Приготування валопроводу до роботи

- зовнішній огляд;

- перевірка рівня масла в підшипниках;

- перевірка надходження масла к підшипникам-повітрярозподільникам;

- приготування системи охолодження елементів валопроводу.

 

Обслуговування валопроводу під час роботи

 

- контроль рівня масла у підшипниках;

- контроль температури масла;

- контроль температури підшипників;

- контроль пропусків води через дейдвудний сальник.

 

Припинення роботи валопроводу

- зупинка масляного насоса валопроводу;

- перекрити клапани на системах охолодження та змащення підшипників;

- огляд валопроводу, приведення в початкове положення;

- усунення патьоків масла, огляд та протирання колектора сигналізації ШПМ.

 

Огляди валопроводу

- щоденний;

- щотижневий;

- огляд через кожні 250 годин роботи;

- огляд через кожні 1250 годин роботи;

- огляд при поточному ремонті корабля;

- огляд при середньому ремонті корабля;

- огляд при докуванні.

 

Завдання на самостійну підготовку:

1) Закінчити аналіз варіантів використання валопроводів та представити викладачу для оцінювання.

2) вивчити та бути готовими для контрольного опитування правил експлуатації валопроводу корабля.

 

 

Практичне заняття № 2

Тема: Муфти валопроводу

 

Навчальні питання:

1. Фланцеве з'єднання та конічні фланцеві напівмуфти.
2. Подовжньо-свертні, еластичні та зубчасті муфти.
3. Шинно-пневматична муфта.
4. Гідромуфта.

 

 

Навчальна література:

1. В.Д. Колосов и др. Корабельные ДЭУ: Учебное пособие. -Л.: ЛВВМИУ, 1993, гл. 1. §§1.1 - 1.4.

2. Г.М. Хуршудян и др. «Корабельные ДЭУ и основы их общего проектирования». Л.: 1980. гл. 1. §§1.1-1.4.

3. Ребров Б.В. Корабельные газотурбинные и дизель - газотурбинные энергетические установки, ч.1. Л. 1970.

4. Ермолаев А.Н. и др. Корабельные энергетические установки с двигателями внутреннего сгорания и их боевое использование, М. 1963.

5. В.П.Кузин, В.И.Никольский „Корабли ВМФ СССР. 1945 – 1991”. ИМО. С-Петербург.-1996.

6. Инструкция № 2 по обслуживанию и периодическому планово-предупредительному осмотру и ремонту технических средств. Воениздат. М.: 1980.

 

ЗМІСТ ЗАНЯТТЯ ТА МЕТОДИКА ЙОГО ПРОВЕДЕННЯ

 

Вступ

Для з'єднання окремих ділянок валопроводу залежно від їх призначення, умов роботи, технології складання та розбирання застосовуються муфти різної конструкції. Гарне знання будови та особливостей досить надійних в експлуатації муфт валопроводів, дозволить інженер-механіку використовувати їх з максимальною ефективністю.

(Під час практичного заняття майбутнім офіцерам запасу необхідно сформувати навички щодо організації догляду за муфтами валопроводом корабля, особисту відповідальність за збереження їх у працездатному стані на весь період експлуатації. Видаються індивідуальні завдання про вивчення конструкції, особливостей конструювання, виготовлення, експлуатації та ремонту, характерних несправностей, методів їх запобігання та виявлення: 1) Фланцевих з'єднань та конічних фланцевих напівмуфт – 10 хвилин; 2) Подовжньо- свертних, еластичних та зубчастих муфт - 10 хвилин; 3) Шинно-пневматичних муфт - 20 хвилин; 4) Гідромуфт - 10 хвилин; 5) Аналіз варіантів використання муфт валопроводу у різних умовах експлуатації - 20 хвилин).

1. Фланцеве з'єднання та конічні фланцеві напівмуфти

(Студенти по кресленнях, описах та матеріальної частині самостійно вивчають конструкцію муфт, задають запитання у ході вивчення матеріалу, викладач дає відповіді на запитання. Після 6-8 хвилин роботи робить контрольне опитування найбільш важливих положень).

Рисунок 1. Фланцеве з'єднання.

Фланцеве з'єднання єнайбільш простим по конструкції й надійним в експлуатації (мал. 1).

Фланець відковується за одне ціле з валом. На торці фланця є виточення, у яку вставляється шайба, що центрує. Шайба служить напрямною деталлю тільки при спільній обробці й спарюванні суміжних валів.

Кількість сполучних болтів парне й коливається від 6 до 12. Для з'єднання фланців застосовуються циліндричні або конічні болти,, що приганяються щільно до поверхонь отворів у фланцях. Для болтів застосовуються корончаті або звичайні гайки, які стопоряться шплінтами.

Використання фланцевого з'єднання можливо тільки при застосуванні підшипників і сальників з горизонтальним розніманням.

Рисунок 2. Конічна фланцева напівмуфта: 1 - шпонка; 2 - стопорна шайба; 3 - стопорна гайка; 4 - заглушка;5 - вал; 6 - корпус напівмуфти.

Конічна фланцева напівмуфта (рис. 2) застосовується для з'єднання порожніх і суцільних валів при передачі крутного моменту й упору будь-якої величини.

Конусність з'єднання забезпечує легкість посадки та знімання корпуса напівмуфти 6 з вала 5. У торця муфти, протилежного фланцю, для збільшення жорсткості передбачається стовщений пояс. Для запобігання провертання напівмуфти на валу встановлюється шпонка 1. Натяг напівмуфти на вал забезпечується стопорною гайкою 3, що охороняється від самовідгвинчування стопорною шайбою 2.

2. Подовжньо-свертні, еластичні та зубчасті муфти (Студенти по кресленнях, описах та матеріальної частині самостійно вивчають конструкцію муфт, задають запитання у ході вивчення матеріалу, викладач дає відповіді на запитання. Після 6-8 хвилин роботи робить контрольне опитування найбільш важливих положень).   Подовжньо-свертні муфти (рис. 3) звичайно застосовуються для з'єднання валів у важкодоступних місцях корабля. Муфти легко роз'єднуються без переміщення їх в осьовому напрямку. Подовжньо-свертна муфта являє собою два порожніх сталевих напівциліндри, що обхоплює кінці валів, що з'єднуються, 1 і 5. Напівциліндри (напівмуфти) 6 і 8, з'єднані між собою болтами 7, стискають кінці валів з такою силою, щоб передача крутного моменту відбувалася за рахунок тертя. Для запобігання провертання валів у муфті передбачені шпонки 2 і 4. Упор гребного гвинта в обох напрямках передається через рознімне упорне кільце 3, вставлене в кільцеве виточення на кінцях валів, що з'єднуються. Рисунок 3. Подовжньо-свертна муфта: 1 - вал; 2 - шпонка; 3 - упорне кільце; 4 - шпонка; 5 - вал; б - напівмуфта; 7 - стяжний болт; 8 – напівмуфта.

 

Рисунок 4. Еластична муфта: 1 - внутрішній обід; 2 - планка; 3 - вкладиш; 4 - зовнішній обід; 5 – фланець.

Еластична муфта (рис. 4) забезпечує передачу крутного моменту та застосовується в якості вібро- і звукоізолятора між двигуном і валопроводом.

Вал двигуна болтами з'єднується із фланцем 5 еластичної муфти, що жорстко з'єднаний із зовнішнім ободом 4. До фланця валопроводу болтами кріпиться внутрішній обід 1. На внутрішній поверхні зовнішнього обода та на зовнішній стороні внутрішнього обода є радіально розташовані лопатки, між якими вставлені гумові вкладиші 3. Для фіксації вкладишів у своїх осередках передбачені планки 2, закріплені на зовнішньому ободі. Таким чином, передача крутного моменту від двигуна до валопроводу відбувається через еластичні гумові вкладиші, за рахунок чого забезпечується ефект звукоізоляції. Наявність еластичного елемента в складі сполучної муфти дозволяє понизити вимоги до точності центрування валів, що з'єднуються.

 

Зубчаста муфта характеризується простотою конструкції, високою надійністю, більшим ресурсом, малими габаритами й масою. Негативними якостями зубчастої муфти є неможливість її включення й вимикання при обертаннях валів, а також жорсткі вимоги до центрування валів, що з'єднуються.

Зубчаста муфта (рис. 5) дозволяє з'єднувати та роз'єднувати головний двигун з валопроводом у період повсякденної їх експлуатації. Ведучий диск 6 зубчастої муфти кріпиться болтами до вала двигуна. Відомий диск 1 із проміжною опорою 4 кріпиться до валопроводу. Ведучий і відомий диски муфти на зовнішній поверхні мають зуби, які перебувають у зачепленні із зубами внутрішньої поверхні переднього 5 і заднього 3 барабанів. Проміжна опора центрує ці барабани щодо відомого диска. Торці барабанів закриті дисками із сальниковими ущільненнями.

Рисунок 5. Зубчаста муфта: 1 - відомий диск; 2 - стопор; 3 - задній барабан; 4 - проміжна опора; 5 - передній барабан; 6 - ведучий диск; 7 - стрілка: 8 - вало-поворотна шестірня; 9 - кожух; 10 – бурт.

 

 

Шинно-пневматична муфта

(Студенти по кресленнях, описах та матеріальної частині самостійно вивчають конструкцію муфти, задають запитання у ході вивчення матеріалу, викладач дає відповіді на запитання. Після 12-15 хвилин роботи робить контрольне опитування найбільш важливих положень).

Шинно-пневматична муфта призначена для швидкого з'єднання і роз'єднання двигуна з валопроводом. Комплект шинно-пневматичної муфти (ШПМ) складається із властиво шинної муфти 2 (рис. 6), повітророзподільника 3 з повітророзподільним валом 4, систем управління та контролю. Повітророзподільник може кріпитися на спеціальному фундаменті 5 або на торці двигуна. При установці повітророзподільника на фундаменті він може додатково виконувати функції опорного підшипника.

 

Рисунок 6. Шинно-пневматична муфта: 1 - вал; 2 - шинна муфта; 3 - повітророзподільник; 4 – повітрярозподільний вал; 5 - фундамент.	Рисунок 7. Шинна муфта: а - загальний вид; б - кріплення фрикційної колодки до шинного балона; в - з'єднання ніпеля із шинним балоном і ободом; 1 - внутрішній барабан; 2 - зубчастий вінець; 3 - кожух; 4 - обід; 5 - болт; 6 - шинний балон; 7 - диск; 8 - палець; 9 - каркас; 10 - фрикційна пластина; 11 - гайка; 12 – ніпель.

Муфта (рис.7) складається із внутрішнього барабана 1 і обода 4, жорстко з'єднаних з диском 7. До обода 4 болтами 5 кріпиться шинний балон 6 із фрикційними колодками.

Внутрішній барабан 1 і диск 7 мають чисто оброблені торцеві поверхні з отворами для приєднання відомого й ведучого ділянок валопроводу. До внутрішнього барабана болтами закріплений зубчастий вінець 2 для провертання валопроводу (вала дизеля). До зубчастого вінця кріпиться кожух 3 для запобігання внутрішньої порожнини муфти від випадкового влучення сторонніх предметів.

Шинний балон 6 являє собою замкнуту кільцеву камеру з гуми й корду. Зовні по окружності в протектор балона вулканізовані сталеві пластини з різьбовими отворами для болтів 5, що з'єднують балон з ободом. Через ніпель 12 відбувається заповнення й спорожнювання внутрішньої порожнини балона.

У внутрішньому протекторі балона є отвори для пальців 8, що з'єднують фрикційні колодки з балоном. Фрикційна колодка складається з металевого каркаса 9 і фрикційної пластини 10 з азбесто-каучукової суміші.

При подачі стисненого повітря через ніпель 12 у шинний балон вибирається зазор між поверхнями фрикційних колодок і внутрішнього барабана, і в такий спосіб відбувається включення муфти.

Повітророзподільник (рис. 8) призначений для подачі стисненого повітря в муфту при включенні й випуску повітря при вимиканні. Він складається з рознімного корпуса 16 із кришкою 9, усередині якого перебувають камера наповнення 12, камера спуска (спорожнювання) 8 і опорного підшипника між ними.

Камери 8 і 12 забезпечують ущільнення повітропроводу при переході його від нерухливих частин до обертовим. Устрій обох камер ідентично.

Камера наповнення 12 (спуска 8) складається з рознімного корпусу, усередині якого розміщена гумова діафрагма 13 між двома розрізними текстолітовими кільцями 14. При подачі стисненого повітря в канал (по стрілці Б) гумова діафрагма притискає текстолітові кільця до буртів вала, забезпечуючи тим самим необхідне ущільнення повітряної порожнини камери. По спеціальних радіальних і осьових свердліннях у повітророзподільному валу 5 через замикаючий клапан 2 повітря надходить у штуцер 6 і далі в шинний балон.

 

 

Рисунок 8. Повітророзподільник: 1, 3, 4 - пробка; 2 – замикаючий клапан; 5 – повітро-розподільний вал; 6 - штуцер; 7, 10, 11- болт; 8 - камера спуска; 9 – кришка корпусу; 12 - камера наповнення; 13 - діафрагма; 14 – текстолітове кільце; 15 – вкладиш підшипника; 16 - корпус повітророзподільника; 17 - обой­ма; 18 – вхідний штуцер. А – підведення повітря у камеру спуска; Б - підведення повітря у камеру наповнення.

При вимиканні муфти повітря подається в камеру спуска (по стрілці А), звідки по іншим радіальному й осьовому свердліннях підводить до замикаючого клапана 2.

Підшипник повітророзподільника служить опорою для повітророзподільного валу й з'єднаної з ним муфти, а також утримує вал від осьового переміщення для забезпечення нормальної роботи повітряних камер.

Рис.9. Замикаючий клапан: 1 - гайка; 2 – тарілка кла­пана; 3 – гумове кільце; 4 - шайба; 5, 15 - гумова прокладка; 6 - клапан; 7 - корпус; 8, 9 - гумове ущільнювальне кільце; 10 - пружина; 11 - гайка клапа­на; 12 - поршень; 13 - упор; 14 – додаткова пружи­на; 16 - пробка; 17 - контр­гайка; А - камера запірного клапана; Б - камера поршня

Замикаючий клапан (рис. 9) вставлений у радіальний отвір фланця повітророзподільного вала, де закріплений пробкою 16. Через замикаючий клапан стиснене повітря надходить для наповнення муфти, він перекриває вихід повітря з балона муфти при роботі й випускає повітря при її вимиканні.

Замикаючий клапан складається з корпусу 7, клапана 6, поршня 12, пружин 10 і 14. Дві камери А и Б відділені друг від друга поршнем 12. Камера А з'єднана з камерою наповнення, а камера Б - з камерою спуска.

 

По закінченні наповнення балона повітря з камери А швидко стравлюється й клапан 6 під дією тиску повітря з балона й пружини 10 закривається. При вимиканні муфти повітря з камери спуска надходить у порожнину Б и разом із пружиною 14, переміщаючи поршень 12, відкриває клапан 6. У цьому випадку повітря із шинного балона по відповідних каналах через камеру наповнення стравлюється в атмосферу й муфта вимикається. Характеристики пружин 10 і 14 підібрані так, що при тиску повітря в балоні 0,44 МПа (4,5 кГс/см²) і нижче клапан під дією пружини 14 відкривається й утримується в цьому положенні.

Прискорювач (мал.10) призначений для прискорення закриття замикаючого клапана при включенні муфти й прискорення спорожнювання шинного балона при її вимиканні.

 

Рис. 10. Прискорювач: 1 - пробка; 2 - пру­жина; 3 - ущільнювальна прокладка; 4 - корпус; 5 - втулка; 6 - поршень

Він складається з корпуса 4 із втулкою 5, поршня 6 і пружини 2. У гніздо корпуса вкручена пробка 1, що обмежує хід поршня.

Прискорювач з'єднаний трубопроводом В с клапаном керування муфтою, а трубопроводом Г - з камерою наповнення повітророзподільника.

При вимиканні муфти й при виключеному її стані внутрішня порожнина шинної муфти через камеру наповнення по трубопроводу Г через отвори в пробці 1 сполучається з атмосферою, тому що поршень 6 під дією пружини 2 перебуває в крайнім правому положенні.

 

При включенні муфти повітря через клапан керування по трубопроводу В надходить у прискорювач, переміщає поршень 6 у ліве крайнє положення й по каналу Г надходить у камеру наповнення, а потім у шину.

По закінченні включення муфти подача повітря до прискорювача припиняється, поршень під дією пружини переміщається в крайнє праве положення, і камера наповнення через прискорювач сполучається з атмосферою. У каналах, що підводять повітря, тиск знижується, і замикаючий клапан закривається.

Шинно-пневматична муфта, забезпечуючи еластичне з'єднання, допускає значне розцентрування валів, що з'єднуються.

Включення ШПМ можливо при частоті обертання ведучого вала до 200 об/хв; вимикання – до 400 об/хв. Необхідне для роботи ШПМ тиск повітря становить 0,8-1,5 МПа (8-15 кГс/см²). Час включення або вимикання муфти не перевищує 10-15 с.

Застосування ШПМ у складі ЕУ декілька збільшує її габарити та масу, а також знижує надійність.

 

Рисунок 11. Гідромуфта: 1 - відомий вал; 2, 9 - упорно-опорний підшипник; 3 - кільцева камера; 4 - турбінне колесо; 5 - шиберне кільце; 6 - насосне колесо; 7 - кожух; 8 - корпус; 10 - ведучий вал.

Гідромуфта

(Студенти по кресленнях, описах та матеріальної частині самостійно вивчають конструкцію муфт, задають запитання у ході вивчення матеріалу, викладач дає відповіді на запитання. Після 6-8 хвилин роботи робить контрольне опитування найбільш важливих положень).

Гідромуфта призначена для швидкого з'єднання та роз'єднання двигуна з валопроводом.

Ведучий вал гідромуфти 10 (рис. 11) жорстко з'єднаний з колесом відцентрового насоса 6, а відомий вал 1 - з колесом гідравлічної турбіни 4. Насос і турбіна мають різну кількість радіально розташованих лопаток однакового профілю.

Заповнення внутрішньої порожнини гідромуфти робочою рідиною (звичайно малогрузле мінеральне масло) - через кільцеву камеру 3. Належна герметичність муфти забезпечується спеціальними сальниковими ущільненнями в кожусі 7, корпусі 8 і кільцевій камері 3.

При роботі двигуна (обертанні ведучого вала 10) рідина під дією відцентрових сил переміщається в міжлопаткових каналах колеса 6 від центра до його периферії і за рахунок придбаної кінетичної енергії приводить в обертання колесо турбіни 4.

Для зупинки корабля досить відкачати робочу рідину з порожнини муфти і обертання відомого вала 1 припиниться. Шиберне (від Schieber - заслінка) кільце 5 забезпечує прискорене вимикання гідромуфти.

Виникаючі при роботі гідромуфти осьові сили сприймаються упорно-опорними підшипниками 2 і 9.

Таким чином, гідромуфта забезпечує еластичний зв'язок двигуна з рушієм, а також їх швидке з'єднання та роз'єднання без зупинки двигуна.