Совершенствование вспомогательных механизмов линейного морского буксира прибрежного плавания

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития мирового транспортного флота характеризуется следующими основными направлениями:

Специализацией флота;

Ограничением грузоподъемности танкеров и снижением проектной скорости большинства транспортных судов;

Сокращением строительства судов с паротурбинным установками и оснащением большинства судов дизельными установками;

Широким осуществлением комплекса мероприятий, обеспечивающих экономию топливо энергетических ресурсов, а также применением тяжелых остаточных и альтернативных топлив.

Явление энергетического кризиса оказали существенное влияние на тенденции в создании судовых дизелей, работающих на более дешевых сортах топлив. Возросла потребность в высокоэкономичных дизелях с небольшими габаритными размерами мощностью до 10-15 МВт.

Главными стали вопросы высокой надежности и экономичности, снижения трудозатрат в эксплуатации, обеспечение возможности сжигания тяжелых топлив.

Морской транспортной и промысловой флот в настоящее время пополняется большими сериями судов специального назначения, к которым относятся и буксиры.

Увеличение скорости хода и грузоподъемности судов привело к росту мощности силовых установок, а потому и к возрастанию суммарного расхода топлива.

В сумме эксплуатационных расходов современных теплоходов затраты на топливо составляют 20-25%.

Уделяется большое внимание разработке мероприятий по снижению себестоимости морских перевозок за счет повышения экономичности применяемых топлив.

Предусматривается снизить удельный расход топлива на транспорте в среднем на 10-12%.

Сокращение затрат топлива на морском транспортном и промысловом флоте может быть осуществлено за счет снижения его удельного расхода или применения высокоэкономичных ДВС . Первый путь снижения затрат на топливо связан с совершенствованием силовых установок..

Годовая потребность морского, промыслового и речного флота в дизельном топливе составляет около 15% потребности в этом топливе по народному хозяйству в целом. Поэтому замена в судовых дизелях использование современных экономичных двигателей позволяет не только снизить себестоимость перевозок, но высвободить большое количество дизельного топлива, необходимого для работы парка автомобилей, тракторов сельскохозяйственной техники и дорожно-строительных машин.

1. Специальный раздел

1.1 Основные характеристики судна

Предназначен для буксировки несамоходных плавсредств в прибрежных районах морских бассейнов, перевозки людей (до 12 человек) и груза (до 2 тонн) на палубе, а также участия в поисково-спасательных операциях.

Архитектурно-конструктивный тип

Однопалубный стальной одновинтовой морской буксир с двухъярусной рубкой и приподнятой палубой в носу.

Район эксплуатации судна - ограниченный III плавание в закрытых морях с удалением от места убежища до 50 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища до 100 миль; по условиям плавания: плавания с высотой волны 3% обеспеченности до 3 м и силе ветра до 17,8 м/сек.; в соответствии со знаком категории ледовых условий в символе класса судна. Район плавания - Каспийское море.

Рисунок 1 - Буксир Каспийского моря

Главные размерения судна:

Длина наибольшая, м42,0;

Длина между перпендикулярами, м38,0;

Ширина по КВЛ, м 7,2;

Высота борта при миделе, м 3,2;

Осадка наибольшая, м 2,10;

Скорость хода, узлы 9,4.

Структура корпуса судна - поперечная система набора. Шпация составляет 600 мм. Двойное дно распространяется с кормовой переборки машинного отделения до передней переборки трюма. Судно подразделяется на 5 водонепроницаемых отсеков. Корпус судна имеет сплошную палубу на высоте 5,10 м. Над базисной линией, бак на высоте 7,70 м. Над исходной линией и палубу на полуюте 7,70м. Над исходной линией.

Все палубы кроме бака построены без скоса и без ската палубы. Потолочная конструкция в машинном отделении и в трюме подпирается трубовыми опорами. В форпике имеются два квадратных ценных ящика. Они имеют стойки с внешней стороны, съемное промежуточное дно из перфорированной, оцинкованной стали и водонепроницаемые входные двери. В носовой части устанавливается туннель для носового подруливающего механизма. Надстройки, рубка и дымовая труба изготовляются из судостроительной стали, а мостик из стойкого к морской воде алюминиевого сплава. Соединение стальной и алюминиевой конструкции исполняется при помощи биметалла. Внутри палубы юта и рубки находится центральная шахта, которая состоит из стальных переборок. В этой шахте расположены дымовая труба, лестничная клетка и шахта снабжения для труб кондиционирования, санитарных труб и кабелей. Камбуз имеет стальные переборки.

Энергетическая установка располагается в средней и кормовой части судна. Расположение механизмов в машинном помещении и помещении дизель - генераторов выполняется с учетом удобства и безопасности их обслуживания, осмотра и ремонта.

Энергетическая установка состоит из:

- главной установки, работающей на гребные винты фиксированного шага (ВФШ) в составе двух главных нереверсивных двигателей 6-27,5А2Л номинальной мощностью 515 кВт (700 л. с.) при частоте вращения коленвала 10 с -1 (600об/мин) и судового реверс - редуктора ВСР-10Б;

- вспомогательной энергетической установки в составе трех дизель-электрических агрегатов ДГА50М1-9 (по зак. 309), ДГА50М2-9 (с зак. 310) переменного трехфазного тока напряжением 400В мощностью по 50 кВт каждый при нормальных атмосферных условиях (один из агрегатов является резервным);

- вспомогательной котельной установки в составе одного вспомогательного парового автоматизированного котлоагрегата КВА 0,63/5 (по зак. 315), КГВ 0,63/5 (с зак. 316) паропроизводительностью 630 кг/ч;

- вспомогательных механизмов и теплообменных аппаратов, обслуживающих энергетическую установку.

ГД должен обеспечивать скорость хода судна в грузу не менее 6 узлов при загрузке ГД в пределах 85-90% от номинальной.

В качестве топлива для энергетической установки предусмотрено дизельное топливо по ГОСТ 305-82 с температурой вспышки не ниже 610С. В качестве смазочного масла для главных двигателей и двигателей дизель-генераторов предусмотрено моторное масло марки М10В2 ГОСТ 8581-78.



Рисунок 2 - Общий вид буксира

В качестве ГД устанавливается судовой дизель типа 6-27,5А2L, четырехтактный, тронковый, нереверсивный, с газотурбинным наддувом, простого действия, с двухконтурным охлаждением, правой модели правого вращения и левой модели левого вращения, с реверс - редуктором ВРС-10Б.

Должна быть предусмотрена возможность работы ДГ как параллельно, так и раздельно, причем один из ДГ должен оставаться в резерве.

Резерв мощности СЭУ должен быть не ниже: по электрогенераторам 10%, по приводному двигателю 10%.

В качестве вспомогательных котлов на судне применяется: котлоагрегат автоматизированный паровой КВА 0,63/5 (по зак.315), КГВ 0,63/5 (с зак.316) паропроизводительностью 630 кг/ч.

1.2 Системы главных и вспомогательных двигателей

Топливная система СЭУ должна обеспечивать:

- прием топлива топливным насосом котлоагрегата из расходной цистерны дизельного топлива к котлоагрегату;

- слив утечек топлива из поддонов котлоагрегата в цистерну сбора нефтеостатков.

Масляная система предназначена для приема, перекачивания, хранения, очистки и подачи масла к местам охлаждения и смазки трущихся деталей, главных и вспомогательных машин и механизмов, а также выдачи его на берег или другим судам. Принципиальная схема топливной системы отображена в приложении.

Система смазки главных двигателей и реверс - редукторов циркуляционная, под давлением от навешанных на двигателе и редукторы насосов.

Система газовыхлопа обеспечивает:

- отвод выхлопных газов от главных двигателей через утилизационные котлы с искроуловителем сухого типа в атмосферу;

- отвод выхлопных газов от дизель-электрических агрегатов через глушители и искроуловителями сухого типа в атмосферу.

- выхлопные трубы изолируются и обшиваются металлическим кожухом. Для обеспечения тепловых расширений в составе выхлопных трубопроводов предусмотрены сильфонные компенсаторы. На дождевых листах кожухов дымовых труб размещены крышки закрытия дымовой и выхлопной труб.

Система охлаждения в дизельных установках служит для отвода теплоты от двигателей внутреннего сгорания, передач компрессоров, опорных и упорных подшипников валопровода и других механизмов.

Система охлаждения выполнена замкнутой (двухконтурной): двигатель охлаждается пресной водой, которая в водо-водяном охладителе охлаждается забортной водой.

Система охлаждения состоит из трубопроводов:

1) забортной воды;

2) пресной воды.

Трубопровод забортной воды обеспечивает:

- прием забортной воды навешанным насосами главных двигателей, двигателей дизель-электрических агрегатов и электрокомпрессоров из ледового или кингстонного ящиков;

- подачу воды от навешанных насосов на охлаждение масла в водомасляном охладителе, пресной воды в водоводянном охладителе, на охлаждения масла в реверс-редукторе, на дейдвуд в качестве резервного средства и на охлаждение масла в упорном подшипнике;

- подачу холодной или горячей воды с помощью автономного электронасоса через гидроциклы на дейдвуд и подачу горячей воды на подогрев масла в реверс-редукторе;

- использование кормовых балластных цистерн для охлаждения главных двигателей при работе в холодное время года;

- резервную подачу воды от пожарной магистрали на охлаждение главных двигателей;

- слив воды от главных двигателей и дизель-электрических агрегатов за борт или на рециркуляцию в ледовый и кингстонный ящики;

- слив воды от электрокомпрессора в бортовой кингстонный ящик;

- прием воды дизель-электрическими агрегатами из ледового ящика при осушенной кингстонной перемычке;

- подачу воды к балластным и пожарным насосом из ледового и кингстонного ящиков;

- индивидуальный прием (минуя забортные ящики) и слив воды за борт одним дизель-электрическим агрегатом во время поставки судна на зимний отстой, а также при оживлении энергетической установки.

Трубопровод пресной воды обеспечивает:

- циркуляцию охлаждающей воды главных двигателей и дизель-электрических агрегатов с помощью навешанных насосов;

- приготовление и ввод присадок в систему охлаждения главных двигателей;

- пополнение утечек в системе охлаждения главных двигателей;

- прогрев главных двигателей с помощью парового подогревателя и циркуляционного электронасоса прогрева главных двигателей;

- охлаждение внутреннего контура главных двигателей навешенными насосами забортной воды при выходе из строя насосов пресной воды;

- автоматическое пополнение расширительной цистерны главных двигателей от трубопровода котельной воды, а в пресных водоемах от трубопровода бытовой забортной воды.

Рисунок 3 - Принципиальная схема системы охлаждения пресной и забортной водой: 1 - охладитель топлива; 2 - маслоохладитель турбонагнетателей; З - расширительная цистерна ГД; 4 - водоохладитель ГД; 5 - маслоохладитель ГД; 6 - кингстонные ящики; 7 - фильтры забортной воды; 8 - приемные фильтры вспомогательного ДГ; 9-насосы забортной воды вспомогательного ДГ; 10 - насос пресной воды; 11 - основной и резервный насосы забортной воды главного ДГ; 12 - маслоохладители вспомогательных ДГ; 13 - водоохладители вспомогательных ДГ; 14 - вспомогательные ДГ; 15 - расширительные цистерны вспомогательных ДГ; 16 - опорный подшипник валопровода; 17 - упорный подшипник; 18 - ГД; 19 - охладитель наддувочного воздуха; 20 - вода на охлаждение компрессоров; 21 - заполнение и пополнение системы пресной воды; 22 - подключение системы подогрева двигателей; ПВ - пресная вода; ЗВ - забортная вода

Система сжатого воздуха - обеспечивает сжатым воздухом необходимого давления пуск главного двигателя, пуск вспомогательных двигателей, работу пневматических систем автоматики и управления, работу приборов звуковой сигнализации судна (сирены, тифона), продувку кингстонов, работу пневматического инструмента и другие общесудовые и специальные нужды.

К системам сжатого воздуха предъявляются определенные требования. Для пуска главных двигателей должно быть предусмотрено не менее двух баллонов равной емкости, для пуска вспомогательных допускается установка баллона. Вместимость баллонов должна обеспечивать для нереверсивных двигателей не менее шести пусков. Для вспомогательных двигателей вместимость баллонов должна обеспечивать не менее шести пусков. Система сжатого воздуха должна быть оборудована не менее чем двумя компрессорами с подачей каждого, обеспечивающей заполнение пусковых баллонов главного двигателя в течение часа (начиная от атмосферного давления). Принципиальная схема системы сжатого воздуха отображена на рисунке 4.



Рисунок 4 - Принципиальная схема системы сжатого воздуха: 1 - электрокомпрессор; 2 - масловодо-отделитель; 3, 5 - баллон - хранилище сжатого воздуха; 7 - тифон; 6, 8 - баллоны на общесудовые нужды; 9 - ручной компрессор

Система сжатого воздуха состоит из двух электрокомпрессоров 1, масловодо-отделителей 2, двух баллонов - хранилищ сжатого воздуха 3, ручного компрессора 9 для аварийного пуска вспомогательных дизельных агрегатов. Один из баллонов служит для баллона 5, подачи воздуха на тифон 7 и на другие общесудовые нужды 6, 8.

Система сжатого воздуха обеспечивает:

- заполнение баллонов сжатым воздухом берегового источника, от электрокомпрессора или от двух компрессоров, навешенных на главные двигатели;

- подачу сжатого воздуха к главным двигателям на пуск;

- подачу стабилизированного по давлению сжатого воздуха к воздушным тифонам;

- подачу сжатого воздуха на продувку решеток ледового и кингстонных ящиков;

- подачу сжатого воздуха к агрегатам пресной и заборной воды, к станции «Озон» аппаратуру пенотушения и на хозяйственные нужды;

- подачу сжатого воздуха к системе ДАУ.

Выбор оборудования системы сжатого воздуха

Баллоны сжатого воздуха: количество баллонов и емкость рассчитаны согласно количеству потребителей и соответствуют ПР. Оба баллона выдают требуемый пусковой воздух для главного и вспомогательных двигателей, а также:

- сжатый воздух для управления и регулировки;

- сжатый воздух для всасывающих эжекторов на насосах;

- сжатый воздух для продувания кингстонных ящиков;

- сжатый воздух для быстродействующих клапанов;

- сжатый воздух для технологических и хозяйственных нужд.

1.3 Система топливоподачи

Система топливоподачи дизеля в соответствии с рисунком 5 обеспечивает дозирование и подачу топлива в цилиндры дизеля в соответствии с порядком их работы и заданным режимом нагрузки. Из расходного бака 1 топливо поступает к топливоподкачивающему насосу 7 и через фильтр тонкой очистки топлива 6 подается к топливному насосу высокого давления 4, а затем под высоким давлением к форсункам 3.

Просочившееся через неплотности форсунок топливо по трубопроводу отводится в сливной бак 5. По такому же трубопроводу топливо сливается из фильтра 6 при выпуске воздуха [6].



Рисунок 5. Схема топливоподачи: 1-бак топливный расходный; 2-трубопровод высокого давления; 3-форсунка; 4-насос топливный высокого давления; 5-бак сливной; 6-фильтр тонкой очистки топлива; 7-насос топливоподкачивающий.

1.3.1 Насос топливоподкачивающий

Насос топливоподкачивающий в соответствии с рисунком 6 шестеренчатого типа. В корпусе 13 вращается ведущая 14 и ведомая 18 шестерни. Ведомая шестерня вращается на оси, в игольчатых подшипниках 17 или на подшипнике скольжения. Подшипники смазываются топливом, которое поступает под давлением по сверлениям в крышке 15 и оси 16 и отводится через отверстие "Б". Кольцо 7 установлено таким образом, чтобы его прорезь совместилась с отверстием "Б". Ведущая шестерня 14 вращается на подшипниках 2 и 4, между которыми устанавливается уплотнения, состоящее из корпуса 12, уплотнительных колец 3 и манжет 11. Наблюдение за герметичностью уплотнения осуществляется через отверстие "Г" в корпусе 13. Течь топлива или масла через отверстие не допускается.

Полость уплотнения разгружается от давления топлива канавкой "В", соединенной сверлением с полостью всасывания. Насос приводится во вращение рессорой 5. Несоосность привода компенсируется специальной конструкцией соединения рессоры с ведущей шестерней.

Суммарный осевой зазор между крышкой 15 и торцами зубчатых лес 0,04-0,08 мм регулируется количеством прокладок 1.

В крышку 15 устанавливается редукционный клапан 6 с пружиной 8, регулировочными шайбами 10 и пробкой 9. редукционный клапан регулируется на давление открытия 392 кПа (4 кгс/см2).

Рисунок 6 - Насос топливоподкачивающий: 1- прокладка; 2,4- подшипник; 3- кольцо уплотнительное; 5- рессора; 6- клапан редукционный; 7- кольцо; 8- пружина; 9- пробка; 10-шайба регулировочная; 11-манжета; 12- корпус уплотнения; 13- корпус насоса; 14- шестерня ведущая; 15-крышка; 16-ось; 17- подшипник игольчатый; 18-шестерня ведомая; Д-топливо

Во время работы дизеля поступающее в насос топливо захватывается вращающимися шестернями между впадинами зубьев и стенками корпуса и переводится в нагнетательную полость насоса. При повышении давления более допустимого клапан открывается, перепуская часть топлива из нагнетательной полости во всасывающую [6].

1.3.2 Фильтр топливный

Фильтр топливный в соответствии с рисунком рисунком 7 предназначен для тонкой очистки топлива поступающего из бака к топливной аппаратуре дизеля [7].

Топливный фильтр имеет два параллельно работающих фильтрующих элемента 6 типа ЭТФ - 4 или «Реготмас 540-2-07», помещенные в отдельные стакана 3. Фильтрующие элементы поджимаются к посадочным местам пружинами и уплотняются по торцам прокладками. Фильтрующим материалом элементов тонкой очистки служат фильтромиткаль или фильтровальная бумага с тонкостью отсева не более 4-5 микрон. Стакан крепится к общей крышке 7, в которой выполнены каналы и посадочное место для крепления фильтра. С целью промывки фильтрующих элементов на работающем дизеле в подводящем топливном канале установлен трехходовой кран 2. в нижней части стакана выполнены отверстия для слива отстоя и грязного топлива при промывке фильтроэлементов. В верхней части крышки 7 установлены вентили продувочные 1 для выпуска воздуха. В рабочем положении крана топливо по каналам в крышке и в кране подводится к фильтроэлементам, проходя через которые очищается. Далее топливо по перфорированным трубкам, расположенным в центре фильтрующих элементов, поступает в отводящее отверстие в крышке и подается к топливному насосу высокого давления.



Рисунок 7 - Фильтр топливный: 1 - вентиль продувочный; 2 - кран; 3 - стакан; 4 - гайка; 5 - втулка; 6 - элемент фильтрующий; 7 - крышка; - рабочее положение; II - промывка левой секции; III - промывка правой секции; Б - подвод и отвод топлива

1.3.3 Топливный насос высокого давления

Насос топливный высокого давления в соответствии с рисунком 8 золотникового типа служит для подачи в форсунки строго дозированной порции топлива под большим давлением и в определенное время в соответствии с порядком работы цилиндров.

Топливный насос состоит из корпуса 18, размещенных в нем кулачкового вала 1, ползунов, плунжерных пар пружины нагнетательных клапанов, зубчатого реечного механизма, штуцеров, фланцев и других деталей.

Плунжерная пара состоит из втулки 14 и плунжера 11. Топливо в надплунжерную полость поступает через верхнее отверстие втулки, нижнее отсечное предназначено для выпуска неиспользованной части топлива и последующего слива его в бак.

Подается топливо насосом при возвратно поступательном движении плунжеров при вращении кулачкового вала [7].

Плунжер с втулкой - прецизионная пара, которая не подлежит разукомплектовке, зазор между ними 0,003-0,005мм. Количество подаваемого секцией насоса топлива изменяется вращением плунжера, в результате чего меняется положение спиральной отсечной кромки, выполненной на нем, относительно отсечного отверстия во втулке.

Рисунок 8 - Насос топливный высокого давления: 1 - вал кулачковый; 2 - подшипник; 3 - ролик; 4- палец; 5 - втулка; 6 - пружина; 7 - пробка; 8 - штуцер нажимной; 9 клапан; 10 - корпус клапана; 11 - плунжер; 12 - винт стяжной; 13 - втулка поворотная; 14 - втулка плунжера; 15 - болт толкателя; 16 - контргайка; 17 - ползун; 18 - корпус; 19 - рейка зубчатая; 20 - упор; 21 - крышка; 22 - подушка подшипника; 23 - венец зубчатый

На плунжере выполнены две диаметрально расположенные канавки, назначение второй канавки - разгрузить плунжер от боковых усилий, возникающих в процессе подачи топлива, а также улучшить условия смазки плунжерной пары. Плунжерные пары смазываются топливом, просачивающимся по зазору между плунжером и втулкой из полости нагнетания. Для уменьшения протекания топлива в масляную полость насоса на плунжере, ниже спиральных канавок, имеется кольцевая проточка, из которой избыточное топливо отводится по наклонному каналу во втулке в полость подачи топлива к плунжерным секциям.

На верхний, обработанный торец плунжерной втулки 14 устанавливается нагнетательный клапан, состоящий из корпуса 10 и клапана 9. Клапан служит для разобщения внутренней полости трубки высокого давления от надплунжерного пространства и препятствует перетеканию топлива при обратном ходе плунжера из трубки и каналов форсунки в насос.

За счет подобранных размеров разгружающего пояска обеспечивается необходимое остаточное давление и быстрая разгрузка от избыточного давления трубки и форсунки, что способствует четкому окончанию процесса впрыска и препятствует возникновению дополнительных вспрысков. Клапан с корпусом являются прецизионной парой и не подлежат разукомплектовке. Корпус клапана плотно прижимается к торцу втулки плунжера штуцером 8 и фланцем при помощи крепежных шпилек и гаек. В штуцере установлен ограничитель подъема клапана, обеспечивающий заданный ход клапана.

Плунжер 11 в исходное положение возвращается пружиной 6, которая верхним торцом упирается в верхнюю тарелку, установленную в расточке корпуса насоса. Другой конец пружины, воздействуя на нижнюю тарелку и толкатель 15, соединенный резьбовой частью с ползунном 17, прижимает ролик 3 ползуна к кулачковому валу.

Ролик ползуна вращается на стальной втулке 5 и оси ролика 4. Ползун от проворачивания удерживается винтом, входящим в паз ползуна. Для разгрузки плунжера от усилия пружины 6 глубина расточки в нижней тарелке под хвостовик плунжера выполняется на 0,05-0, 25мм больше его высоты [7].

На втулку 14 плунжера свободно надета поворотная втулка 13, опирающая нижним торцом на верхнюю тарелку пружины 6. Поворотная втулка имеет два паза, которыми она постоянно соединяется с крестовиной плунжера. На поворотную втулку в верхней части надет разрезной зубчатый венец 23, стянутый на втулке винтом 12. Зубчатый венец входит в зацепление с зубчатой рейкой 19, перемещающейся в бронзовых втулках, запрессованных в корпус насоса.

Положение рейки топливного насоса и соответственно количество топлива, подаваемого в цилиндры дизеля, изменяются регулятором скорости через рычагов и тяг.

При выключенной подаче топлива в положение СТОП рейка торцом продольного паза, выполненного на ней, упирается в ограничительный болт, ввернутый в корпус насоса. При максимальной подаче топлива рейка специальным упором 20, расположенным с противоположной стороны от ее привода, касается крышки корпуса насоса. Упор 20 максимальной подачи топлива выставляется и пломбируется при регулировке дизеля на мощность.

Для вращения рейки в исходное положение на ней устанавливается пружина, расположенная со стороны упора максимальной подачи топлива.

Кулачковый вал топливного насоса вращается на двух роликовых сферических подшипниках 2, расположенных на крайних шейках и на подушках 22 подшипника, расположенных на промежуточной шейке вала.

Подушки подшипника изготовлены из алюминиевого сплава и устанавливаются на вал вне насоса, а затем с валом вставляются в расточки корпуса и фиксируются от проворота стопорными болтами. В нижней части подушек подшипников размещены каналы для подачи масла.

Топливный насос имеет комбинированную систему смазки. Масло поступает под давлением из системы смазки дизеля в масляный канал насоса по трубопроводу. Под давлением смазываются подушки подшипника промежуточной опоры кулачкового вала и ползуны с роликами. Остальные детали смазываются разбрызгиванием.

Собирающееся в полости насоса масло отводится по трубопроводу в блок-картер дизеля.

Боковой люк на корпусе насоса предусматривается для сборки и регулировки насоса.

Работает топливный насос следующим образом. В крайнем нижнем положении верхняя кромка плунжера в соответствии с рисунком 9 находится на уровне нижней кромки впускного отверстия А во втулке. В этот момент топливо заполняет надплунжерное пространство. При вращении кулачкового вала с момента перекрытия верхней кромкой плунжера впускного отверстия во втулке начинается подача топлива. Кулачок через ролик и ползун с толкателем поднимает плунжер вверх, сжимая при этом пружину.

Рисунок 9 - Положения плунжера топливного насоса: 1 - крайнее нижнее положение плунжера, предшествующее началу нагнетания при полной подаче топлива; 2 - конец нагнетания при полной подаче топлива; 3 - крайнее нижнее положение плунжера, предшествующее началу нагнетания при частичной подаче топлива; 4 - конец нагнетания при частичной подаче топлива

Топливо через нагнетательный клапан, топливопровод высокого давления поступает к форсунке, поднимает иглу распылителя, преодолевая усилие пружины форсунки, и через распыливающие отверстия поступает в цилиндр дизеля. Подача топлива прекращается, когда отсечная кромка спиральной канавки открывает перепускное (отсечное) отверстие Б во втулке плунжера. Топливо из надплунжерной полости по центральному каналу и поперечным отверстиям в плунжере поступает в полость отвода топлива.

Регулировка подачи топлива секциями насоса производится при снятой крышке бокового люка поворотом втулок 13 относительно разрезных зубчатых венцов 23 с ослаблением стяжных винтов 12.

Регулировка секций по началу подачи производится изменением высоты ползунов путем откручивания или закручивания толкателя 15 со стопорением контргайкой 16.

1.3.4 Форсунка

На двигателе устанавливается форсунка в соответствии с рисунком 10 закрытого типа с гидравлическим управлением подъема иглы. Форсунка включает корпус 3, распылитель 6, толкатель 4, пружину 8, регулировочный болт 1.

Корпус распылителя в сборе с иглой закрепляется в корпусе форсунки накидной гайкой 5. На хвостовик иглы опирается толкатель 4, нагруженный усилием пружины 8, регулируемой болтом 1.

Форсунка работает в следующей последовательности.

Топливо от топливного насоса поступает по каналу корпуса форсунки в кольцевую канавку корпуса распылителя и затем по трем каналам подводится к специальному карману с конусным гнездом. Действуя на дифференциальную площадку иглы распылителя и преодолевая усилие пружины 8, топливо поднимает иглу, открывая доступ топлива к отверстиям распылителя, через которые происходит впрыск топлива в камеру сгорания. После отсечки топлива в топливном насосе давление в корпусе распылителя падает, и игла садится на место.

Корпус распылителя и игла составляют прецизионную пару, в которой замена одной детали не допускается. В случае выхода из строя одной из деталей, замене подлежит вся пара. Топливо, просочившееся по зазору между корпусом распылителя и иглой, попадает в полость расположения пружины и удаляется оттуда по сверлениям в корпусе форсунки в колодец, выполненный в крышке цилиндра, где располагается форсунка. Из этого колодца по каналам в крышке и по трубопроводу топливо удаляется в топливный бак [7,8].

Рисунок 10 - Форсунка: 1-болт регулировочный; 2-кольцо; 3-корпус форсунки; 4-толкатель; 5-гайка накидная; 6-распылитель; 7-прокладка; 8-пружина; 9-гайка

Для исключения попадания топлива в масляную полость крышки цилиндра и разжижения масла топливом на корпусе форсунки выполнена кольцевая проточка, в которую устанавливается уплотнительное кольцо 2. Распылители форсунок заводом-изготовителем разбиваются на две группы 1, 2. На дизеле должны устанавливаться распылители одной группы, что отмечается в формуляре дизеля.

1.3.5 Привод топливного насоса и регулятора скорости

Привод топливного насоса и регулятора скорости показаны на рисунках 11 и 12 размещается в расточке блок - картера и передает крутящий момент к топливному насосу высокого давления и регулятору скорости.

Вал привода устанавливается на двух шариковых подшипниках. С передней стороны к валу 2 крепится зубчатое колесо 1. На конусную часть вала 2 через шпонку напрессовывается ступица 5 с собранными на ней пакетами пластин 6, проставкой 8, кольцом 10 и крепится гайкой 13. На конусную часть вала топливного насоса 11 через шпонку напрессовывается ступица 18 и крепится гайкой 13.

Рисунок 11 - Привод топливного насоса высокого давления и регулятора: 1-колесо зубчатое; 2-вал; 3, 16-прокладка; 4-рессора; 5-ступица; 6-пластина; 7- гайка; 8-проставка; 9-шайба; 10-кольцо; 11-вал топливного насоса; 12-болт; 13-гайка; 14, 15-колесо зубчатое коническое

Рисунок 12 - Привод топливного насоса высокого давления и регулятора: 17, 19 - болт; 18 - ступица; 20 - шайба; Д - зазор

Соединение вала привода 2 и вала топливного насоса 11 осуществляется болтами 19 через ступицу 18 и кольцо 10.

Привод на регулятор скорости осуществляется через зубчатые конические колеса 14, 15 и рессору 4, при этом зазор "Д" в зацеплении шестерен регулируется прокладками 3 и 16.

1.4 Улучшение технических характеристик дизеля путем установки турбокомпрессора

В дипломном проекте предлагаем усовершенствовать вспомогательный механизм, а именно, улучшить технические характеристики дизеля путем установки турбокомпрессора.

Турбокомпрессор в соответствии с рисунком 13 осуществляет наддув выхлопных газов дизеля, повышая мощность и КПД последнего [8].

Турбокомпрессор 1 крепится шпильками к выпускному коллектору 8, а нижняя регулируемая опора закрепляется на кронштейне 2, являющимся также опорой для охладителя наддувочного воздуха 6.

Ротор турбокомпрессора вращается энергией выхлопных газов.

Другой конец ротора с жестко посаженным колесом омпрессора нагнетает атмосферный воздух в улитку компрессора откуда нагнетаемый воздух, проходя охладитель наддувочного воздуха, поступает через впускной коллектор 7 в цилиндры дизеля. Между турбокомпрессором и охладителем наддувочного воздуха располагается аварийное стоп-устройство 5 системы автоматики дизеля.

Рисунок 13 - Установка турбокомпрессора: 1-турбокомпрессор; 2-кронштейн; 3,4-трубопровод; 5-стоп-устройство аварийное; 6-охладитель наддувочного воздуха; 7-коллектор впускной; 8-коллектор выпускной; 9-патрубок

Охлаждающая жидкость к турбокомпрессору подводится от выпускного коллектора по переливным патрубкам, а сливается через трубопровод, установленный на корпусе турбокомпрессора. Подшипники турбокомпрессора смазываются маслом, подаваемым из масляной магистрали дизеля по трубопроводу 3 и сливаемым в картер дизеля по шлангу 4. Установка турбокомпрессора повышает мощность двигателя и экономит топливо на 10%.

1.4.1 Охладитель наддувочного воздуха

Охладитель наддувочного воздуха в соответствии с рисунком 14 охлаждает воздух, подаваемый из турбокомпрессора во впускной коллектор.

Охладитель трубчатого типа, охлаждение воздуха осуществляется жидкостью второго контура системы охлаждения. Охладитель включает сварной корпус 4, секцию охлаждения 2, верхнюю 10 и нижнюю 6 крышки, вытеснители 1, патрубки 9 и 3.

Наддувочный воздух после турбокомпрессора распределяется разделителем в патрубке подвода воздуха 9 на два потока, обтекает медные трубки с охлаждающей жидкостью и подается во впускной коллектор дизеля.

Вытеснители 1 исключают прохождение воздуха по пространству, не занятому трубками, и увеличивают интенсивность охлаждения воздуха в охладителе [8].



Рисунок 14 - Охладитель наддувочного воздуха: 1 - вытеснитель; 2 - секция охлаждения; 3 - патрубок отвода воздуха; 4 - корпус; 5, 8 - пробка; 6 - крышка нижняя; 7 - кольцо уплотнительное; 9 - патрубок подвода воздуха; 10 - крышка верхняя; Б - подвод охлаждающей жидкости; В - отвод охлаждающей жидкости

Охлаждающая жидкость через отверстие "Б" в верхней крышке 10 проходит по трубкам секции охлаждения и отводится из охладителя через отверстие "В". Секция охлаждения имеет два хода охлаждающей жидкости, что обеспечивается перегородкой в верхней крышке. Перегородка разделяет всю секцию охладителя на два потока, соединенных между собой последовательно нижней крышкой 6. В месте выхода секции охлаждения из корпуса охладителя герметичность обеспечивается резиновым кольцом 7. В нижней части корпуса охладителя наддувочного воздуха устанавливается пробка 8 для удаления конденсата.

1.4.2 Коллектор впускной

Коллектор впускной в соответствии с рисунком 15 подводит воздух в цилиндры дизеля и включает трубу 2 с патрубками и кронштейном для крепления топливных фильтров. Коллектор с охладителем наддувочного воздуха соединяется резиновым патрубком 5 и хомутами 1. Второй торец коллектора наглухо закрыт. Для замера давления наддувочного воздуха в коллекторе имеется отверстие, закрытое заглушкой 4.

Рисунок 15 - Коллектор впускной: 1 - хомут; 2 - труба; 3 - болт; 4 -заглушка; 5 - рукав

1.4.3 Коллектор выпускной

Отработанные выхлопные газы из цилиндров дизеля поступают в выпускной коллектор показан на рисунке 16, и затем отводятся в турбокомпрессор.

Выпускной коллектор состоит из двух частей: коллектора выпускного 5 для отвода газов из I, II и III цилиндров и коллектора выпускного 1 для отвода газов из IV, V и VI цилиндров, жестко соединенных между собой шпильками 7 через асбостальную прокладку 3. В коллекторы 1 и 5 из алюминиевого сплава установлены вставки 2,4 и 12 из жаропрочной стали, фиксируемые стопорными винтами 10. Крепление вставок осуществляется соответственно шпильками 6 и 8.



Рисунок 16 - Коллектор выпускной: 1-коллекторвыпускной IV, V, VI-цилиндров; 2,4,12-вставка; 3-прокладка; 5-коллектор выпускной I, II, III-цилиндров; 6,7,8-шпилька; 9-переходник; 10-болт стопорный; 11-болт полый; 13-трубка переливная; 14-кольцо уплотнительное.

Для уменьшения потерь энергии выхлопных газов, улучшения очистки и наполнения цилиндров газовый поток в выпускном коллекторе разделен: газы от I, II и III цилиндров проходят через коллектор 1 (для IV, V и VI цилиндров по отдельному каналу вставке 2).

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и надежности выпускной коллектор выполнен с жидкостным охлаждением. Охлаждающая жидкость поступает из крышек цилиндров по переливным патрубкам в отверстия "A" коллектора и отводится через отверстие "B" в трубопровод. Из выпускного коллектора 5 охлаждающая жидкость в коллектор 1 поступает по переливным патрубкам 13. Через полый болт 11 из водяного насоса контура охлаждения дизеля по трубопроводу отводится воздух. В переходники 9 устанавливаются термопары для замера температуры выхлопных газов на выходе из цилиндров и перед турбокомпрессором.

1.4.4 Система вентиляции картера

Система вентиляции картера в соответствии с рисунком 17 понижает давление картерных газов путем отсоса последних эжектором и работает следующим образом: эжектор 2, питаемый газами через трубку 3, поступающими из выпускного коллектора, отсасывает газ из картера по трубопроводу через сепаратор 7. В сепараторе масло отделяется и по трубе поступает в поддон, а газ через патрубок 1 выбрасывается в выхлопную трубу. Разрежение в картере поддерживается автоматически клапаном 8. Регулируется клапан перестановкой шплинта 10 в одно из отверстий стержня 9.

Рисунок 17 - Система вентиляции картера: 1 - патрубок; 2 - эжектор; 3-трубка активного газа; 4 - пробка; 5 - трубка отвода картерных газов; 6 - труба слива масла; 7 - сепратор; 8 - клапан-тарелка; 9- стержень; 10 - шплинт; В - поддон

1.4.5 Стоп - устройство аварийное

Аварийное стоп-устройство показан на рисунке 18 предназначено для автоматической аварийной остановки дизеля при превышении числа оборотов свыше максимально допустимых, при снижении давления масла в масляной магистрали ниже допустимой.

Стоп - устройство состоит из корпуса 1, заслонки 14, закрепленной на оси 13, кронштейна 8 с электромагнитом 7 и рычагом 9, диска 12, пружины кручения 3 и рукоятки 4, закрепленной на основании 5. Верхний и нижний концы оси 13 уплотняются сальниками 2.

При работе дизеля стоп-устройство находится в открытом положении (заслонка 14 расположена вдоль оси корпуса 1) и удерживается при помощи упора 11, диска 12 и пружины кручения 3. Рычаг 9 располагается горизонтально и удерживается в этом положении при помощи регулировочного болта 10, ввернутого в упор электромагнита 7.

При поступлении аварийного сигнала в схему системы автоматики или с кнопки "АВАРИЙНЫЙ СТОП" на электромагнит 7 подается напряжение, якорь электромагнита втягивается и упор 11 освобождает диск 12. Пружина 3 поворачивает ось 13 с заслонкой 14, перекрывая поступление воздуха в цилиндры дизеля. Дизель останавливается.

Рисунок 18 - Стоп - устройство аварийное: 1 - корпус; 2 - сальник; 3 - пружина; 4 - рукоятка; 5 - основание рукоятки; 6 - кнопка; 7 - электромагнит; 8 - кронштейн; 9 - рычаг; 10 - болт; 11 - упор; 12 - диск; 13 - ось; 14 - заслонка

При закрытом состоянии заслонки зазор между диском 12 и торцом упора 11 должен быть 0,8-1,0 мм. Регулировка зазора осуществляется заворачиванием или выворачиванием упора 11 с последующим стопорение его контргайкой.

Для возврата стоп-устройства в исходное (рабочее) положение необходимо повернуть валик с заслонкой рукояткой 4 против часовой стрелки до фиксации, при этом необходимо электромагнит снять с защелки нажатием кнопки 6.

1.4.6 Привод реле частоты вращения

Привод реле частоты вращения в соответствии с рисунком 19 устанавливается на передней крышке дизеля в месте выхода распределительного вала. Привод осуществляется через шестерню с внутренним зацеплением и состоит из корпуса 3, к которому крепится реле частоты вращения 4, валика 2, установленного на шариковых подшипниках и шестерни 5.

Рисунок 19 - Привод реле частоты вращения: 1 - винт; 2 - валик; 3 - корпус привода; 4 - реле частоты вращения; 5- шестерня

От осевого перемещения подшипники удерживаются винтом 1 с контргайкой.

1.4.7 Привод датчика тахометра

Привод датчика тахометра в соответствии с рисунком 20 устанавливается на заднем торце дизеля (со стороны основного отбора мощности) и состоит из корпуса 2, на котором крепится датчик тахометра 1, вал - шестерни 3, крышки 6 с манжетой 5. Вал шестерня устанавливается в корпусе на шариковых подшипниках 4.

Рисунок 20 - Привод датчика тахометра: 1- датчик тахометра; 2- корпус; 3- вал шестерня; 4- подшипник; 5- манжета; 6- крышка

Рама силового агрегата показан на рисунке 21 сварной конструкции. Рама состоит из двух полозов 8 и 10 двутаврового сечения, соединенных поперечинами 3, 9. Спереди на раме располагаются платики 2 для установки радиатора. Дизель крепится на опорах 4, редуктор - на опорах 12.

На полозе 10 приварены кронштейны 1 для установки охладителя масла, на полозе 8 расположен платик 5 для установки маслозакачивающего агрегата.

Цапфы 6 предназначены для подъема силового агрегата.



Рисунок 21 - Рама: 1-кронштейн; 2-платик радиатора; 3,9-поперечина; 4-опора дизеля; 5- платик агрегата маслозакачивающего; 6-цапфа; 7-опоры шкафа релейного; 8,10-полоз; 11-отверстия установки блока контакторов; 12-платик редуктора

1.5 Редуктор

Редуктор в соответствии с рисунками 22,23 служит для понижения частоты вращения, а также для изменения направления вращения. Состоит из корпуса 3, крышки 1, валов 8, 15 и шестерен 5, 9. Валы редуктора устанавливаются в расточках корпуса и крышки на шариковых подшипниках 13, выходные концы валов уплотняются манжетами 6.

Шестерни редуктора косозубые, посажены на валы на шпонках 4, 14. Кольцо 10, втулка 12, пружина 11 и штуцер 7 служат в качестве торцевого уплотнения подвода воздуха к шинно-пневматической муфте системы привода установки.

Смазка шестерен редуктора и подшипников осуществляется разбрызгиванием масла через специальное сопло 2, размещенное в зоне зацепления шестерен [9].

Масло к соплу подводится под давлением из масляной системы дизеля. С нижней части редуктора масло по трубопроводу отводится в поддон дизеля.



Рисунок 22 - Редуктор: 1-крышка; 2-сопло; 3-корпус; Б - платик

Рисунок 23 - Редуктор: 4,14-шпонка; 5,9-шестерни; 6-манжета; 7-штуцер; 8,15-вал; 10-кольцо; 11-пружина; 12-втулка; 13-подшипник

Платик Б на крышке редуктора служит для установки воздухоочистителя. На раме силового агрегата редуктор устанавливается на опорные поверхности (лапы) и крепится болтами.

Вал 8 через упругую муфту соединяется с коленвалом дизеля, на конце вала 15 монтируется шинно-пневматическая муфта привода установки.

1.6 Погрузка главного двигателя и транспортировка в машинно-котельном отделении

Основное требование при транспортно-погрузочных операциях - обеспечение недопустимых деформаций механизма. Оборудование должно поступать на монтаж с установленными заглушками на отверстия и фланцы патрубков, чтобы избежать попадания посторонних предметов [2,3].

Погрузка главного двигателя на судно осуществляется краном. Перед погрузкой с двигателя необходимо снять арматуру и приборы, которые могут быть повреждены. При погрузке главного двигателя используются траверсы, равномерно распределяющие внутренние напряжения и обеспечивающие правильное положение их в подвешенном состоянии. Переходные шпильки траверсы, наворачивают на концы штатных шпилек, крышек цилиндров, а стопы крепят за штыри балки.

Надежное крепление тросов к механизму и ежегодная проверка их грузоподъемности предупреждают возможные несчастные случаи при обрыве тросов во время подъема и перемещения механизма. Во избежание этого определим диаметр троса необходимого для осуществления транспортно-погрузочных операций.

Расчетная рабочая нагрузка на одну стропу:

Т+ дТ, Н (1.1)

где Т = Q?k/n, H; Q - сила тяжести механизма с учетом веса гака и строп, Q = 177000 Н; k - коэффициент запаса, k = 4; n - количество строп, n = 4.

Н

дT= 26550 Н - дополнительная нагрузка зависящая от силы стропы, в данном случае при угле в 30°, что составляет 15% от Т.

Т +дT = 177000 + 26550 = 203550 Н

Расчетный диаметр стропы:

,м (1.2)

м

Диаметр строп принимаем dст= 72 мм.

1.7 Состав и величины действующих нагрузок на главный двигатель

Согласно требованиям Правил Регистра судовые механизмы должны сохранять работоспособность в следующих эксплутационных условиях:

- длительный крен судна и?= 15°

- длительный дифферент судна ш? =5°

- бортовая качка судна с амплитудой и? = 22,5°

- килевая качка судна с амплитудой ш= 7,5°

а также при совместном действии бортовой и килевой качки.

Работоспособность установленного оборудования должна сохраняться и в экстремальных условиях эксплуатации:

- полный ход судна с номинальным упором гребного винта, амплитудой бортовой качки и = 22,5° и амплитудой килевой качки ш =10°;

- швартовка судна с амплитудой бортовой качки и = 22,5° и амплитудой килевой качки ш= 7,5°, скоростью перемещения бортом н = 3 (м/с) и упором на гребном винте 30% от номинального значения;

- внезапная остановка судна (посадка на мель) при скорости хода н =3(м/с) с упором гребном винте 30% от номинального значения. Крен судна при бортовой качке и = 22,5°. Амплитуда килевой качки ш = 10°;

- полный ход судна с номинальным упором на гребном винте, с кратковременным креном и = 45° и дифферентом ш = 10°.

Порядок расчета действующих нагрузок [3].

Действующие нагрузки

Р1б, Р1пр - динамические нагрузки при швартовке и посадке судна на мель;

Р2б, Р2в - усилие при крене судна;

Р3б, Р3в - инерционные нагрузки при бортовой качке;

Р4пр, Р4в - усилие при дифференте судна;

Р5пр, Р5в - инерционные нагрузки при килевой качке;

Мр - реактивный момент от вращения коленчатого вала двигателя.

Динамические нагрузки

- при швартовке судна (удары судна бортом):

Р1б = б? Q/q, (1.3)

где б - ускорение судна, б = 1 м/с2; Q - вес главного двигателя, Н; q - ускорение силы тяжести, м/с2

- при посадке судна на мель:

P1пр=б?Q/q, (1.4)

где б - ускорение судна, б = 3м/с2.

Усилие при крене судна

- бортовая составляющая:

Р2б =Q • sinи?, (1.5)

где Q - вес главного двигателя, Н.

- вертикальная составляющая:

Р2в =Q•соsи?. (1.6)

Инерционные нагрузки при бортовой качке

- по направлению к борту:

(1.7)

где Q - вес главного двигателя, Н; g - ускорение силы тяжести, м/с; Т1 - период бортовой качки, с; и - угол крена в радианах; z - расстояние от центра тяжести судна до центра тяжести главного двигателя по высоте судна,

z = 3,85 м; Н - высота расчетной волны, м.

Н=L/30+2, м (1.8)

где L - длина судна, L = 143,15м

Н = 143,15/30 + 2= 6,77 м

(1.9)

и=2?и°?р/360 (1.10)

- в вертикальном направлении:

(1.11)

где Y - координата расположения главного двигателя относительно диаметральной плоскости, Y = 0 м.

Усилие при дифференте судна

- продольная составляющая:

P4пр=Q ? sinш?, H (1.12)

где Q - вес главного двигателя, Н.

- вертикальная составляющая:

P4В=Q ? соsш?,H (1.13)

Инерционные нагрузки при килевой качке

- в продольном направлении:

(1.14)

где Q - вес главного двигателя, Н; g - ускорение силы тяжести, м/с; Т2 - период килевой качки, с; ш - угол дифферента в радианах; z - расстояние от центра тяжести судна до центра тяжести главного двигателя по высоте судна, м; Н - высота расчетной волны, м.

с (1.15)

где L - длина судна; v0 =k (при длине судна L>100, k=2,2)

с

(1.16)

где Х - расстояние от центра тяжести судна до центра тяжести главного двигателя по длине судна, Х=14,46 м;

Реактивный момент от вращения коленчатого вала двигателя:

Мр=k?Мкр, Н?м (1.17)

где k - коэффициент трения, k=0,12; Мкр - крутящий момент, Н?м.

Н•м (1.18)

где Nе - мощность главного двигателя, Nе = 670кВт; щ - угловая скорость вращения вала, щ=104,72 с-1.

Усилие, возникающее в вертикальной плоскости от неуравновешенности механизма в продольном направлении:

(1.19)

где In - расстояние от центра давления на фундамент до наиболее нагруженного ряда болтов, In = 0,880 м; z - общее число болтов, z = 10; m - количество болтов в одном ряду, m = 2; Ii - расстояние от центра давления на фундамент до ряда крепежных болтов; hk - расстояние от центра давления до наиболее нагруженной кромки стыка, hk = 0,990 м.

(1.20)

Усилие, возникающее в вертикальной плоскости от неуравновешенности механизма в поперечном направлении:

(1.21)

где In - расстояние от центра давления на фундамент до наиболее нагруженного ряда болтов, In = 0,385 м; Z - общее число болтов, z = 12; m - количество болтов в одном ряду, m = 12; Ii - расстояние от центра давления на фундамент до ряда крепежных болтов, Ii = 0,385 м; hk - расстояние от центра давления до наиболее нагруженной кромки стыка, hk = 0,420 м.

(1.22)

Суммарные нагрузки действующие на двигатель в плоскости крепления:

Р'в =-Р2в +Р3в +Р4в+Р5в, Н

Р'пр =Р1пр +Р4пр +Р5пр, Н (1.23)

Р'б = Р1б + Р2б + Р3б, Н

Момент возникающий от переноса суммарной продольной силы Р в плоскость крепления:

Мпр = Р ?h, H?м (1.24)

где Р - суммарная продольная нагрузка, Н; h - расстояние от центра тяжести двигателя до плоскости крепления, h=0,640 м.

Момент возникающий от переноса суммарной бортовой силы Р в плоскость крепления:

Мб=М(Р) + Мр, Н?м, (1.25)

где М(Р) - момент от переноса продольной силы Р , Н?м; Мр - реактивный момент от вращения коленчатого вала двигателя, Н?м

М(Р) = Р ?h, Н?м. (1.26)

где Р - суммарная бортовая нагрузка, Н; h - расстояние от центра тяжести двигателя до плоскости крепления, м.

Мб =Р?h+Мр, Н?м . (1.27)

Опрокидывающая нагрузка в продольном направлении (нагрузка приложена в центре тяжести двигателя вертикально):

Р =1,099?Мпр Н. (1.28)

Опрокидывающая нагрузка в поперечном направлении (нагрузка приложена в центре тяжести двигателя вертикально):

Р = 1,504? Мб Н. (1.29)

Результирующие нагрузки, действующие на двигатель с учетом опрокидывающих нагрузок:

Рв =Р'в + Рвпр +Рвпр, Н

Рпр =Р, Н (1.30)

Рб = Р, Н

Результирующая нагрузка в горизонтальной плоскости от сил Р'пр и Р'б:

, Н (1.31)

Вертикальная составляющая силы РГ, Н:

(1.32)

где k = 0,12 - коэффициент трения

Полная вертикальная нагрузка, Н:

Рвприв =Рв+РвГ. (1.33)

Результаты расчета представлены в таблице 1.1. Анализируя полученные результаты, делаем вывод, что наиболее нагруженным режимом, является режим внезапной остановки судна (посадка на мель) при скорости хода н =5,4 (м/с) с упором гребном винте 30% от номинального значения. Крен судна при бортовой качке и = 22,50. Амплитуда килевой качки ш=10°;

Определим количество призонных болтов необходимых для монтажа двигателя

Усилие затяжки одного болта, Н:

Рзат =k ? Рвприв /z, (1.34)

где k - коэффициент запаса, k= 1,2; Р - полная вертикальная нагрузка по наиболее нагруженному режиму, Рвприв =271793 Н; Z - общее число крепежных болтов в соединении, z = 24.

Рзат =1,2?271793/24= 13589,7 Н

Предел текучести материала болтов:

(1.35)

где dвн - внутренний диаметр резьбы крепежного болта, dвн =16,753 мм

В качестве материала болтов выбираем сталь марки 20 с пределом текучести ут= 250 МПа по ГОСТ 1050-74.

Количество призонных болтов:

(1.36)

где n - количество призонных болтов; N - вертикальная составляющая от силы трения; - сила сопротивления возникающая от среза призонных болтов; - допускаемое напряжение среза, = 0,4?ут МПа;

k ? Рвприв =1,2?271793=326151,6 Н

NвТР = 0,47?d2вн ?ут?z = 0,47?16,7532?10-6?250?106?24=791496,7 Н

Из расчета видно, что разница kвприв - Nвтр < 0, следовательно, необходимость в призонных болтах при монтаже главного двигателя отсутствует.

Отсутствие призонных болтов уменьшает трудоемкость и время отведенное на монтаж двигателя.

Таблица 1.1 - Результаты расчета действующих нагрузок на двигатель, при различных режимах работы судна

№	Обозначение нагрузки	Значения нагрузок при различных режимах работы судна, Н
		Полный ход судна	Швартовка судна	Посадка судна на мель	Кратковременный крен и дифферент
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26	Р1б Р1пр Р2б Р2в Р3б Р3в Р4пр Р4в Р5пр Р5в Мр Рвпр Рвб Р?в Р?пр Р?б Мпр Мб Рвпр Рвб Рв Рпр Рб Рг Рвг Рвприв	- - 11129 41535 7837 6239 3748 42836 9511 41803 755 1,099 ? Мпр 1,504 ? Мб -36329 13259 18966 8486 12893 9326 19391 -7612 13259 18966 23141 192842 185230	4383 - 11129 41535 7837 6239 3748 42836 8722 41925 227 1,099 ? Мпр 1,504 ? Мб -36207 12470 23349 7981 15170 8771 22816 -4620 12470 23349 26470 220583 215963	- 13150 11129 41535 7837 6239 3748 42836 9511 41803 227 1,099 ? Мпр 1,504 ? Мб -36329 26409 18966 16902 12365 18575 18597 843 26409 18966 32514 270950 271793	- - 30406 30406 - - 7467 42347 - - 755 1,099 ? Мпр 1,504 ? Мб -72753 7467 30406 4779 20215 5252 30403 -37098 7467 30406 31309 260908 223810

1.8 Установка компенсирующих звеньев

Компенсирующие звенья должны обеспечивать надежное крепление и минимальную трудоемкость монтажа оборудования. При выборе материала основное значение имеет значение неизменяемость механических характеристик и формы компенсирующих звеньев под нагрузкой при различных температурных условиях эксплуатации. Размеры компенсирующих звеньев выбирают конструктивно и проверяют на удельное давление, допускаемую величину которого принимают в зависимости от материала лап механизма и компенсирующих звеньев.