Передача мощности на винт

1. Передача мощности на винт

Семенов Р.С. Э-331

2. Валопровод 

Валопровод
Валопровод – энергетический комплекс, предназначенный для
передачи крутящего момента от ГД к движителю. Основными
элементами валопровода являются:
валы,
главный упорный подшипник,
промежуточные (опорные) подшипники,
дейдвудное, уплотнительное и валоповоротное устройства

3.

4. Валы 

Валы
Судовые валы предназначены для непосредственной передачи крутящего момента
от ГД к движителю и восприятия развиваемого движителем упора. Валы имеют шейки
в местах установки подшипников и уплотнений. Концевой вал, на который
помещается гребной винт, называется гребным валом. Передачу на корпус осевого
усилия (упора) осуществляет упорный вал. В тех случаях, когда общая длина
валопровода велика, применяют дополнительные валы, называемые
промежуточными. Линейно расположенная система валов, жестко соединенных
между собой преимущественно с помощью фланцев и соединительных болтов,
называется линией валопровода. Вал ГД соединяется с валопроводом при помощи
муфт (эластичных, гидравлических и т.д.)

5. Валы 

Валы
На судовом фундаменте и в дейдвудной трубе находятся подшипники
валопровода. Главный упорный подшипник служит для восприятия
передаваемого валом упора и передачи его на корпус судна. Наибольшее
распространение получили одногребенчатые упорные подшипники с
самоустанавливающимися упорными подушками. Осевые нагрузки от упора
воспринимаются корпусом судна через эти подушки. Эти подшипники
отличают небольшие габариты и масса, простота конструкций и обслуживания
при эксплуатации. Опорные подшипники являются промежуточными опорами
валопровода.

6. Дейдвудное устройство

Для того чтобы провести линию валопровода через
кормовое помещение судна (ахтерпик),
предусмотрена дейдвудная труба. Сочетание
дейдвудной трубы с гребным валом имеет название
дейдвудного устройства.
Дейдвудное устройство предназначено для размещения
кормовой опоры валопровода, предотвращения
проникновения забортной воды внутрь корпуса судна по
дейдвудной трубе, а также для смазки, охлаждения и
защиты проходящего через неё гребного вала

7. Дейдвудное устройство 

Дейдвудное устройство
Дейдвудный подшипник воспринимает не только статические нагрузки от веса
гребного вала и винта, но и динамические от работы винта в условиях
различного нагружения и неравномерности потока за ахтерштевнем.
Уплотнение линии валопровода осуществляется путем установки сальников,
основным назначением которых является предотвращение проникновения воды
внутрь корпуса судна. Наибольшее применение получило дейдвудное
уплотнение типа «Симплекс», выполненное в виде манжет из специальной
профилированной резины, так как оно обеспечивает надежную герметизацию
дейдвудной трубы

8.

Дейдвудный подшипник
Дейдвудное уплотнение
симплекс

9. Передача вращающего момента и мощности от главного двигателя к винту 

Передача вращающего момента и
мощности от главного двигателя к винту
По способу передачи мощности от главного ДВС к гребному валу судовые силовые
установки разделяются на три основных типа: установки с прямой, редукторной и
электрической передачами.
Силовые установки с прямой передачей широко используются на промысловых судах с
мощностью главных ДВС от 100 до 70 000 кВт. Эти передачи являются наиболее простыми и
характеризуются очень малыми потерями мощности, составляющими примерно 2—5%.
В установках с прямой передачей коленчатый вал главного ДВС жестко соединен с
гребным валом, поэтому последний имеет ту же частоту вращения, что и главный двигатель.
В зависимости от длины линии валопровода между главным двигателем и гребным валом
могут устанавливаться промежуточные валы.

10.

На рисунке дана принципиальная схема силовой установки с прямой передачей мощности
от главного ДВС 9 с маховиком 8 на гребной вал 3. Коленчатый вал двигателя жестко соединен
с гребным валом при помощи короткого упорного вала 6 и двух промежуточных валов 4,
установленных в опорных подшипниках 5. Гребной вал вращается в дейдвудной трубе 2.
Упорный вал 6 выполнен заодно с упорным гребнем, который передает осевое усилие
гребного винта 1 упорному подшипнику 7.
Преимуществами прямой передачи являются высокий КПД передачи, простота ее устройства,
надежность в работе.
Недостаток прямой передачи — при работе двигателя на долевых нагрузках его мощность
используется неэффективно, что приводит к значительному увеличению удельного расхода
топлива. Кроме того, жесткая связь между двигателем и гребным винтом ухудшает
маневренные качества судна, а частые реверсы значительно снижают моторесурс двигателя

11. Редукторные передачи 

Редукторные передачи
Редукторные передачи используются в судовых силовых установках с быстроходными ДВС,
применение которых дает определенные преимущества и в первую очередь уменьшение
габаритных размеров и массы установок. В последние годы такие передачи нашли
применение в сочетании со среднеоборотными ДВС, так называемые дизель-редукторные
агрегаты.
Силовые установки с редукторной передачей чаще всего включают в свой состав два
главных ДВС, от которых мощность передается на один гребной вал через редуктор. Между
коленчатым валом главных ДВС и редуктором устанавливаются индукционные или
гидравлические муфты, которые сглаживают колебания крутящего момента двигателя,
обеспечивая плавность зацепления шестерен редуктора, быстрое отключение валопровода
от коленчатого вала, отключение одного из ДВС при неисправностях и т. д. Широко
применяются фрикционные муфты.
Редукторные передачи дают возможность применения в составе силовых установок
обратимых электрических валомашин,позволяющих осуществлять отбор мощности от
главных двигателей для питания судовых потребителей или, наоборот, использовать
мощность судовой электростанции для увеличения скорости движения судна.

12.

На рисунке дана принципиальная схема силовой установки с редукторной передачей
от главных двигателей 5 к гребному винту 1. Главные двигатели через муфты 4 приводят
во вращение валы редуктора с шестернями 3 и 6, которые вращают зубчатое колесо,
соединенное с валопроводом 2 и гребным винтом 1. Усилие гребного вала
воспринимается упорным подшипником, установленным в корпусе редуктора.
К недостаткам редукторных передач (в сравнении с прямыми) относятся сложность
конструкции, меньшие моторесурс и КПД передачи. Несмотря на эти недостатки,
возможность рационального использования мощности двигателей при различных
режимах работы судна, а также применение быстроходных ДВС относительно
небольших размеров и массы делают редукторную передачу наиболее
перспективной для промысловых судов.

13. Электрическая передача 

Электрическая передача
Электрическая передача имеет ряд преимуществ перед прямой и редукторной. Ее
применение позволяет: использовать нереверсивные быстроходные ДВС, размещая
их независимо от гребных валов; эффективно использовать мощность силовой
установки независимо от скорости вращения гребного винта; легко осуществлять
реверс гребного электродвигателя (гребного винта) с помощью переключателей из
машинного отделения и рулевой рубки; использовать главные генераторы для
обеспечения электроэнергией вспомогательных механизмов.
Несмотря на указанные преимущества силовые установки с электрической
передачей на промысловых судах широкого применения не получили из-за
сложности, высокой стоимости и низкого КПД оборудования по сравнению с
другими видами передач. К недостаткам также относится необходимость увеличения
числа обслуживающего персонала (в штат машинной команды дополнительно
вводятся электромеханики). В настоящее время такие установки применяются
главным образом на производственных рефрижераторах, консервных траулерах и
некоторых транспортных судах.

14.

На рисунке дана принципиальная схема силовой установки с
электрической передачей мощности от главных двигателей к гребному
винту 1. Главные ДВС 5 приводят в действие генераторы 4,
вырабатывающие электрический ток, который подводится к
распределительному щиту 3. От него электроэнергия подается к
потребителям, в том числе и к гребному электродвигателю 2,
соединенному с гребным винтом 1.