Описание лабораторной установки

Лабораторная установка (рис. 16) состоит из асинхронного коллекторного электродвигателя, навалу которого закреплен 4-х лопастной ротор 4. Ротор 4 нахо­дится в цилиндрической корпусе, нижняя часть которого представляет собой на­правляющий аппарат 6, определяющий направление вылета дроби. Дробь направля­ется в камеру очистки 2, где находится образец 1. С помощью устройства 5 осущест­вляется изменение потока дроби из воронки 3 па ротор и далее на образец. Время обработки образца определяется количеством дроби, поступившей в воронку загру­зочного устройства (одна мерка соответствует однократной обработке на реальной установке). Для снижения шума при проведении обработки установка закрыта тол­стостенным деревянным корпусом 7. В камере имеется отверстие 8, закрытое проб­кой для удаления продуктов коррозии и отработанной дроби.

Порядок выполнения работы

5.1. Ознакомиться со стандартом НСО 8501-1ю1988, регламентирующим очи­стку стали па ССП.

Получить у преподавателя образец для очистки и по стандарту оцепить его состояние.

Установить образец в камеру очистки и закрыть кожух.

Включить электродвигатель, дать набрать ему рабочие обороты и засыпать в загрузочное устройство порцию дроби.

5.5. После окончания обработки отключить установку, вынуть образец и оце­нить качество очистки. При необходимости обработку повторить.

Удалить из камеры отработанную дробь и продукты очистки. Защитить работу.

6. Контрольные вопросы

Что представляет собой дробеметпая установка?

Чем определяется минимальная толщина очищаемого металла?

Как оценивается состояние поверхности металла до и после очистки?

Оборудование и материалы

Установка для проведения дробеметпой очистки металла

Образцы толстолистовою металла.

Справочные материал

Стандарт НСО 8501-1.1988. регламентирующий состояние поверхности стали.

49

Рис. 16. Схема дробеметаой очистки металла

 

^          

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

 

Гидропрессовое сопряжение гребного винта и вала

 

Общие сведения

Гидропрессовое конусное сопряжение гребного винта и гребного вала относит­ся к неподвижному разъемному соединению (рис. 4.1).

Рис.4.1. Гидропрессовое сопряжение гребного винта и вала:

1 - гайка крепления винта; 2 - ступица гребного винта; 3 -гребной вал;

4 - лопасть винта; d_р ~ d_м. малый диаметр конуса; d_в ~ d₆. большой диаметр конуса

Данное сопряжение осуществляется путем напрессовки ступицы гребного вин­та (охватывающей детали) на конус гребного вала (охватываемой детали). Прило­женный к гребному винту крутящий момент М _{кр 0} т главного двигателя обусловли­вает упор винта, действующий на корпус судна (при заднем ходе эта сила меняет знак и стремится сдвинуть винт с гребного вала).

В результате напрессовки гребного винта на вал на сопрягаемых конусных по­верхностях ступицы и вала возникают удельные контактные давления, которые при­водят к появлению сил трения в данном сопряжении, а последние обеспечивают пе­редачу крутящего момента.

32

При совместном действии упора Р и крутящего момента М _кр величина удельных контактных давлений определяется по формуле:

'1 -М. ^л2

v d _CP

32

.2

⁽⁴¹⁾

где d_Cp - средний диаметр конусного сопряжения, равный полусумме большо­го и малого диаметров конуса ступицы (вала), м;

I - длина ступицы;

/ - коэффициент трения: сталь по стали - 0,15... 0,2; бронза по стали - 0,17.

Значения упора Р и крутящего момента М _кр определяются по следующим формулам:

P = K_l -р-п¹ - D⁴ _rB, Н,      (4.2)

М_КР=К_г-р-п ■ D_rB,Нм,        (4.3)

где Kj и К₂ - соответственно коэффициенты упора и крутящего момента, значе­ния которых приведены в табл. 4.1;

р =1,04 т/м ³ - плотность морской воды; п - число оборотов гребного винта, с¹;

D_rB - диаметр гребного винта, принимаемый в пределах от 1,5 до 3,0 м.

Таблица 4.1

Значения коэффициентов Ki и К₂ при скорости судна равной 12 узл

Коэффициент	Число оборотов гребного винта, с'1
	170	200	225	250	300	325
к,	0,165	0,185	0,199	0,205	0,215	0,302
к2	0,018	0,0196	0,023	0,026	0,039	0,042

Значение контактных удельных давлений определяется по формуле:

Величина натяга 5 складывается за счет увеличения внутреннего диаметра ступицы и уменьшения наружного диаметра вала при силовом перемещении ступицы по конусу вала и определяется как

^: Р _К ' ^СР

С/т С п

-^ + -4, мкм, \Е _СТ Е/

где Ест и Ев - модуль упругости материала соответственно ступицы гребного винта и гребного вала: для стали значение Ест =20-10⁴ МПа, для бронзы Ев=П-10⁴ МПа.

Значения Сет и Св определяются соответственно по формулам:

_ D² _CT+ d² _{CP    с} _ d² _CP + dp

^Lcr - _П2 _,2 ⁺^2,        т 2   J2

и_ст а_СР      а_ср а₀

где D_CT - наружный диаметр ступицы, м;

d-о - диаметр сверления гребного вала (в нашем случае d₀ =о);

и ц₂ - коэффициенты Пуассона соответственно для стали - 0,3, для брон­зы - 0,25.

Предварительно производится притирка сопрягаемых конусных поверхностей с контролем на краску - не менее I...2 пятен на Т см². Затем гребной винт плотно наса­живают на конус вала, при этом происходит смятие микронеровностей сопрягаемых поверхностей, вследствие этого происходит увеличение полученного ранее натяга 8 на величину Д_ь определяемую по формуле:

Д, ~ 1,2 • (h_cr + h_B) _; мкм, (4.5)

где Ьст - высота микронеровностей внутренней поверхности ступицы, принимаемая в пределах - 10.... 6,3 мкм;

Ь_в - высота микронеровностей конуса гребного вала в пределах

3,2...1,бмкм.

Расчетное значение гарантированного натяга равно A_rAp=A+8i мкм.

Помимо этого происходит деформация сопрягаемых поверхностей, которая проявляется в расширении диаметра ступицы и сжатии диаметра конуса вала и учи­тывается коэффициентом (3; величина последнего выбирается из табл. 4.2.

34

Таблица 4.2

Зависимость коэффициента (3 от соотношения D_CT/ d₀

Соотношение DCT/dB	2	1,6	1,5	1,4
Коэффициент (3	0,038	0,30	0,28	0,26

Для нового значения натяга A_rAp с учетом коэффициента р определяются удельные контактные давления в сопряжении гребного винта и вала

D' _ ^гле ⁺ Р к ~ ^ ^ \ МПа.

dcp

Сет Св_

V Ест Е в)

Для перемещения гребного винта по конусу вала на хвостовик последнего на­винчивается гайка-пресс, к которой подводится масло под давлением. Перемещение ступицы контролируется с помощью индикатора и его значение определяется по формуле:

о _ ^ГАР _ АГАР

К 2 ■ tga ’        ⁽⁴'⁶⁾

где К - значение конусности в сопряжении ступица - вал, принимаемое равным

1:10, 1:15, 1:20, 1:30, 1:50 и связанное с tga в соотношении К=1:10 - tga=0,05; К= 1:15

- tga=0,033 и т.д.

Для того, чтобы облегчить процесс напрессовки винта на вал, через отверстие в

— р ступице гребного винта под нее подается масло под расчетным давлением ^s, которое за счет деформаций сопрягаемых поверхностей обеспечивает масленый зазор между ними.

Гребной винт обладает определенной массой и поэтому для его горизонтально­го перемещения необходимо приложить усилие, равное

Q = M_rB- q- f- sma, где f - коэффициент трения для гидропрессовых сопряжений, равный 0,12;

d _к — d,, tga = -£ —

^& 2-е ’

I

где ^ - длина ступицы;

^^Б - большой диаметр конуса;

- малый диаметр конуса.

35

Цель занятия

Определить давление масла, подаваемое под ступицу гребного винта, и усилие для перемещения последнего по конусу гребного вала.

Пример выполнения задания

4.3.1. Исходные данные

Бронзовый гребной винт диаметром £>_га=1,5 м, имеющий ступицу диаметром D_CT= 0,14 м, напрессовывается на стальной гребной вал диаметром rf_g=0,12 м.

Малый диаметр конуса гребного вала d_u =0,09 м, длина ступицы составляет

0,3м. Модуль упругости стали Е_Ст=20-10⁴ МПа, а бронзы - Е_Бр=8-10⁴ МПа, коэффици­енты Пуассона: для стали - |ii=0,3, для бронзы - ц₂⁼0,33. Конусность сопряжения со­ставляет - К= 1:10. Число оборотов гребного винта - п=4,16 с⁴.

4.3.2. Решение

Значение упора Р и крутящего момента Мкр определяются как Р = К _х ■ р ■ п² ■ D* _n = 0,165 • 1,04 ■ (4,16) ² • (1,5)⁴ = 14805, Н,

М = К₂.р ■ п¹ ■ D^s_n = 0,018 ■ 1,04 • (4,16)² ■ (1,5)⁵ = 2426, Нм.

Контактные давления на конусных поверхностях ступицы и вала соответственно Р  14805

- от упора q

^р f- n- d_CP- t 0,2-3,14-ОД 05-0,3 от крутящего момента

2- Mgp _ 2-2426

= 0,75МПа = 0,75 • 10⁶ Н/м^г;

<7„ =---------- — =--------- = 0,25МПа = 0,25 • 10⁶ Н/м².

^№ f -я• d_CP ■ (0,2-3,14-0,105-0,3

Суммарные контактные давления -

Чсуи =       = V(0,75)² +(0,25)² = 0,79М7а = 0,79 • 10⁶ Н/м ².

Значения

72, т2

_ d² _CP + d^z_B (0,105) +0,

С, = -у-------- j ~~ М\ ⁼ 2 ’ ⁼ ’ ’ ^где в " Диаметр сверления вала равен 0;

dl_P- dl ¹ (0,105)²-0

-        D² _t - d² _p (0,14) -(0,105)

36

Увеличение натяга за счет смятия неровностей конусных поверхностей ступи­цы и вала определяется по вышеприведенной формуле (4.6), при этом принимаем h)=10 мкм, h₂=3,2 мкм:

Д, =1,2-(A,+ AJ = 1,2-(10+ 3,2) = 15,84, _мкм

Гарантированный натяг - а ГАГ = А, + Яст ■ dcr ' (f ⁺ f) = °-^0000158 + °>⁷⁹' О.¹⁰⁵'                    ) = °>⁰⁰⁰°2, М.

Осевое перемещение ступицы по конусу вала -

S = = 0,00002 -10 = 0,0002, м.

К

•Давление масла для подачи в сопряжение ступица - вал определяется по фор­муле:

_ A ₊/?-A _ 0,00002 ₊ 0,24 0,00002 _{= =  f}

<мо₅.     ⁴

^ср ^ Е ₂) ’ U0-1O⁴ В-10⁴ Усилие, создаваемое маслом в сопряжении ступица - вал и компенсирующее контактные давления, определяется как

Р = р_м я ■ d_cr •£, = р _и ■ я ■ d_a, —— = 35,7 • 3,14 • 0,105 • = 3.7ШШ = 3,71 ■ 10⁶Я.

cosa                    cos3

Для перемещения ступицы винта, обладающего определенной массой (весом), на расчетную величину необходимо приложить усилие, равное значению Q ⁼ - f- sina, где f=0,12 - коэффициент трения для гидропрессовых сопряжений;

М_гв - масса гребного винта; sin а = —— _{; где} -1 _Х - длина конусной поверхности ступицы.

Вес гребного винта соответственно равен приблизительно

G_rB = G_CT + GjjQfj — G_CT + (0,6... 0,8) • Gf-_{: T}, кГ.

Бес ступицы находится по формуле:

D²cT-y{dl₊d²_M+d_E-d_M)

г

где у - плотность материала гребного винта (для бронзы у = 7,5—-).

СМ'

37

Тогда

1

Г _ ³’¹⁴ 7 С ⁰>³

СТ   ' ' W ’ А

4 cos3

(ОД 4) ² - i • ((0,1 If + (0,09) ² + ОД 2 ■ 0,09)

= 235Я;

Gj,_0п = 0,6 ■ G_CT = 0,6 • 235 = 141Я;

G_rB = 235 + 141 = 376Я.

Усилие для перемещения гребного винта - Q = 376-0,12-sin3° = 2,26Я.

Вывод

При напрессовки гребного винта на вал необходимо создать усилие 3,71 МПа в сопряжении ступица - вал и приложить осевое усилие 2,26 Н для перемещения греб­ного винта.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: