Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Выбор и обоснование выбора главного двигателя

Содержание

Введение................................................................................................................................................................................

1 Выбор и обоснование выбора типа СЭУ.....................................................................................................................

1.1 Выбор типа СЭУ..............................................................................................................................................................

1.2 Выбор числа валов........................................................................................................................................................

1.3 Выбор числа движителей............................................................................................................................................

1.4 Выбор типа передачи...................................................................................................................................................

1.5 Выбор и обоснование выбора главного двигателя..............................................................................................

2 Расчет валопровода.........................................................................................................................................................

2.1 Расчет промежуточного вала.....................................................................................................................................

2.2 Расчет упорного вала...................................................................................................................................................

2.3 Расчет гребного вала....................................................................................................................................................

2.4 Элементы валопровода……………………………………………………………………………………………………………………………

2.4.1 Упорный подшипник……………………………………………………………………………………………………………………………..

2.4.2 Опорные подшипники…………………………………………………………..............................................................

2.4.3 Расчет тормозного устройства………………………………………………………………………………………………………………

2.4 Проверка валопровода на критическую частоту вращения................................................................................

2.5 Проверка валопровода на продольную устойчивость.........................................................................................

3 Выбор вспомогательных механизмов и устройств СЭУ.........................................................................................

3.1 Выбор судовой электростанции................................................................................................................................

3.2 Выбор системы теплоснабжения.............................................................................................................................

4 Выбор оборудования и устройств СЭУ.......................................................................................................................

4.1 Система сжатого воздуха............................................................................................................................................

4.2 Система охлаждения....................................................................................................................................................

4.3 Масляная система.........................................................................................................................................................

4.4 Топливная система........................................................................................................................................................

4.5 Газовыпускная система...............................................................................................................................................

5 Расчет запасов топлива, масла и технической воды...............................................................................................

6 Размещение механизмов в машинном отделении................................................................................................

7 Технико-экономические показатели СЭУ...................................................................................................................

Заключение............................................................................................................................................................................

Список использованной литературы..............................................................................................................................

Введение

В настоящей записке будет произведен подбор главного двигателя, расчет валопровода, выбор вспомогательных механизмов, расчет запаса топлива, масла и технической воды, а так же технико-экономические показатели СЭУ для сухогрузного судна класса М-СП грузоподъемностью 3000 тонн, предназначенного для перевозки генеральных грузов и контейнеров.

Архитектурно-конструктивный тип судна: однопалубное, двухвинтовое с дизельной энергетической установкой, баком, ютом, двойным дном, двойными бортами и кормовым расположением МО и надстройки. Прототипом является сухогруз проекта 791.

Главные размерения судна:

длина по КВЛ L=113,2 м;

ширина по КВЛ B=13,4 м;

осадка по КВЛ Т=3,44 м;

высота борта Н=5,64 м;

водоизмещение в полном грузу D_гр=4272,22 т;

количество гребных винтов x =2 штуки;

автономность 15 суток;

скорость хода 21 км/ч;

экипаж 10 человек;

суммарная мощность главных двигателей кВт.

Выбор и обоснование выбора типа СЭУ

Выбор типа СЭУ

Выбор типа установки для проектируемого судна произведен на основе сравнительной оценки перспективных вариантов удовлетворяющих поставленным требованиям. Проработка сопоставимых вариантов СЭУ произвелась применительно к одним и тем же условиям, определяемым типом и назначением судна. Опираясь на методические указания [2], по данному вопросу, установлено, что на проектируемое судно целесообразно принять установку со среднеоборотным дизелем, работающим через редуктор на винт фиксированного шага.

1.1.1 Дизельные энергетические установки

Дизельные энергетические установки (ДЭУ) получили широкое применение на судах различного назначения вследствие ряда положительных особенностей:

- возможности создания больших агрегатных мощностей на базе стандартных типоразмеров цилиндров;

- возможности использования различных типов главных передач;

- относительной простоты автоматизации управления установкой.

В настоящее время практически все суда смешанного плавания оборудованы ДЭУ. Широкому распространению ДЭУ способствует непрерывное улучшение их технико-эксплуатационных показателей вследствие совершенствования наддува и рабочего процесса дизелей, применения в них тяжёлых сортов топлива и др.

1.1.2Газотурбинные энергетические установки

Газотурбинные установки (ГТУ) применяются в основном на судах
с динамическими принципами поддержания. В настоящее время на водоизмещающих судах ГТУ практически не применяются.

Простейшие ГТУ, по сравнению с другими типами СЭУ, имеют следующие преимущества:

- большую агрегатную мощность при минимальных удельной массе и габаритах;

- сравнительную простоту в обслуживании;

- достаточную приспособленность к автоматизации и дистанционному управлению.

Вместе с тем ГТУ имеют и ряд недостатков:

- относительно низкую экономичность из-за ограниченной начальной температуры газа;

- существенное влияние коррозионного воздействия внешней среды на надёжность и экономичность ГТУ открытого цикла;

- жёсткие требования к качеству топлива, используемого в ГЭУ открытого типа;

- трудность осуществления реверса.

1.1.3 Паротурбинные энергетические установки

Паротурбинные установки (ПТУ) применяются в основном на морских судах с большими потребными мощностями на валу (от 20000 до 30000 кВт). Достигнутые уровни тепловой экономичности и надёжности ПТУ сделали возможным их применение на судах с мощностью на гребном валу более 20000 кВт. Потребная мощность ГЭУ проектируемого судна значительно меньше указанных выше значений и применение ПТУ следует считать нецелесообразным.

Вывод:в соответствии с назначением судна, скоростью хода, режимами работы и требованиями к массогабаритным показателям на проектируемом судне целесообразно использовать дизельную энергетическую установку.

Выбор числа валов

Выбор числа валов зависит от мощности установки, назначения судна и его осадки, а также требований, предъявляемых к манёвренности и живучести судна. Для транспортных судов оптимальной является одновальная установка с ВФШ.

Преимущества одновальной гребной установки:

- меньшая масса габаритные характеристики установки.

- проще в обслуживании.

- более высокий пропульсивный кпд.

- меньшие затраты на ремонт и обслуживание.

Недостатки одновальной гребной установки:

- меньшая надежность в аварийных ситуациях.

Преимущества многовальной гребной установки:

- для судов больших грузоподъёмности и скорости с мощностью установок от 5000 до 10000 кВт;

- при ограничении диаметра гребного винта осадкой судна;

- при необходимости обеспечения высоких манёвренных качеств;

- при повышенных требованиях к живучести СЭУ.

На проектируемом судне применяется двухвальная установка с винтом фиксированного шага, в связи с невозможностью передачи мощности на один винт из-за ограничения по осадке.

Выбор числа движителей

Руководствуясь пунктом 1.2, число движителей принимается равным двум. В качестве движителя выбирается открытый винт фиксированного шага. Выбор дискового отношения и числа лопастей был произведен в курсовом проекте «Основы кораблестроения» θ =0,55; z=4.

Выбор типа передачи

Проектируемое судно по типу относится к судам транспортного флота, для которых более характерны установившиеся режимы плавания. К наиболее важным требованиям энергетических установок таких судов относят: простоту, компактность, высокую надежность и экономичность.

Одновременно, повышенные требования на маневренность, достижение больших тяговых усилий при пониженных оборотах гребного вала отходят на второй план. Поэтому для судов данного типа целесообразно применить редукторную передачу.

Редукторная передача целесообразна, если для проектируемого судна применение прямой передачи невозможно или экономически невыгодно.

С учетом выше изложенного предварительно выбирается редукторная передача. Окончательное решение, по выбору одного из возможных вариантов передачи приведено в пункте 1.5.

Выбор и обоснование выбора главного двигателя

Главная энергетическая установка транспортного судна проектируется обычно, исходя из условия обеспечения ему заданной скорости хода при оптимальном использовании мощности.

Потребная мощность ГЭУ находится на основе определения сопротивления движению судна, характеристик гребных винтов и оценки их взаимодействия с корпусом - эти расчеты приведены в курсовом проекте по «Основам кораблестроения».

Выбор главных двигателей и типа передачи мощности гребным винтам рассматривается как поиск такого варианта пропульсивного комплекса, который обеспечивал бы наиболее эффективные технико-экономические и эксплуатационные показатели судна.

Расчёт элементов движительного комплекса при выборе энергетической установки

Расчёт элементов движительного комплекса при выборе энергетической установки проведён в курсовом проекте по дисциплине «Основы кораблестроения».

По каталогам или из учебной базы данных дизельных двигателей выбирается ряд двигателей-претендентов, параметры которых сводятся в таблицу 1.1. Строятся характеристики выбранных двигателей с учётом редуцирования частоты вращения их валов отбора мощности; выбирается оптимальный вариант главного двигателя.

Применительно к заданному судну приоритетными качествами двигателя при его выборе являлись экономичность по топливу и маслу, надёжность, компактность.

Таблица 1.1-Выбор главного двигателя

№	Фирма	Обозначения	Классификационные показатели
Частота вращения вала, n, мин.-1	Эфф. мощность агрегат., Ne, кВт
	Первомайскдизельмаш	8ЧН 25/34
	Shoda	6L350PN
	Румо	Г70-735 (64РН 36/45)
	Румо	Г70-5 (64РН 36/45)
	ОАО «Звезда»	М756Б-1

Продолжение Таблицы 1.1-Выбор главного двигателя

	Экономичность	Массогабаритные показатели	Ресурс до капитального ремонта, R, тыс. ч
№	Удельный расход на номинале	Масса	Габаритные показатели
Топливо г/кВт.ч	Масло г/кВт.ч	G_д, т	L_д, м	B_д, м	H_д, м
			1,35	14,2	4,6	1,87	2,65
			1,6		-	-	-
		201,8	1,22	27,5	5,62	1,78	3,4
		224,3	3,29		6,55	1,7	3,12
			2,2		2,405	1,24	1,475

Для каждого двигателя выполняется суммирование баллов по всем показателям. Обоснование выбора двигателя представлено в таблице1.2.

Таблица 1.2-Обоснование выбора двигателя

Фирма	Обозначение	n	Nе	b_е^т	b_е^м	G	L	B	H	Сумма
Первомайскдизельмаш	8ЧН 25/34
Shoda	6L350PN
Румо	Г70-735 (64РН 36/45)
Румо	Г70-5 (64РН 36/45)
ОАО «Звезда»	М756Б-1

В результате рассмотрения представленных вариантов, исходя из оценки конструктивных, экономических и массогабаритных показателей, два дизельных двигателя получили одинаковую оценку. В результате сделаем выбор по экономическим показателям, т.к. габаритные показатели имеют меньшую значимость (машинное отделение имеет достаточную площадь). Выбираем двигатель 8ЧН 25/34.

Валопровод

Валопровод является одним из важнейших элементов пропульсивного комплекса. Основное назначение валопровода – передача механической энергии от главного двигателя к движителю и передача развиваемого движителем упора корпусу судна.

Промежуточный вал

В соответствии с Правилами классификации и постройки судов внутреннего плавания Российского Речного Регистра (далее – ПСВП) диаметр промежуточного вала d_пр. должен быть не менее [3.2.2, с. 34]:

где R_m = 570 МПа – временное сопротивление материала вала (сталь 45Х),

k = 130 – промежуточный вал с коваными фланцами;

С_EW = 1,05 – коэффициент усиления;

P = 700 кВт – расчетная мощность, передаваемая валом;

n = 174 мин ^-1 – частота вращения промежуточного вала.

d_i – диаметр осевого отверстия вала.

d_r – наружный диаметр вала.

Для дальнейших расчетов принимаем диаметр промежуточного вала d_пр = 170 мм

Упорный вал

Диаметр упорного вала считаем по той же формуле, что и диаметр промежуточного вала. Для упорного вала в подшипниках качения(3.2.2, с.34) k=142. Таким образом получаем:

Для дальнейших расчётов принимается d_уп = 185 мм.

Гребной вал

В соответствии с ПСВП диаметр гребного вала определяется по той же формуле, что и диаметр промежуточного [3.2.2, с. 34]:

где k = 160 – гребной вал длиной более 4 диаметров гребного вала от носового торца ступицы гребного винта.

Для дальнейших расчетов принимаем диаметр гребного вала d_гр = 205 мм.

В соответствии с пунктом 3.5.1. ПСВП конус гребного вала под гребной винт должен выполняться с конусностью не более 1:12.

Для защиты вала от коррозии выбирается бронзовая облицовка. В соответствии с пунктом 3.3.3. ПСВП толщинабронзовой облицовки должна быть не менее [3.3.2, с. 35]:

где d_гр = 205 мм - действительный диаметр гребного вала.

Толщина бронзовой облицовки принимается равной s = 14 мм.

Толщина облицовки между подшипниками может быть:

S’=0,75^.14=10,5 мм. Принимаем 11 мм.

Толщина соединительных фланцев промежуточного и внутреннего конца гребного вала должна быть не менее наибольшей из величин:

0,2^. d_пр=0,2^. 170=34 мм

мм,

где: d_пр – диаметр промежуточного вала;

R_мв - временное сопротивление материала вала, МПа;

R_мб - временное сопротивление материала болта, МПа;

i – число болтов в соединении;

D – диаметр центровой окружности соединительных болтов, мм.

Принимаю d_Б=35 мм.

Принимаю для соединения 8 болтов с резьбой М35.

Конусность валов 1:10, таким образом, соединения валов с муфтой можно выполнить с концевыми гайками.

Элементы валопровода

Упорный подшипник

Выбирается подшипник упорный с диаметром упорной шейки 400 мм.

Максимальный упор Р_max = 200 кН.

Опорные подшипники

В качестве опорных подшипников используются подшипники скольжения с фитильно-кольцевой системой смазки. Подшипник подбирается по диаметру промежуточного вала d_пр = 170 мм согласно ОСТ 5.4153-75.

Согласно ПСВП, максимальное расстояние между смежными подшипниками [3, с. 37]:

где k₁ = 450 коэффициент для подшипников скольжения.

d_r = d_пр = 170мм – диаметр вала.

Минимальное расстояние между смежными подшипниками:

Так как расстояние от упорного подшипника до дейдвудного подшипника не превышает 6000 мм, то принимаем к установке один опорный подшипник скольжения по ОСТ 5.4153-75.

12 3 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: