Повышение ресурса металлических дейдвудных подшипников судового валопровода

• Автор: Чанчиков, Василий Александрович
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава 1. Проблема повышения ресурса дейдвудных подшипников судового валопровода
1Л. Анализ конструктивных особенностей и эксплуатационных условий судовых валопроводов
1.2. Ресурс металлических дейдвудных подшипников судового валопровода и его определяющие факторы
1.3. Особенности изнашивания пары трения «гребной вал -вкладыш дейдвудного подшипника»
1.4. Современные методы и способы увеличения ресурса дейдвудных подшипников скольжения
Выводы к главе
Глава 2. Разработка магнитных смазочных материалов для дейдвудных подшипников судовых валопроводов
2.1. Общая характеристика смазочных материалов, применяемых в дейдвудных устройствах
2.2. Магнитные смазочные жидкости, способы получения и целесообразность применения в узлах трения скольжения
2.2.1. Физические свойства магнитных жидкостей
2.2.2. Трибологические свойства магнитных жидкостей
2.2.3. Способы получения магнитных коллоидных растворов
2.3. Разработка и получение магнитных смазочных материалов на основе магнитных противоизносных присадок
2.3.1. Магнитная противоизносная мицеллярная наноприсадка на основе оксида железа (IV)
2.3.2. Магнитная противоизносная мицеллярная наноприсадка на основе кобальтированного оксида железа (IV)
Выводы к главе
Глава 3. Технология повышения ресурса дейдвудных подшипников скольжения
3.1. Разработка технологии повышения ресурса металлических дейдвудных подшипников
3.2. Моделирование износа манжетных уплотнений для вращающихся валов

3.3. Расчетно-теоретическое исследование изнашивания трибосопряжения «шейка вала - вкладыш подшипника» в среде магнитных углеводородных жидкостей
Выводы к главе
Глава 4. Экспериментальное исследование процесса изнашивания пары трения скольжения
4.1. Оборудование и приборы
4.1.1. Твердомер ТК-2М
4.1.2. Микроскоп измерительный МПБ-
4.1.3. Испытательная машина 2070 СМТ-
4.1.4. Микроскоп металлографический ЛАБОМЕТ-И
4.2. Материалы и методика исследования изнашивания пары трения «вал - вкладыш»
4.2.1. Технология изготовления экспериментальных образцов
4.2.2. Общая характеристика материалов пары трения «вал-вкладыш»
4.2.3. Разработка методики экспериментальных исследований изнашивания пары трения «вал-втулка»
4.3. Экспериментальное исследование триботехнических свойств магнитных углеводородных жидкостей
4.3.1. Определение и оценка эффективности магнитной противоизносной присадки в составе отечественных смазочных масел
4.3.2. Определение оптимальной концентрации магнитной противоизносной присадки в смазочных маслах
4.4. Определение экономической эффективности внедрения технологии по повышению ресурса дейдвудных подшипников судовых валопроводов
Выводы к главе
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
Приложение 1. Статистическая обработка экспериментальных данных
Приложение 2. Полученные акты о внедрении
Приложение 3. Полученные дипломы и патенты
Введение
Известно, что преодоление трения в процессе работы оборудования, машин и механизмов поглощает до 30-40% всей вырабатываемой энергии, а потери в промышленности развитых стран вследствие трения и износа достигают 4-5% национального дохода. В этой связи, не являются исключением и подвижные сопряжения в судовой технике.
Эффективность работы судов зависит от надежности функционирования устройств, систем, энергетических установок. Наиболее важной и ответственной составляющей двигательно-движительного комплекса судна является валопровод. Проблема повышения эксплуатационной долговечности судовых валопроводов во многом определяется безотказной работой дейдвудных подшипников, которые находятся особенно в тяжелых условиях эксплуатации, что вызывает повышенное изнашивание и снижение ресурса подшипников.
Основными причинами, ограничивающими применение металлических дейдвудных подшипников, являются: износ кормового подшипника, утечка нефтепродуктов в окружающую водную среду вследствие износа манжетных дейдвудных уплотнений, что влечет за собой финансовые потери судоходных компаний из-за уплаты штрафов, значительного перерасхода смазочных материалов, а также ремонта уплотнений каждые 3-4 года. Тем не менее, количество судов, снабженных металлическими дейдвудными подшипниками, составляет 35% (45 тысяч судов) мирового гражданского флота.
В настоящее время норма утечки масла из дейдвудной трубы установлена Регистром Ллойда и составляет 6 л/сут. Для мирового флота это дает объем загрязнения водной среды около 80 млн. литров в год при средней годовой наработке судна 6000-7000 ходовых часов. Причем загрязнение морской сферы водным транспортом будет расти соответственно возрастанию значения этого

Как следует из (1.15), минимальная частота вращения валопровода (по условиям образования полужидкостного режима трения в подшипнике) должна быть тем выше, чем больше величина опорной реакции. В связи с этим с учетом долевых режимов работы главной установки проверке в первую очередь подлежит состояние кормовой дейдвудной опоры. В таблице 1.12 приведены значения минимальной частоты вращения гребных валов на режиме полужидкостного трения в подшипниках применительно к судам Каспийского бассейна. Расчет выполнен для номинальной нагрузки на кормовой дейдвудной опоре. Длина втулок принята равной 1 ~ 2,5d, а температура смазывающей жидкости - 40 °С. Результаты расчета по (1.15) показывают, что полужидкостный режим трения на дейдвудных опорах ГУ рассматриваемых судов обеспечивается (при осредненной нагрузке р) как на номинальной частоте вращения, так и на всех долевых режимах работы СЭУ.
Таблица 1.
Минимальная частота вращения валопровода в условиях полужидкостного трения на
дейдвудных опорах
Тип судна Род смазки Динамическая вязкость р, СПЗ Номинальная частота вращения п, об/мин Минимальная частота вращения min п, об/мин
СРТМ пр. 502 вода 0,656 375 57,
СТР пр. 503 вода 0,656 247 47,
РМС пр. 1361 вода 0,656 290 90,
PC пр. 388 вода 0,656 360 34,
ЗРС пр. 2035 вода 0,656 500 53,
МБ-400 масло 54,00 275 1,
МРТК пр. 1336 вода 0,656 365 60,
РМС «Каспий» вода 0,656 428 56,
При вращении вала в подшипнике между трущимися поверхностями образуется масляный слой, толщина которого определяет несущую способность опоры. Кроме этого, некоторая определенная толщина указанного слоя обеспечивает полужидкостный или даже жидкостный режим трения в подшипнике, поэтому для обеспечения эксплуатационной надежности подшипниковой пары должно быть выполнено условие: , ,
' I * , 5 ' , ' , "•» 1 «
, 1 1« 1 ' , / I К (Iя