечении лопасти бывают различных профилей (см. рис. 3.2.3.1).

По форме контуров спрямлённой поверхности гребные винты могут быть симметричной и несимметричной формы (см. рис. 3.2.3.2).

Конструкция гребных винтов зависит от его назначения, способа изготовления, материа­ла, формы профиля, сечения лопастей, числа лопастей, соответствия винта корпусу судна и механической установке.

По назначению винты могут быть изготовлены как для скоростных судов, которым необходимо создавать судну определённую скорость, так и для буксирных или буксирующих судов, которым необходимо создавать определённый упор винта или тяговое усилие (буксир-ледоколы, толкачи и т.п.)

Крыльчатые движители и движительные колонки применение нашли на целом ряде судов, особенно на буксирах, паромах, плавкранах и подобных судах.

Крыльчатый движитель даёт возможность судну перемещаться в любом направлении и объединяет в себе редуктор, собственно движитель, рулевое устройство, дейдвудное устрой­ство и упорный подшипник.

На рисунке 3.2.3.3 показана схема крыльчатого движителя (КД).

Недостатком такого движителя является значительная осадка за счёт выступающих в днище лопастей КД, опасность их повреждения на мелководье. Работа движительной колонки, как и ее конструкция, связаны с вращением гребного вин­та, получающего вращение от вала не проходящего через дейдвуд и через передачу, напоми­нающую подвесные моторы (на шлюпках, лодках).

3.2.4- Материалы гребных винтов и крыльчатых движителей

Жизненно важным условием безаварийной и длительной эксплуатации судов являются живучесть, стойкость и надёжность движителей судна.

Гребные винты, в зависимости от класса - высший или обычный, применяемые для гражданских судов, изготовляются из того либо иного материала. Так, в качестве материала гребных винтов применяют чугун, углеродистую сталь, нержавеющую сталь, железо- марганцевистую латунь, алюминиевую латунь, бронзы, марганцевисто-алю­миниевые, никель-алюминиевые бронзы, высоко-марганцевистые бронзы, специальные медно-никелевые сплавы, пластмассы и др.

Чугун - применяется для гребных винтов обычного класса, бывает с шаровидным графи­том, высокопрочный чугун (ВЧ) с пластинчатым графитом (серый чугун - СЧ).

Преимуществом чугунных гребных винтов является их низкая стоимость и несложная технология отливки. У высокопрочных чугунов большая коррозионная стойкость.

Недостатком является их хрупкость, низкая прочность, при ударах о подводные препят­ствия лопасти отламываются. Последнее время чугунные гребные винты почти не находят примене­ния.

Сталь - применяется для гребных винтов обычного и высшего класса в зависимости от категории стали.

Для винтов обычного класса применяются углеродистые стали. Регистр не рекомендует применение углеродистой стали для судов ледового плавания для гребных винтов. Допускается применение высоколегированных и низко­легированных сталей, имеющих механические свойства и химический состав в пределах тре­буемых Правилами Регистра.

Нержавеющая сталь. Применение нержавеющих сталей для гребных винтов обычного и высшего класса даёт существенное повышение коррозионной и эрозионной стойкости, а так­же механических свойств для винтов обычного класса взамен углеродистых сталей. А для винтов высшего класса взамен сплавов цветных дефицитных металлов и также с целью по­вышения механической прочности.

Гребные винты из нержавеющей стали стойки против коррозии и эрозии, стойки против коррозионного растрескивания, против кавитационного разрушения. Обработка механическая гребных винтов из нержавеющей стали сопряжена с большими труд­ностями, чем механическая обработка винтов из углеродистой стали или медных сплавов.

Цветные сплавы. Подавляющее большинство гребных винтов высшего класса изготов­ляется из цветных сплавов на базе меди. Гребные винты из цветных сплавов имеют ряд преимуществ перед винтами из других материалов, особенно перед винтами из углеродистой стали. Они обладают большой коррозионной стойкостью, лучше обрабатываются, обладают хорошими литейными качествами, хорошей поверхностью. Однако большой расход цветных дорогостоящих металлов, недостаточная прочность, высокая стоимость изготовления и склон­ность к коррозионным растрескиваниям приводят к необходимости поисков новых сплавов, исключающих указанные недостатки.

К современному изготовлению гребных винтов предъявляются повышенные требования не только к качеству изготовления винтов, но особое внимание уделяется выбору материалов для изготовления винтов Опыт эксплуатации гребных винтов, изготовленных из никель-алюминиевых бронз показал, что такие бронзы обладают целым рядом преимуществ перед латунями так как латунные винты склонны к обесцинкованию и, следствием этого, является их коррозионное растрескивание в морской воде и коррозионно-усталостное разрушение.

Применение специальных алюминиевых бронз освобождает гребные винты от указанных (для специальных латунных винтов) недостатков. Применение легированных алюминиевых бронз типа "Новостон", "Нивелит", "Суперстон", "Никалиум", "Куниал" и других показало их повышенную износостойкость. Однако все гребные винты из цветных сплавов имеют один серьёзный недостаток - применение дорогостоящих дефицитных материалов.

Пластмассы. Последние годы определённое применение получили пластические массы (нейлон, стеклопластик и другие) для изготовления небольших гребных винтов (диаметром 1,2-2-2,5 м). Цельнолитые пластмассовые гребные винты в определённой степени не уступают латунным. Но пока промышленность изготовляет их небольших размеров и в небольшом ко­личестве.

Пластмассовые винты в 3-4 раза легче металлических, обладают хорошей стойкостью против коррозии и кавитации, хорошими демпфирующими свойствами, предохраняя гребной вал от поломок при ударе лопастей о твёрдое препятствие.

Изготовляют гребные винты также из металлической ступицы со съёмными пластмассовыми лопастями. Некоторые фирмы начали изготовлять винты с окантованными металлосъёмными пластмассовыми лопастями.

Некоторые пластмассовые винты на армируют стеклотка­нью, что придаёт им повышенную ударостойкость кромок лопастей.

В качестве связующих используют низковязкие эпоксидные компаунды.

Пластмассовые винты изготовляют в специальных формах при высоком давлении (до 75-80 атм). После изготовления винты из пластмасс не требуют дополнительной механической обработки и полировки лопастей.

Гребные винты движительных колонок изготовляются обычного класса, реже высшего класса. Следовательно, материал для изготовления применяется как y для гребных винтов, устанавливаемых на судах с классическим вариантом гребного устройства.

Для крыльчатых движителей применяются материалы, выдерживающие не только на­грузки от нагнетания и засасывания воды, но и испытывающие большие нагрузки от изгиба. Обычно применяется материал - хромистая сталь или применяют специальные сплавы по техническим условиям.

3.2.5. Способы крепления гребных винтов.

Передача крутящего момента от двигателя на движитель осуществляется с помощью валопривода при классической схеме, в отличие от передач на крыльчатый движитель, на гребное колесо и т.д.

От надёжного соединения гребного винта на валу зависит безаварийная работа судна. Посадка гребного винта, в основном, на валу коническая. Правилами Регистра предусматри­вается конусность гребного вала при применении шпонки 1:12, а при бесшпоночном соедине­нии – 1:15 при применении концевой гайки и 1:50 при применении для бесшпоночного соеди­нения посадки без концевой гайки.

Гребной вал испытывает напряжение не только от передачи крутящего момента от дви­гателя, но и от изгибающего момента, создаваемого весом гребного винта, а также от цикли­ческой нагрузки на винт, создаваемой штормовыми условиями.

Таким образом, и винт и вал работают в тяжёлых условиях. Все эти условия и сам характер эксплуатации определяют возникающие повреждения как гребных винтов так и гребных валов. Соединение винтов с гребным валом при шпоночной посадке создавало много неприятностей, выражавшихся в появлении трещин в местах окончания шпоночного паза на валу у большого конуса. Эти дефекты привели к тому, что сейчас шпоночный паз выполняет­ся в окончании в виде "ложки" и называется ложкообразное окончание шпоночного паза (см. рис. 3.2.5.1)

Конструктивное исполнение соединения гребного винта с гребным валом на шпонке, из-за появления трещин усталостного характера не удовлетворяет современным требованиям. Поэтому все большее количество фирм и предприятий переходят на бесшпоночное соедине­ние гребных винтов с гребным валом, что обеспечивает снижение уровня концентрации на­пряжений. Однако применение бесшпоночных соединений требует не только лучшей, более точной обработки конусов, но и требует определённых условий натяга гребного винта на конус греб­ного вала по сравнению с натягом для соединения со шпонкой.

Степень натяга и осевого перемещения зависит от целого ряда факторов - от материала, от контактного давления на сопрягаемых поверхностях винта и вала, от диаметра конуса вала, а для винтов, изготовленных на медной основе, большое влияние оказывает и темпера­тура окружающей среды.

Для снижения напряжений в конусном соединении, для уменьшения образования уста­лостных трещин на валах многие заводы и фирмы предлагают различные способы соедине­ния гребного винта с гребным валом.

Так классическое (или обыкновенное) соединение гребного винта с гребным валом показано на рис. 3.2.5.2

Здесь осевое обжатие колец, создаваемое затяжкой гайки, вызывает упругую деформа­цию внутренних и наружных колец в противоположных радиальных направлениях. Кольца после смещения по конической поверхности относительно друг друга обжимают вал и винт. Силы трения, возникающие под действием радиальных усилий между коническими по­верхностями колец, передают значительные крутящие моменты. Таким образом, можно пере­дать большие мощности силовой установки на движитель крупного современного судна.

Некоторые заводы начали применять эластомер (ГЭН-150(В) для защиты конического соединения от фреттинг-коррозии (места повышенного циклического контакта двух сопряжён­ных деталей). Процесс фреттинг-коррозии - это взаимодействие продуктов износа от кон­тактно-циклического трения с окружающей средой двух сопряжённых деталей.

Перспективным методом для бесшпоночного соединения гребного винта с гребным валом может оказаться применение насадки винта на вал с использованием эпоксидно-полимерного клея (ЭП-1) (см. рис. 3.2.5.4.)

Определённый интерес представляет установка гребного винта на гребной вал на про­межуточной чугунной втулке (см. рис. 3.2.5,5). Установка гребного винта на гребном валу при помощи конусной чугунной втулки, запрессованной в ступицу винта, имеет целый ряд пре­имуществ, особенно для винтов из цветных сплавов - латуни и бронзы. Чугунную втулку в ступицу винта можно посадить горячей посадкой. В этом случае, при охлаждении посажен­ной втулки из чугуна из-за значительной разницы коэффициента расширения чугуна и цвет­ного металла, натяг посадки сохранится при любых температурных изменениях среды. А вследствие более высокого коэффициента трения пары сталь (вал) - чугун (втулка), нежели пары - сталь (вал) - бронза (винт) или латунь, то возникает возможность передачи большего крутящего момента на валу при том же натяге, при посадке.

Многие фирмы пытаются применить целый ряд новых способов соединения гребного винта с валом. Существует гребной вал с утолщенной частью в районе ступицы (рис. 3.2.5.6)

Вал для гребного винта "тандем" (рис. 3.2.5.7), существует фланцевое соединение гребно­го винта с валом. Ряд конструктивных исполнений предусматривает снижение изгибающего момента. Применяется гребной вал с цельнокованной ступицей и съёмными лопастями, (рис. 3.2.5.8).

Стопорение и крепление гребного винта на валу осуществляется концевой гайкой. Для крепления, а также для насадки гребного винта на вал применяются различные типы гаек. Момент затяжки гаек регламентируется нормативными документами. Затяжка концевой гайки осуществляется определённым моментом, зависящим от разме­ров винта, вала, передаваемой мощности, способа насадки гребного винта на вал, шпоночное или бесшпоночное соединение и т.д.

После насадки гребного винта на конус гребного вала (после обеспечения требуемого осевого перемещения, которое регламентирует качество посадки - соединения сопрягаемых деталей) навинчивается концевая гайка до упора в ступицу винта и с помощью ключа под гайку осуществляется затяжка за счёт создаваемого момента плечом ключа и усилием, при­лагаемым к ключу. Обычно, на средних и крупных судах усилие создаётся талями.

После затяжки гайка должна плотно прилегать к торцевой поверхности ступицы гребно­го винта. Допускается зазор в 0,05 мм до 0,1 мм между торцом гайки и ступицей винта на длине не более 2/3 периметра гайки. Обычно момент затяжки гайки не превышает 20-30 КНм (2-3 тс. м).

Для обеспечения надёжной работы соединения насадку гребного винта на конус гребного вала выполняют с обеспечением определённого натяга.

Существует, в основном, два способа посадки и создания натяга в соединении: гидропрессовый с затяжкой гайки, либо напрессовки винта на конус с помощью клиньев (винтов) т.п.

При выборе величины натяга, что определяется осевым перемещением винта по конусу вала, для гребных винтов большое влияние оказывает температурное воздействие, особенно для гребных винтов из цветных сплавов.

Гидропрессовый способ предусматривает специальную оснастку и подготовку гребного винта под такой способ посадки. Здесь необходим домкрат, обычно гидравлический, насос, подающий в разъём между ступицей гребного винта и конусом гребного вала масло (рис.3.2.5.9).

После монтажа гребного винта на гребной вал со стороны кормовой части устанавливается кольцевой гидравлический домкрат и крепится специальной гайкой на хвостовике гребного вала. После установки нулевого положения гребного винта масло под расчётным давлением подаётся в разъём между ступицей гребного винта и конусом гребного вала, что как "раздвигает" ступицу и после этого подаётся масло под определённым давлением в домкрат. Таким образом, ступица перемещается в сторону носовой части по конусу вала.

Стопорение и крепление гребного винта на валу осуществляется концевой гайкой. Для крепления, а также для насадки гребного винта на вал применяются различные типы гаек. Момент затяжки гаек регламентируется нормативными документами. Затяжка концевой гайки осуществляется определённым моментом, зависящим от разме­ров винта, вала, передаваемой мощности, способа насадки гребного винта на вал. шпоночное или бесшпоночное соединение и т.д.

После монтажа гребного винта на гребной вал со стороны кормовой части устанавливаем ся кольцевой гидравлический домкрат и крепится специальной гайкой на хвостовике гребно­го вала. После установки нулевого положения гребного винта масло под расчётным давление! подаётся в разъём между ступицей гребного винта и конусом гребного вала, что как i "раздвигает" ступицу и после этого подаётся масло под определённым давлением в домкрат. Таким образом ступица перемещается в сторону носовой части по конусу вала.

Это перемещение контролируется, оно расчётное, рассчитывается для каждого типового винта, вала, а также в зависимости от шпоночного или бесшпоночного соединения винта с валом. После перемещения винта на нужную величину давление из полости ступицы снима­ется, винт плотно "обжимает" конус гребного вала, после чего снимается давление с домкрата и наворачивается концевая гайка. Иногда вместо домкрата применяется специальная ганка-домкрат.

При обжатии винта не гидропрессовым способом, а с помощью гайки, клиньев и т.п., то перемещение гребного винта по конусу вала может осуществляться нагревом ступицы винта и обжатием гайки и т.п. методом.

Для крупных современных судов всё чаще используется гидропрессовый способ посадки винта на вал.

После затяжки концевой гайки она обязательно стопорится относительно ступицы греб­ного винта.

Все ступицы гребных винтов имеют специальное отверстие для заполнения свободных полостей между ступицей и конусом вала инертной массой в отношении коррозии. Такой же массой заполняется и полость под обтекателем, который прикрывает гайку и является как бы продолжением ступицы винта (см. рис. 3.2.5.10)

В качестве инертной массы применяется смазка ПВК, либо пушечная смазка, подаваемая при температуре 70-80 о С, через отверстие в ступице.

Обтекатель крепится к ступице винта болтами, которые должны быть застопорены от самоотдачи. Стопорение осуществляется шплинтовкой или с помощью контргаек. Весь крепёж уплотнений должен быть надёжно застопорен от самоотдачи.

Устанавливаемый обтекатель не только придаёт ступице обтекаемую форму, но также защищает концевую гайку от проникновения воды и образования коррозии на резьбохвостовике гребного вала. Герметизация достигается за счёт уплотнения соединения обтека­теля и торцевой кормовой части ступицы винта. На обтекателе делается буртик, входящий в углубление на ступице с установленной резиновой прокладкой. Полость обтекателя заполня­ется смазкой ПВК или пушечной смазкой подогретой до 70-80°С через специальные отверс­тия, впоследствии закрываемые пробкой (также как и полость ступицы) (см. рис. 3.2.5.П).

Со стороны носовой части ступицы также предусматривается специальное уплотнение.

Такие уплотнения предохраняют поверхности конусов гребного вала и винта от попада­ния морской воды, а также создают герметичность при гидропрессовой посадке гребного винта на вал.

Типов уплотнений большое многообразие (см. рис.3.2.5.12 А, Б, В, Г, Д, Е).

В зависимости от конструкции гребного устройства, дейдвудного устройства Регистр требует предъявления в разобранном виде этих устройств для осмотра с определённой периодичностью.

Осматривается гребной вал, подшипники, замеряются зазоры в подшипниках, замеряется износ в трущихся деталях. Ступица ВРШ должна быть вскрыта. Периодичность разборки следующая: для валов со сплошной облицовкой или масляной смазкой в дейдв; выемка гребного вала с детальным предъявлением подшипников, снятие винта с конуса вала; для пассажирских судов и судов, выполняющих ледокольные работы и систематически плавающих в ледовых условиях - в 3 года один раз, для всех остальных судов - один раз в 4 года и более.

Если облицовки вала составные - не сплошные и при водяной смазке –один раз в 2 года. Инспектор Регистра проверяет работу гребного устройства на швартовных и ходовых испытаниях.

Главное назначение валопровода - передавать крутящий момент от главного двигателя гребному винту (движителю), а также воспринимать и передавать корпусу судна упор, создаваемый гребным винтом. Количество валопроводов на судах может быть от одного до трех. На некоторых катерах применяют четырехвальные установки. Для лучшей работы гребного винта валопровод устанавливают с наклоном в корму (до 5°). В трехвальных установках, а иногда и в двухвальных, валы правого и левого бортов могут быть установлены под углом (до 2°) и к диаметральной плоскости судна.

Длина валопровода зависит от размеров судна и места расположения главных двигателей. Валопровод обычно состоит из нескольких частей, жестко соединенных между собой и уложенных на опорные подшипники. Каждая из этих частей в зависимости от назначения имеет свое название.

На рис. 67 показан судовой валопровод, состоящий из упорного вала 17, промежуточных валов 11 и гребного вала 3 с гребным винтом 1. Опорами промежуточных валов служат опорные подшипники 10 и 12, а опорами гребного вала - подшипники (втулки) дейдвудной трубы 6 и кронштейна 2. Дейдвудная труба носовой частью крепится в наварыше 9, а кормовой в мортире 4; ее средняя часть лежит в опорных кольцах 5 и 7. Для обеспечения водонепроницаемости на носовой части дейдвудной трубы установлен дейдвудный сальник 8, а на переборках в местах прохода валопровода - переборочные сальники 16, обеспечивающие водонепроницаемость. Упорный вал 17 соединен с главным двигателем 19 с помощью упорного подшипника 18. В дополнение к нему иногда устанавливают вспомогательный упорный подшипник: 15. Для стопорения вала предусмотрен тормоз 14; в паротурбинных установках для определения мощности, передаваемой на вал, устанавливают торсиометр 13.

Рис. 67. Судовой валопровод.

Гребной вал является концевым валом валопровода и устанавливается в дейдвудной трубе или в специальном кронштейне. Кормовой конец вала, выходящий наружу, выполнен конусным; на него напрессовывают гребной винт. Если предусмотрена установка винта регулируемого шага (ВРШ), то гребной вал вместо конуса имеет фланец для присоединения ступицы ВРШ. Носовой конец гребного вала с помощью муфты соединен с первым промежуточным валом. Соединение гребного и дейдвудного валов часто осуществляют с помощью двух конусов: наружного - на носовом конце гребного вала и внутреннего - в специально утолщенной части кормового конца дейдвудного вала. Установка специальной чеки и плотная посадка конусов обеспечивают совместную работу обоих валов без проворачивания в конусном соединении. Рабочие шейки концевых валов облицованы бронзовыми рубашками, если вал работает во втулках, набранных из планок текстолита или лигнофоля.

Промежуточные валы изготовляются обычно пустотелыми вместе с соединительными фланцами; их соединяют между собой болтами. Каждый промежуточный вал, как правило, лежит на одном опорном подшипнике. Во время монтажа устанавливают так называемый монтажный подшипник. Для опорного и монтажного подшипников на каждом валу предусмотрены шейки, обработанные с большой точностью. Когда в качестве опор применяют роликовые подшипники, то валы имеют съемные муфты для соединения между собой. Это позволяет напрессовать роликовые подшипники на валы.

Назначение опорных подшипников - воспринимать нагрузку от массы валопровода, обеспечивать правильное расположение валопровода но отношению к корпусу судна, а также длительное и надежное вращение валопровода на всех режимах работы главного двигателя. Обычно применяют опорные подшипники скольжения для длинных валопроводов и роликовые подшипники качения для коротких. Валопровод условно считают коротким, если его длина от носовой дейдвудной втулки до кормовой опоры вала двигателя не превышает 22 √d, где d диаметр вала в метрах. Обычно опорный подшипник скольжения имеет литой стальной корпус с горизонтальным разъемом. Нижняя половина корпуса отлита заодно с лапами, которыми подшипник крепится к судовому фундаменту. В нижнюю и верхнюю половину (крышку) корпуса устанавливают вкладыши из двух половин, рабочая поверхность которых залита антифрикционным сплавом. Обе половины подшипника соединяются болтами. Смазка подается в подшипник под давлением. Нагретое масло отводится через отверстия в нижней части корпуса подшипника.

С торцов подшипника устанавливают крышки, имеющие канавки, в которые вставляют фетровые или войлочные полукольца, препятствующие просачиванию масла из подшипника по шейке вала наружу.

Корпус роликового подшипника состоит из двух половин (верхней и нижней), соединенных болтами. В корпусе устанавливается роликовый подшипник. С торцов корпус закрывается крышками с уплотнением. Роликовые двухрядные сферические (самоустанавливающиеся) подшипники выпускаются для валов диаметром до 530 мм, поэтому они в последнее время применяются и для валопроводов с валами большого диаметра. Однако применение таких подшипников ограничено, так как они не имеют разъема. Поэтому их напрессовывают на промежуточный вал (со снятой соединительной муфтой) с торца, что несколько усложняет процесс сборки валопровода. Смазывают подшипники качения обычно консистентными смазками.

Упорный подшипник, как уже отмечалось, воспринимает упор, создаваемый гребным винтом. Существуют различные конструкции главных упорных подшипников. Значительное распространение получили одногребенчатые упорные подшипники (рис. 68). Корпус подшипника отлит из стали и состоит из двух половин - нижней 1 и верхней 12, соединенных по горизонтальному разъему болтами. Сверху корпус закрыт крышкой 10, предназначенной для осмотра подшипника. Крышка закреплена барашками 11. Внутри корпуса расположен упорный вал 8 с упорным гребнем 6, откованным заодно с валом. Заодно с валом откованы также фланцы (на рисунке не показаны) для соединения упорного вала с другими частями валопровода. Вал опирается на бронзовые вкладыши 5, имеющие баббитовую заливку 4. Кольцевые бурты вкладышей, входящие в пазы корпуса подшипника, предохраняют вкладыши от осевого смещения.

Рис. 68. Одногребенчатый упорный подшипник.

С обеих сторон к упорному гребню примыкают упорные подушки (сегменты) 9, расположенные симметрично по его окружности. Каждая подушка со стороны рабочей поверхности залита баббитом, а с обратной стороны в нее плотно запрессованы каленые чечевицы 7. Сферическими поверхностями чечевицы опираются на каленые плоские шайбы 3, в свою очередь запрессованные в полукольца 2, установленные в выточки корпуса. Под полукольца могут быть поставлены прокладки соответствующей толщины, что позволяет регулировать масляный зазор между подушками (сегментами) и упорным гребнем. Для уплотнения упорного вала в местах его выхода из корпуса подшипника предусмотрены крышки с фетровыми или войлочными уплотнительными кольцами, устанавливаемыми в пазах крышек.

Масло к упорному подшипнику поступает под давлением через дроссельный клапан. Охлаждение масла производится с помощью змеевика, расположенного в нижней части корпуса подшипника. Для контроля за режимом смазки в подшипнике предусмотрены термометр, манометр и указатель уровня масла.

Тормоз валопровода предназначен для стопорения валопровода на ходу судна в случае необходимости - например, для устранения повреждений самого валопровода или главного двигателя. Чаще всего применяют тормоз бугельного типа. Он состоит из опорной плиты, укрепленной на судовом фундаменте, и двух тормозных скоб, нижними концами шарнирно соединенных с плитой; внутренняя поверхность скоб облицована лентами из фрикционного материала. Верхняя часть скоб стянута двумя стержнями и обеспечивает плотное прижатие фрикционных лент (скоб) к тормозному фланцу вала валопровода. При нормальной работе валопровода тормозные скобы находятся в отжатом состоянии.

Соединение промежуточных валов между собой, а также промежуточного вала с дейдвудным валом может осуществляться при помощи обычного фланцевого соединения, выполненного заодно с валом; иногда применяют специальные шпоночные муфты, насаженные на концы валов, или бесшпоночные муфты и полумуфты, напрессованные на концы валов гидропрессовым способом. Вал двигателя с валопроводом часто соединяют специальными муфтами: фрикционными, гидравлическими, электромагнитными и шинно-пневматическими.

Переборочные сальники устанавливают в местах прохода промежуточных валов через водонепроницаемые переборки. Они предотвращают проникновение воды из одного отсека судна в другой. Переборочный сальник состоит из корпуса, который крепят на шпильках к приварышу - стальному кольцу, приваренному к переборке. В корпусе переборочного сальника устанавливают грундбуксу и нажимную втулку, а также просаленную пеньковую набивку. Последняя уплотняется нажимным кольцом путем поджатия гаек шпилек, на которых установлен сальник.

Дейдвудное устройство является одним из основных элементов валопровода. Простейшее дейдвудное устройство состоит из трубы с фланцем. В трубу запрессованы втулки с вкладышами. Носовой конец дейдвудной трубы уплотнен дейдвудным сальником. Носовой фланец дейдвудной трубы крепится к стальному приварышу кормовой водонепроницаемой переборки. На кормовом фланце трубы имеется кольцевой выступ, которым он упирается в торец ахтерштевня (или мортиры) и закрепляется снаружи гайкой. Бронзовые втулки, запрессованные внутрь трубы с ее носового и кормового концов, являются подшипниками гребного или дейдвудного вала. Эти втулки могут состоять из двух половин. Кормовая втулка закреплена фланцем на торце дейдвудной трубы; обе втулки упираются в ее внутренние заплечики. Внутри втулок закреплены подшипники, набранные из планок твердой древесины - бакаута. В настоящее время вместо дорогостоящего бакаута иногда применяют вкладыши из древеснослоистого пластика, лигнофоля (пропитанного смолами и спрессованного в горячем состоянии фанерного шпона), текстолита (слоистого пластика, полученного в результате прессования ткани, пропитанной смолами) или специальных резинометаллических планок из водостойкой твердой резины, закрепленных во втулке винтами. В таких подшипниках сама вода является смазочным материалом. Набивку сальника в таких дейдвудных устройствах выполняют из просаленной и прографиченной пеньки специального прядения. В настоящее время внедряются более совершенные дейдвудные устройства с уплотнениями новых типов. Так, оправдало себя уплотнение типа «симплекс», выполняемое в виде манжет из специальной профилированной резины. Оно обеспечивает настолько надежную герметизацию дейдвудной трубы, что удается применить смазку подшипников дейдвуда минеральным маслом под давлением и обеспечить более надежную работу вала в районе подшипников. В этом случае и сами подшипники имеют иную конструкцию; в них применяются металлические антифрикционные материалы.

1 — конус под гребной винт; 2 — кормовая облицовка; 3 — нерабочий участок вала; 4 — носовая облицовка; 5 — конус под муфту; 6 — полумуфта.

Дефектоскопию гребного вала проводят во время докования судна при снятом винте. И начинают её с визуального осмотра вала с целью выявления фреттинг-коррозии, трещин на конусе и в шпоночном пазу, состояния гидроизоляции между облицовками и других дефектов.

После визуального осмотра делают проверку с помощью магнитно-порошкового или ультразвукового методов. Магнитно-порошковый метод позволяет выявить зарождающиеся усталостные трещины на конусе вала и в шпоночном пазу. Ультразвуковой метод даёт возможность выявить трещины на конусе вала и под кормовым окончанием облицовки.

Фреттинг-коррозию конуса вала (пятна, каверны, трещины) устраняют проточкой конуса до 1 мм. Осевое перемещение винта по конусу вала обеспечивают подрезкой кормового торца облицовки.

Дефекты резьбы (смятие, срыв, коррозия) гребного вала под гайку устраняют запиловкой и калибровкой, либо на валу нарезается новая резьба меньшего диаметра. Гайку в этом случае изготавливают новую.

Гребные валы с трещинами подлежат замене.

Простукивая облицовку медным молотком, проверяют плотность её прилегания к валу. Для определения изнашивания облицовок их измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: вертикальной и горизонтальной, не менее чем в пяти поперечных сечениях по длине кормовой облицовки, и не менее чем в четырёх носовой облицовки.

На основании данных измерений определяют наибольший износ облицовок на овальность и конусообразность. Овальность определяют как разность диаметров в одном сечении:

Конусообразность — как разность крайних диаметров в одной плоскости:

Полученную величину овальности и конусообразности облицовок сопоставляют с нормами предельно-допустимого износа:

Защитное покрытие вала между облицовками выполняют стеклопластиком на основе эпоксидных смол. С этой целью поверхность вала между облицовками зачищают и обезжиривают. Этот участок вала подогревают до температуры 45-50 С в течение 6-8 ч и наносят слой эпоксидной шпатлёвки толщиной до 0,5 мм. Затем на него плотно наматывают полоски стеклоткани в 4-5 слоёв шириной 100-150 мм, пропитанные клеем. Окончательное отвердевание покрытия при температуре воздуха 18 С длится около 24 ч, а при подогреве — до 60-80 С — 2-8 ч.

Если изнашивание облицовок превышает допустимые нормы, они подлежат протачиванию. При протачивании облицовок, конуса и фланца вала их проверяют на биение, для этого вал вращают на станке с частотой 6-10 мин:

 

Возможно, будет полезно почитать:

• Верховая езда, советы начинающим Уроки езды на лошадях ;
• Сколько медалей у России в Рио ;
• Прибор для измерения емкости аккумулятора ;
• По настоящему качественный MM RIAA корректор Предусилитель-корректор на полевых транзисторах ;
• Газонокосилка глохнет после запуска Газонокосилка бензиновая почему глохнет ;
• Киа моторс рус - претензия к компании ;
• Аварийное приземление лайнера в нью-йорке войдет в историю авиации Почему им пришлось садиться на воду ;
• Термоядерный ракетный двигатель Системы с замкнутой магнитной конфигурацией ;