6 Конструктивная разработка узла

6.1 Расчет ведущего вала муфты

Для передачи крутящего момента от главного двигателя к валогенератору через ременную передачу применяется муфта отбора мощности.

Крутящий момент , , определяется

, (6.1)

где, - число оборотов ведущего вала, ;

- число оборотов ведомого вала, ;

- мощность передаваемая от главного двигателя к генератору, ;

Определяется крутящий момент на ведущем валу .

,

.

Определяется диаметр ведущего вала d, мм:

; (6.2)

где, - допускаемое напряжение на кручение .

,

Согласно рекомендации полученное значение необходимо округлить в большую сторону на 5-10%, тогда диаметр ведущего вала принимается 50мм,

=50мм.

Проверяется диметр ведущего вала из расчета на совместное действие изгиба кручения в опасном сечении.

Уравнение моментов относительно правой опоры,

А L G l=0 (6.3)

Реакция опоры А:

; (6.4)

где, G – вес шкива, кг;

L – расстояние между опорами, мм;

l – расстояние от опоры до шкива, мм.

,

.

Шкив установлен на середине вала, поэтому реакция правой опоры равна реакции левой опоры, т.е. А=В=11Н

Определяется изгибающий момент в вертикальной плоскости , Н,

, (6.5)

Определяется изгибающий момент в горизонтальной плоскости , Н,

, (6.6)

,

=1,5.

Результирующий изгибающий момент , ,

, (6.7)

,

.

Приведенный момент , ,

, (6.8)

,

.

Определяется приведенное напряжение , МПа,

, (6.9)

где - крутящий момент на валу, .

,

.

Расчет принимается удовлетворительным, т.к. , где , допускаемое напряжение изгиба.

6,2 Расчет шкива и ременной передачи

Определяется диаметр ведомого шкива , мм,

, (6.10)

откуда равен

, (6.11)

где - частота оборотов ведущего вала, об/мин;

- диаметр ведущего шкива, мм;

- частота оборотов ведомого вала, об/мин.

,

.

Принимается тип клинового ремня «Б» ГОСТ 12843-80.

Мощность, передаваемая одним ремнем, кВт,

; (6.12)

где, - коэффициент угла обхвата ремня 0,78;

- коэффициент длины ремня 0,9;

- коэффициент передаточного отношения 1,01;

- коэффициент режима нагрузки 1,3.

,

.

Определяется количество ремней ремней z,

, (6.13)

где Р- передаваемая мощность от переднего фланца двигателя, кВт.

,

Принимается число ремней z=3.

Определяется сила предварительного натяжения одного ремня , Н,

; (6.14)

где, сила автоматического натяжения =0;

,

.

Скорость ремня , м/с,

, (6.15)

где - диаметр ведущего шкива, м.

,

.

Определяется сила, действующая на вал , Н,

; (6.16)

где - угол обхвата ремнем шкива.

,

.

тогда, при ;

.

Определяется ресурс наработки ремней по ГОСТ 12842-80

, (6.17)

где, Т – ресурс наработки 2000ч;

- коэффициент режима нагрузки 1,3;

- коэффициент климатических условий 0,75.

,

.

Определяется сила прижатия фрикционной передачи Q, Н,

, (6.18)

где - коэффициент трения 0,15;

- кпд передачи 0,75;

- угол конусности диска;

- диаметр прижимного диска 250мм.

,

.

Определяется диаметр гидроцилиндра , мм,

, (6.19)

где Р – давление масла в гидроцилиндре, кг,

,

=66.

7 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Расчет судовой электростанции производится в табличной форме. В таблицу вносится перечень потребителей электрической энергии с указанием числа однотипных механизмов и установочной электрической мощности. Мощность судовой электростанции определяется по таблице, для чего строится таблица нагрузок судовой электростанции в основных режимах работы судна: стоянка, маневрирование, ход, аварийный.

Для каждого механизма рассчитывается номинальная потребная мощность :

(7.1)

где Р_∑уст – мощность электромотора, кВт;

k_з - коэффициент запаса, k_з = 1,1 ÷ 1,3.

Стоянка у причала или на якоре.

Для сухогрузных судов этот режим может подразделяться на два: стоянка без грузовых операций и стоянка с грузовыми операциями.

В режиме стоянки без грузовых операций главные двигатели и их вспомогательные механизмы не работают, не работают палубные механизмы, а также устройства радиооборудования (кроме судовой трансляции) и электро­радионавигация.

В этом режиме работает судовое освещение, бытовое электрооборудование, отопительные котлы, некоторые механизмы судовых систем и устройств (например, санитарный насос, осушительный насос для сбора и перекачки подсланевых вод).

В режиме стоянки с грузовыми операциями кроме всех перечисленных потребителей включаются также и имеющиеся грузовые механизмы: судовые краны или лебедки, транспортеры, лифты и т.д., мощность которых учитывается с соответствующими коэффициентами загрузки и одновременности их работы.

Режим маневрирования.

Термин «маневрирование» может включать в себя различные варианты работы судна: съемка с якорей, маневрирование при шлюзовании,

маневрирование при подходе к причалу, швартовки судна и так далее. Общим для всех этих случаев является интенсивная работа таких судовых устройств как брашпили и шпили, рулевое устройство. Одновременно с этим работают еще и главные двигатели, а, следовательно, и обслуживающие их механизмы. Так же могут включаться механизмы судовых систем и устройств, а в ночное время и освещение, внутреннее и наружное.

Таким образом, этот режим является одним из наиболее тяжелых для судовой электростанции как вследствие наибольшей суммарной мощности, потребляемой приемниками электроэнергии, так и в смысле резких забросов и сбросов нагрузки при подключении и отключении крупных электродвигателей, таких, например, как электродвигатели брашпиля, буксирной лебедки.

Ходовой режим.

В ходовом режиме работают главные двигатели, а значит и вспомогательные механизмы, обслуживающие их (охлаждающие насосы, дежурно-топливные, масляные и т.д.), а так же и механизмы судовых систем. В этом режиме включается аппаратура автоматики и дистанционного управления главными двигателями и котлами, радиооборудование, электронно-навигационное оборудование. Включается освещение и сигнально-осветительные огни (в ночное время судок), работают бытовые

потребители, нагревательные приборы, в том числе камбузные электроплиты. Общая нагрузка на генераторы судовой электростанции в этом режиме сравнительно невелика.

Аварийный режим.

Под аварийным режимом понимается не авария на судовой электростанции, а авария судна- то есть пожар, получение им пробоины или посадки на мель, а так же участие в аварийно-спасательных работах.

В случае аварии судна государство несет значительные материальные потери, иногда подвергается опасности жизнь человека. Поэтому приходиться рассчитывать на самый тяжелый случай, когда для ликвидации аварии потребуется совместная работа многих механизмов, в том числе таких, которые обычно одновременно не включаются.

В первую очередь должны включиться пожарные и осушительные насосы, при этом необходимо предусмотреть одновременную их работу. Могут работать вспомогательные механизмы главных двигателей, а так же многие палубные механизмы: рулевое устройство, включаются электродвигатели шлюпочных лебедок.

В аварийном режиме некоторые потребители второстепенного значения

могут отключаться, например, бытовое электрооборудование. Однако нагрузка на генераторы судовой электростанции в этом режиме остается очень высокой - аварийный режим является одним из самых тяжелых по сравнению с другими режимами работы судна.

Расчеты выполняются в табличной форме в программе Microsoft Еxcel, см. Приложение Б.

По результатам расчета выбираются дизель-генераторы ДГ-50 М2-9, работающий в аварийном режиме, с нагрузкой 1 категории, 49,80 кВт, при выходе из строя ДГ-50 М2-9, электроснабжение в аварийном режиме обеспечивают два источника электроснабжения дизель генератор ДГР-25М1 мощностью 25кВт и валогенератор 25 кВт, напряжением 380В.

В ходовом режиме используется валогенератор МСК-25, с нагрузкой потребителей 2 категории 26,93 кВт, напряжением 380В

В маневровом режиме электроснабжение потребителей с нагрузкой 25,67 обеспечивает дизель- генератор ДГР-25М1, мощностью 25кВт, напряжением 380В.

В режиме стоянка с грузовыми операциями потребителей 3 категории с нагрузкой 20,95 кВт и без грузовых операций с нагрузкой 18,07 кВт, электроснабжение от ДГР-25М1, мощностью 25 кВт, напряжением 380В.

Таблица 7.1 – Основные характеристики дизель- генераторов

Наименование	Дизель-генератор ДГ-50М2-9	Дизель-генератор ДГР-25М1	Валогенератор МСК82-4
Мощность, кВт	50	25	25
Габариты: длина ширина высота	1440 907 1920	2000 870 1370	865 540 810
Масса, кг	1920	1210	560
Дизель	6Ч14/14	4Ч10,5/13	-
Генератор МСК82-4	230-400В	230-400В	230-400В
Расход топлива, г/(кВт·ч)	135	70	-
Расход масла, г/(кВт·ч)	40	20	-
Пуск	электростартером	электростартером	-