Стр. 71 - Расчет амортизации главных двигателей и валопроводов силовых установок высокоскоростных судов

РАСЧЕТ АМОРТИЗАЦИИ ГЛАВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ВАЛОПРОВОДОВ
СИЛОВЫХ УСТАНОВОК ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СУДОВ
69
4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ВАЛОПРОВОДА
4.1. Внешние нагрузки и условия работы валопроводов
В процессе работы судовые валопроводы подвергаются воздействию
различных нагрузок и испытывают сложное, изменяющееся во времени
напряженное состояние [2, 15].
К основным действующим внешним нагрузкам следует отнести:
• крутящие моменты, передаваемые от двигателя;
• гидродинамические нагрузки (упор и боковая сила), связанные с
работой гребного винта;
• вес валов и гребных винтов;
• силы потока, воздействующие на наклонные валы (силы Магнуса);
• силы, возникающие в результате неуравновешенности гребных винтов;
• нагрузки от деформации корпуса и расцентровки валопроводов;
• поперечные силы инерции, возникающие при качке судна.
В наиболее тяжелых условиях находятся валопроводы морских судов,
работающие в условиях изменяющихся во времени нагрузок при движении на
волнении и коррозионного воздействия морской воды.
При воздействии коррозионной среды на поверхность валов из
углеродистой стали усталостная прочность их материала существенно
уменьшается. Поэтому на отечественных СПК и СВК получили применение
валы из коррозионно-стойких сталей с поверхностным упрочнением обкаткой
роликом по ОСТ 5.9049-78.
Вопросам проектирования и расчета судовых валопроводов посвящен ряд
работ [5, 14, 19], однако конструирование и расчет валопроводов СПК имеют
характерные отличия, диктуемые особенностью установки на судах и их
нагружения.
Крутящие моменты . Среднее значение передаваемого валопроводом
крутящего момента
M N
n
= 9551 , Н⋅м, (4.1)
где N - мощность, передаваемая валопроводом, кВт; n - частота вращения
валопровода, 1/мин.
Крутящий момент, развиваемый поршневым ДВС, периодически
изменяется. При неизменной подаче топлива за рабочий цикл и изменении
частоты вращения вала развиваемый ДВС средний крутящий момент
практически сохраняет постоянное значение. Крутящий момент, развиваемый
турбинным двигателем, для каждого режима работы носит постоянный