Повышение работоспособности судовых валопроводов методами оптимизации и стабилизации параметров центровки

• Автор: Гаращенко, Петр Антонович
• Шифр специальности: 05.08.04, 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 344 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные условные обозначения

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Конструктивные особенности судовых валопроводов и нормы на основные параметры.

1.2. Анализ нагрузок, действующих на валопровод. Расчетные схемы валопроводов

1.3. Анализ методов расчета и контроля параметров центровки валопроводов. Способы центровки

1.4. Способы повышения работоспособности валопроводов

1.5. Постановка целей и задач исследования.

Глава 2. РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ МОНТАЖА МНОГООПОРНЫХ СТЕРЖНЕЙ, ВЫБОР И ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ К ОСНОВНОМУ РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОВКИ ВАЛОПРОВОДОВ.
2.1. Общие положения.
2.2. Разработка универсальной математической модели на основе
уравнения пяти моментов
2.3. Разработка универсальной математической модели на основе
метода начальных параметров. Метод податливых опор.
2.3.1. Единичный элемент и уравнения связи для его параметров
2.3.2. Начальные параметры стержня и их определение
2.3.3. Метод податливых опор. Определение параметров стержня для случая упругого, жесткого или смешанного крепления
2.4. Выбор математической модели, разработка алгоритма и системы
проверки основного расчета
2.5. Применение модели к основному расчету параметров центровки валопроводов
2.5.1. Обобщенная расчетная схема валопровода и исходные данные
2.5.2. Система отсчета радиальных смещений опор и ее преобразование .
2.5.3. Основной расчет параметров центровки, его обработка и
проверка. Примеры расчета.
2.6. Определение влияния общего изгиба корпуса судна на параметры центровки валопровода.
2.7. Основные результаты, полученные в главе и выводы.
Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОВКИ ВАЛОПРОВОДОВ И ЕГО РЕАЛИЗАЦИЯ.
3.1. Ограничительные значения параметров центровки и нормы по износу в опорах.
3.2. Теоретические основы метода оптимизации параметров центровки.
Номограммы допускаемых расцентровок валопровода.
3.3 Разработка алгоритмов поиска номограмм, определения их границ
и технического ресурса валопровода.
3.4. Расчет параметров центровки при номинальном, оптимальном и
заданных положениях валопровода
3.5. Пример расчета параметров центровки и работоспособности валопровода . . . .
3.6. Повышение работоспособности валопроводов методом оптимизации параметров центровки . .
3.7. Основные результаты, полученные в главе и выводы
Глава 4. СТАБИЛИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОВКИ ВАЛОПРОВО
ДОВ И УПРУГИЕ ОПОРЫ ДЛЯ ЕЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
4.1. Общие положения
4.2. Основные характеристики упругих опор для судовых валопроводов
4.3. Расчет параметров центровки и работоспособности валопроводов
для случая упругого крепления опор. Пример расчета
4.4. Исследование влияния величины податливости упругих опор на параметры центровки и работоспособности валопровода.
4.5. Повышение работоспособности валопроводов методом стабилизации параметров центровки
4.6. Предлагаемые конструкции упругих компенсационных опор и способы их установки
4.7. Основные результаты, полученные в главе и выводы
Глава 5. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ В КОНСТРУИРОВАНИИ ВАЛОПРОВОДОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ИХ ЦЕНТРОВКЕ .
5.1. Общие положения
5.2. Регулирование и компенсация износа вкладышей дейдвудных подшипников
5.3. Регулирование гибкости валопроводов и податливости фундамента
5.4. Включение гибких устройств в систему валопровода.
5.5. Предложения но расчету параметров центровки валопроводов. .
5.6. Предлагаемые устройства для центровки и способы их применения
5.7. Основные результаты, полученные в главе и выводы.
Глава 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ МИОГООПОРНЫХ СТЕРЖНЕЙ С ПРОТЯЖЕННЫМИ ОПОРАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОВКИ ВАЛОПРОВОДОВ.
6.1. Общие положения.
6.2. Теоретические основы методов определения положения многоопор
ных стержней с протяженными опорами
6.3. Разработка способа определения изгибных усилий в стержнях по результатам тензометрирования
6.4. Составление аппроксимирующих уравнений для изгибных усилий в многоопорных стержнях
6.4.1. Многоопорные стержни с одной протяженной опорой.
6.4.2. Многоопорные стержни с двумя протяженными опорами . . .
6.5. Контроль параметров центровки валопроводов
6.5.1. Экспериментальное определение изгибных усилий.
6.5.2. Расчеты по контролю центровки валопроводов с одним дейдвудным подшипником.
6.5.3. Расчеты по контролю центровки валопроводов с двумя дейдвудными подшипниками.
6.6. Основные результаты, полученные в главе и выводы
Глава 7. РАЗРАБОТКА ЭКСПРЕССМЕТОДА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОВКИ ВАЛОПРОВОДОВ. ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТОК.
7.1. Активные многофакторные эксперименты в применении к расчету параметров центровки валопроводов
7.2. Обобщенные расчетные схемы валопроводов, исходные данные и определение коэффициентов уравнений регрессии
7.3. Расчет параметров центровки и прогнозируемого ресурса по уравнениям регрессии. Примеры расчета
7.4. Внедрение разработок
7.5. Основные результаты, полученные в главе и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Другим направлением в повышении гибкости СВ при одновременном улучшении их вибрационных характеристик является использование упругих муфт или только между двигателем и ведущим валом что чаще всего, или между двигателем и ведущим валом, а также между ведущим и промежуточным, промежуточным и гребным валами патент Польши 7. В первом случае исключается передача изгибных усилий со стороны судового вала на коленчатый вал двигателя и последний может быть исключен из расчетной схемы СВ, а вместе с этим исключается раскеп из числа ограничительных параметров, накладываемых на валопровод. Во втором случае расчетная схема СВ, принятая изначально в виде многопролетной неразрезной балки, может быть представлена совокупностью независимых статически определимых балок, НДС которых не изменяется с изменением эксплуатационных условий, то есть работоспособность СВ в этом случае будет ограничиваться только величиной предельно допускаемого износа в кормовом дейдвудном подшипнике и, следовательно, будет повышенной, так как все другие ограничительные параметры исключаются. Разумеется, что при этом муфты должны быть высокоэластичными, то есть полностью исключающими передачу изгибных усилий при возможных взаимных линейных и угловых смещениях сопрягаемых валов. К настоящему времени такие муфты изготовляют для передачи крутящего момента от 0,4 до кНм 4. Фирма Vi iii Великобритания разработала для СВ ряд из шести упругих муфт, предназначенных для передачи мощности от ,3 до Мвт при частоте 0 мин1, которые допускают раздельные смещения при постоянной нагрузке радиальные от 7 до мм, осевые до ,7 мм, угловые от 0,4 до 0,9 рад. На большие величины расцентровок рассчитаны муфты, изготовляемые другими фирмами 4,9. Эффективным направлением в повышении гибкости СВ является использование специальных упругих элементов или устройств в подшипниках, за счет чего обеспечивается упругая связь СВ с фундаментом. В работах 6, , 2, 3 описаны конструкции специальных упругих опор, которые выполняют роль стабилизаторов опорной реакции и вследствие этого являются компенсаторами расцентровок СВ, происходящих при эксплуатации. Их устанавливают между судовым фундаментом и основанием опорного подшипника. Опоры имеют, посуществу, две характеристики зависимости между нагрузкой и упругой осадкой динамическую и статическую. Для динамических вибрационных нагрузок они являются относительно жесткими, а для статических упруго податливыми. При включении таких опор в систему вапопровода они повышают его гибкость по отношению к тем эксплуатационным факторам, которые являются длительными по действию износ вкладышей подшипников, изменение деформаций при изменении загрузки судна и т. СВ. Несмотря на компенсирующую способность такие опоры не получили применение и это, в основном, изза сложной конструкции клинопружинного механизма 6, ограниченной циклической прочности гибкого элемента, выполненного в виде сильфона 2, и малой динамической жесткости опор 2, 3. Не нашли применения и аналогичные по назначению и принципу действия упругие устройства, которые предложено , размещать внутри опорных подшипников и выполнять в виде клинопружинного механизма или в виде гибких вставок . Изза возможной утечки рабочей жидкости из объема между основанием подшипника и выдвижной упругой крышкой, находящейся в контакте с валом, будет затруднено применение упругой опоры, предложенной 6 для вращающихся валов. Однако, если в таких опорах обеспечить надежную работу упругого соединительного элемента, связывающего упругую крышку с основанием подшипника, то они будут эффективны в применении не только в опорных, но и в дейдвудных подшипниках, поскольку обладают преимуществами системы центровки СВ с помощью гидродинамометров , , и способны гибко реагировать на радиальные смещения вала, обусловленные его местными деформациями, несоосностью и т. Проведенные исследования , показывают, что если рассматривать дейдвудные подшипники СВ с учетом упругой податливости вкладышей, то с ее повышением достигается более равномерное распределение усилий по длине вкладышей, что приводит к уменьшению их износа и повышению работоспособности СВ.