Судовые валопроводы и движители

Назначение, устройство и основные части валопровода

Главное назначение валопровода — передавать крутящий момент от главного двигателя гребному винту (движителю), а также воспринимать и передавать корпусу судна упор, создаваемый гребным винтом. Количество валопроводов на судах может быть от одного до трех. На некоторых катерах применяют четырехвальные установки. Для лучшей работы гребного винта валопровод устанавливают с наклоном в корму (до 5°). В трехвальных установках, а иногда и в двухвальных, валы правого и левого бортов могут быть установлены под углом (до 2°) и к диаметральной плоскости судна.
Длина валопровода зависит от размеров судна и места расположения главных двигателей. Валопровод обычно состоит из нескольких частей, жестко соединенных между собой и уложенных на опорные подшипники. Каждая из этих частей в зависимости от назначения имеет свое название.
На рис. 67 показан судовой валопровод, состоящий из упорного вала 17, промежуточных валов 11 и гребного вала 3 с гребным винтом 1. Опорами промежуточных валов служат опорные подшипники 10 и 12, а опорами гребного вала — подшипники (втулки) дейдвудной трубы 6 и кронштейна 2. Дейдвудная труба носовой частью крепится в наварыше 9, а кормовой в мортире 4; ее средняя часть лежит в опорных кольцах 5 и 7. Для обеспечения водонепроницаемости на носовой части дейдвудной трубы установлен дейдвудный сальник 8, а на переборках в местах прохода валопровода — переборочные сальники 16, обеспечивающие водонепроницаемость. Упорный вал 17 соединен с главным двигателем 19 с помощью упорного подшипника 18. В дополнение к нему иногда устанавливают вспомогательный упорный подшипник: 15. Для стопорения вала предусмотрен тормоз 14; в паротурбинных установках для определения мощности, передаваемой на вал, устанавливают торсиометр 13.

судовой валопровод
Рис. 67. Судовой валопровод.

Гребной вал является концевым валом валопровода и устанавливается в дейдвудной трубе или в специальном кронштейне. Кормовой конец вала, выходящий наружу, выполнен конусным; на него напрессовывают гребной винт. Если предусмотрена установка винта регулируемого шага (ВРШ), то гребной вал вместо конуса имеет фланец для присоединения ступицы ВРШ. Носовой конец гребного вала с помощью муфты соединен с первым промежуточным валом. Соединение гребного и дейдвудного валов часто осуществляют с помощью двух конусов: наружного — на носовом конце гребного вала и внутреннего — в специально утолщенной части кормового конца дейдвудного вала. Установка специальной чеки и плотная посадка конусов обеспечивают совместную работу обоих валов без проворачивания в конусном соединении. Рабочие шейки концевых валов облицованы бронзовыми рубашками, если вал работает во втулках, набранных из планок текстолита или лигнофоля.
Промежуточные валы изготовляются обычно пустотелыми вместе с соединительными фланцами; их соединяют между собой болтами. Каждый промежуточный вал, как правило, лежит на одном опорном подшипнике. Во время монтажа устанавливают так называемый монтажный подшипник. Для опорного и монтажного подшипников на каждом валу предусмотрены шейки, обработанные с большой точностью. Когда в качестве опор применяют роликовые подшипники, то валы имеют съемные муфты для соединения между собой. Это позволяет напрессовать роликовые подшипники на валы.
Назначение опорных подшипников — воспринимать нагрузку от массы валопровода, обеспечивать правильное расположение валопровода но отношению к корпусу судна, а также длительное и надежное вращение валопровода на всех режимах работы главного двигателя. Обычно применяют опорные подшипники скольжения для длинных валопроводов и роликовые подшипники качения для коротких. Валопровод условно считают коротким, если его длина от носовой дейдвудной втулки до кормовой опоры вала двигателя не превышает 22 √d, где d диаметр вала в метрах. Обычно опорный подшипник скольжения имеет литой стальной корпус с горизонтальным разъемом. Нижняя половина корпуса отлита заодно с лапами, которыми подшипник крепится к судовому фундаменту. В нижнюю и верхнюю половину (крышку) корпуса устанавливают вкладыши из двух половин, рабочая поверхность которых залита антифрикционным сплавом. Обе половины подшипника соединяются болтами. Смазка подается в подшипник под давлением. Нагретое масло отводится через отверстия в нижней части корпуса подшипника.
С торцов подшипника устанавливают крышки, имеющие канавки, в которые вставляют фетровые или войлочные полукольца, препятствующие просачиванию масла из подшипника по шейке вала наружу.
Корпус роликового подшипника состоит из двух половин (верхней и нижней), соединенных болтами. В корпусе устанавливается роликовый подшипник. С торцов корпус закрывается крышками с уплотнением. Роликовые двухрядные сферические (самоустанавливающиеся) подшипники выпускаются для валов диаметром до 530 мм, поэтому они в последнее время применяются и для валопроводов с валами большого диаметра. Однако применение таких подшипников ограничено, так как они не имеют разъема. Поэтому их напрессовывают на промежуточный вал (со снятой соединительной муфтой) с торца, что несколько усложняет процесс сборки валопровода. Смазывают подшипники качения обычно консистентными смазками.
Упорный подшипник, как уже отмечалось, воспринимает упор, создаваемый гребным винтом. Существуют различные конструкции главных упорных подшипников. Значительное распространение получили одногребенчатые упорные подшипники (рис. 68). Корпус подшипника отлит из стали и состоит из двух половин — нижней 1 и верхней 12, соединенных по горизонтальному разъему болтами. Сверху корпус закрыт крышкой 10, предназначенной для осмотра подшипника. Крышка закреплена барашками 11. Внутри корпуса расположен упорный вал 8 с упорным гребнем 6, откованным заодно с валом. Заодно с валом откованы также фланцы (на рисунке не показаны) для соединения упорного вала с другими частями валопровода. Вал опирается на бронзовые вкладыши 5, имеющие баббитовую заливку 4. Кольцевые бурты вкладышей, входящие в пазы корпуса подшипника, предохраняют вкладыши от осевого смещения.

одногребенчатый упорный подшипник
Рис. 68. Одногребенчатый упорный подшипник.

С обеих сторон к упорному гребню примыкают упорные подушки (сегменты) 9, расположенные симметрично по его окружности. Каждая подушка со стороны рабочей поверхности залита баббитом, а с обратной стороны в нее плотно запрессованы каленые чечевицы 7. Сферическими поверхностями чечевицы опираются на каленые плоские шайбы 3, в свою очередь запрессованные в полукольца 2, установленные в выточки корпуса. Под полукольца могут быть поставлены прокладки соответствующей толщины, что позволяет регулировать масляный зазор между подушками (сегментами) и упорным гребнем. Для уплотнения упорного вала в местах его выхода из корпуса подшипника предусмотрены крышки с фетровыми или войлочными уплотнительными кольцами, устанавливаемыми в пазах крышек.
Масло к упорному подшипнику поступает под давлением через дроссельный клапан. Охлаждение масла производится с помощью змеевика, расположенного в нижней части корпуса подшипника. Для контроля за режимом смазки в подшипнике предусмотрены термометр, манометр и указатель уровня масла.
Тормоз валопровода предназначен для стопорения валопровода на ходу судна в случае необходимости — например, для устранения повреждений самого валопровода или главного двигателя. Чаще всего применяют тормоз бугельного типа. Он состоит из опорной плиты, укрепленной на судовом фундаменте, и двух тормозных скоб, нижними концами шарнирно соединенных с плитой; внутренняя поверхность скоб облицована лентами из фрикционного материала. Верхняя часть скоб стянута двумя стержнями и обеспечивает плотное прижатие фрикционных лент (скоб) к тормозному фланцу вала валопровода. При нормальной работе валопровода тормозные скобы находятся в отжатом состоянии.
Соединение промежуточных валов между собой, а также промежуточного вала с дейдвудным валом может осуществляться при помощи обычного фланцевого соединения, выполненного заодно с валом; иногда применяют специальные шпоночные муфты, насаженные на концы валов, или бесшпоночные муфты и полумуфты, напрессованные на концы валов гидропрессовым способом. Вал двигателя с валопроводом часто соединяют специальными муфтами: фрикционными, гидравлическими, электромагнитными и шинно-пневматическими.
Переборочные сальники устанавливают в местах прохода промежуточных валов через водонепроницаемые переборки. Они предотвращают проникновение воды из одного отсека судна в другой. Переборочный сальник состоит из корпуса, который крепят на шпильках к приварышу — стальному кольцу, приваренному к переборке. В корпусе переборочного сальника устанавливают грундбуксу и нажимную втулку, а также просаленную пеньковую набивку. Последняя уплотняется нажимным кольцом путем поджатия гаек шпилек, на которых установлен сальник.
Дейдвудное устройство является одним из основных элементов валопровода. Простейшее дейдвудное устройство состоит из трубы с фланцем. В трубу запрессованы втулки с вкладышами. Носовой конец дейдвудной трубы уплотнен дейдвудным сальником. Носовой фланец дейдвудной трубы крепится к стальному приварышу кормовой водонепроницаемой переборки. На кормовом фланце трубы имеется кольцевой выступ, которым он упирается в торец ахтерштевня (или мортиры) и закрепляется снаружи гайкой. Бронзовые втулки, запрессованные внутрь трубы с ее носового и кормового концов, являются подшипниками гребного или дейдвудного вала. Эти втулки могут состоять из двух половин. Кормовая втулка закреплена фланцем на торце дейдвудной трубы; обе втулки упираются в ее внутренние заплечики. Внутри втулок закреплены подшипники, набранные из планок твердой древесины — бакаута. В настоящее время вместо дорогостоящего бакаута иногда применяют вкладыши из древеснослоистого пластика, лигнофоля (пропитанного смолами и спрессованного в горячем состоянии фанерного шпона), текстолита (слоистого пластика, полученного в результате прессования ткани, пропитанной смолами) или специальных резинометаллических планок из водостойкой твердой резины, закрепленных во втулке винтами. В таких подшипниках сама вода является смазочным материалом. Набивку сальника в таких дейдвудных устройствах выполняют из просаленной и прографиченной пеньки специального прядения. В настоящее время внедряются более совершенные дейдвудные устройства с уплотнениями новых типов. Так, оправдало себя уплотнение типа «симплекс», выполняемое в виде манжет из специальной профилированной резины. Оно обеспечивает настолько надежную герметизацию дейдвудной трубы, что удается применить смазку подшипников дейдвуда минеральным маслом под давлением и обеспечить более надежную работу вала в районе подшипников. В этом случае и сами подшипники имеют иную конструкцию; в них применяются металлические антифрикционные материалы.


Слесарь-судоремонтник