ВЭ/ВТ/Вал гребной

Материал из Викитеки — свободной библиотеки

ВАЛ ГРЕБНОЙ, представляет один или несколько соединенных в одну линию валов, передающих движение от паровой машины, турбины или другого судового двигателя к гребному винту или гребным колесам (см. эти слова). Линия В. большого воен. судна состоит из след. гл. частей: коленчатый В. машины или шпинделя паровой турбины, промежуточные В., упорный В., дейдвудный В. и, наконец, гребной или концевой В. Иногда нек-рые из перечисленных частей (напр., дейдвудный В. и концевой) соединяются в один общий В., а при короткой линии отсутствуют промежуточные В. Каждая из частей В. имеет специальное назначение и к каждой из них предъявляются свои требования. I. Коленчатый В. составляет неотъемлемую часть паровой машины, на к-рую передается работа цилиндров. В многоцилиндр. машинах он состоит обык-но из неск. кусков, соединенных между собою фланцевыми муфтами. Каждый кусок В. имеет одно, два или три колена и отковывается для судовых машин воен. флота в целом виде. Для облегчения веса, коленч. В. делается пустотелыми; отношение диам. внутр. высверленного отверстия к диам. В. обык-но берется равным половине. Во избежание продолжит. вывода к-бля из строя в случае поломки коленч. В., при самой постройке судна заготовляется запасн. часть этого В., и все его части конструируются по возможности взаимозаменяемыми. Исключение делается для машин большой мощности, у к-рых поломки В., изготовляемых при соврем. состоянии техники, бывают крайне редки. Шейки В. вращаются в рамовых подшипниках машины, пушечного металла, залитых антифрикционным металлом, шейку же мотыля обхватывает подшипник нижн. головки шатуна той же конструкции. Принимая на себя все удары от сил инерции движущихся масс паровой машины и составляя существеннейшую часть последней, коленч. В. требует при проектировании самого внимательного расчета. Для расчета коленч. В. существует ряд эмпирич. формул; таковы, напр., формулы англ. Ллойда и бюро Веритас, приводимые в справочн. изданиях и спец. технич. источниках. В этих формулах диам. В. определяется в зависимости от числа и величины цилиндров машины, длины хода поршня, давления пара в котлах и нек-рых друг. данных, характеризующих мощность машины. Хотя практич. формулы и дают хорошие результаты, но необходимо точно проверить коленч. В. на сложный крутящий и изгибающий моменты по теоретич. формуле:

где

где: d — диам. В. в дм., f — допускаемое напряжение материала в англ. фн. на кв. дм., T1 — крутящий момент и M — изгибающий момент. Все напряжения в материале, как для изгиба и кручения В., так на смятие и работу трения в подшипниках, в виду особо тщательного изготовления всех этих частей и стремления облегчить вес механизмов, принимаются при проект-нии машин воен. флота гораздо большими, чем для судов комм. флота. В паров. турбинах коленч. В. отсутствует, — его заменяют, так. наз., шпинделя роторов турбин. II. Промежуточный В. служит для соединения коленч. В. машины или шпинделя паров. турбины с упорным или дейдвудным В. Промежут. В. также избегают делать длинными, дабы их можно было вынуть из машинного отделения, не снимая громоздких частей механизмов. Поэтому часто промежут. В. бывает несколько; они покоятся на промежут. подшипниках, иногда называемых "коридорными", вследствие нахождения их в коридоре гребного В. Так как промежут. В. не подвергаются ударам и хорошо поддерживаются промежут. подшипниками, то диам. их рассчитывается только на кручение и делается обык-но меньшего, чем другие В. того же судна, размера. Подшипники делаются подобно рамовым при турбинных и быстроходных вообще установках, или же просто чугунными, залитыми антифрикционным металлом в своей нижн. половине. На промежут. В. или на фланце коленчатого устанавливается червячное колесо поворотного привода, служащего для проворачивания в ручную всей линии В. во время бездействия машин. В. полагается проворачивать в кампании ежедневно. Упорный В., это один из промежут. В., только с особым назначением. Он несет на себе неск. колец, составляющих одно целое с телом В. и входящих в соответствующие впадины упорн. подшипника. Эти кольца воспринимают упорн. давление винта, сообщающее движение судну (см. Винт гребной). Число колец рассчитывается так, чтобы дать достаточную пов-сть для воспринятия упорн. давления, не прибегая к чрезмерному увеличению диам. колец. Необход. требования: 1) точная пригонка колец упорного В. к кольцам упорн. подшипника, дабы давление воспринималось всеми кольцами одновременно и 2) правильное расположение поддерживающих В. промежут. подшипников, дабы избежать его провеса, нарушающего правильную работу упорных колец. Упорн. подшипники, принятые в нашем флоте, в большинстве случаев бывают системы Модзлея со съемными подковообразными кольцами, для облегчения пригонки их и ремонта; но в неб. установках применяются и подшипники обык-наго закрытого типа с впадинами для колец упорн. В. Недостаток последних — недоступность для осмотра во время работы и трудность пригонки. Корпус упорн. подшипника делается обык-но чугунный или литой стали. Подковообразные скобы — пушечного металла, пустотелые, чугунные или литые стальные; в последних двух случаях они обязательно облицовываются антифрикц. металлом, кроме того, делается всегда охлаждение колец водой. Судовой фундамент под упорн. подшипник делается возможно жестким и соединяется надлежащим образом с корпусом судна. В турбинных установках упорн. подшипники находятся непосредственно у самых турбин и потому специальных упорн. В. для них не требуется; но для разобщения линии В. от турбин на одном из промежут. В. делают спец. кольцо и подшипник для него, к-рый удерживает В. в надлежащем положении при свободном вращении его от хода судна после разобщения этого В. от турбин. Одно кольцо сравнит. малого диам. оказывается в этом случае достаточным в виду того, что В. никакой работы не передает и лишь свободно вращается. III. Дейдвудный В. проходит через корпус судна в т. наз. дейдвудной трубе (см. это слово) и на всей длине бакаутовой набивки этой трубы облицовывается насаженными на него в горячем состоянии втулками пушечного металла, во избежание ржавления, т. к. ему приходится работать с водяной смазкой; если же дейдвуд. труба делается со специальной нагнетательной смазкой, то В. не облицовывается. Часть В. между облицовками покрывается или специальным каучуковым составом (Виллениуса), предохраняющим эту часть от разъедания, или медью. При установке на судно дейдвуд. В. вводят через дейдвуд. трубу, отверстие к-рой слишком мало для прохода фланца; поэтому муфта В. делается насадной в горячем состоянии или со спец. кольцом на шпонках. К внутр. концу дейдвуд. В. обык-но приспособляют тормаз, на случай необходимости остановить В. во время хода судна, напр., для разобщения или сообщения линии В. с двигателем. IV. Концевой В., — последняя, кормовая часть линии В., одним фланцем соединяющаяся с дейдвуд. В.; на другой, конич. конец этого В. насаживается гребной винт, укрепляемый шпонками и гайкой, навинченной на нарезанный конец В. У самого винта конц. В. поддерживается наруж. кронштейном, прикрепленным к корпусу судна и снабженным, подобно дейдвуд. трубе, втулкой с бакаутовым набивкой, почему часть В., входящая в эту втулку, также облицовывается пушечным металлом. Конц. В., как и коленч. В., рассчитывается на сложный крутящий и изгибающий моменты в виду того, что он обык-но делается значит. длины и, как наружная часть, легко подвергается ударам. В турбинных установках, где в виду больш. числа оборотов гребн. винтов, конц. В. бывают сравн. малого диам. при значит. длине, они проверяются еще подсчетом на возм-сть разрушения от центробежной силы, на так называемое "критическое число оборотов". При недостаточном диам. м. получиться провес В. и его поломка, как результат развившейся с возрастанием числа оборотов центробежной силы. Как конц. В., так и дейдвуд. делаются в наст. время пустотелыми; отверстия В. заделываются плотно пробками на резьбе. При изготовлении всей линии В. обращается самое серьезное внимание на качество стали и на их выделку. Требуется, чтобы площ. сечения болванки была, по крайней мере, в 5 раз больше площади сечения готовой отковки. При испытании пробных планок сталь должа давать сопротивление на разрыв от 27 до 30 тн. на 1 кв. дм. и удлинение свыше 30% на 2 дм. длины. После проковки В. тщательно отжигаются, при обточке в металле не допускается никаких пороков; диам. В. по всей длине его д. б. один и тот же, а высверленное отверстие вполне концентрично с наруж. окружностью В. Фланцы В. д. б. строго перпендикулярны к его оси. При сборке В. на судне и во время их службы обращается самое серьезное внимание на то, чтобы вся линия В. была строго прямая и В. лежали плотно на своих подшипниках. (А. Е. Ситон, Руководство по проектированию суд. машин и котлов; Ситон и Раунтуэт, Справ. книга для мор. инж-ров; К. Буслей, Суд. механизмы; Г. Бауэр, Расчет суд. машин и котлов; Р. Сеннет, Паров. машины; H. Wilda, Die Schiffsmaschinen; J. B. Girard, Traité pratique des machines marines motrices).