Суднові валопроводи та рушії, Слюсар-судноремонтник
Призначення, будову та основні частини валопроводу
Головне призначення валопроводу - передавати крутний момент від головного двигуна гребному гвинту (рушію), а також сприймати і передавати корпусу судна упор, створюваний гребним гвинтом. Кількість валопроводів на суднах може бути від одного до трьох. На деяких катерах застосовують чотирививальні установки. Для кращої роботи гребного гвинта валопровід встановлюють із нахилом у корму (до 5°). У тривальних установках, а іноді і двовальних, вали правого і лівого бортів можуть бути встановлені під кутом (до 2°) і до діаметральної площини судна.
Довжина валопроводу залежить від розмірів судна та місця розташування головних двигунів. Волопровід зазвичай складається з кількох частин, жорстко з'єднаних між собою та покладених на опорні підшипники. Кожна з цих частин, залежно від призначення, має свою назву.
На рис. 67 показаний судновий валопровід, що складається з завзятого валу 17, проміжних валів 11 і гребного валу 3 з гребним гвинтом 1. Опорами проміжних валів служать опорні підшипники 10 і 12, а опорами гребного валу - підшипники (втулки). труба носовою частиною кріпиться в наваріше 9, а кормовий в мортирі 4; її середня частина лежить в опорних кільцях 5 і 7. Для забезпечення водонепроникності на носовій частині дейдвудної труби встановлений дейдвудний сальник 8, а на перебирання в місцях проходу валопроводу - сальники перебірки 16, що забезпечують водонепроникність. Упорний вал 17 з'єднаний з головним двигуном 19 за допомогою упорного підшипника 18. На додаток до нього іноді встановлюють допоміжний упорний підшипник: 15. Для стопоріння валу передбачено гальмо 14; у паротурбінних установках длявизначення потужності, що передається на вал, встановлюють торсіометр 13.
Весловий вал є кінцевим валом валопроводу і встановлюється в дейдвудной трубі або в спеціальному кронштейні. Кормовий кінець валу, що виходить назовні, виконаний конусним; на нього напресовують гребний гвинт. Якщо передбачено встановлення гвинта регульованого кроку (ВРШ), то гребний вал замість конуса має фланець для приєднання маточини ВРШ. Носовий кінець валу гребного за допомогою муфти з'єднаний з першим проміжним валом. З'єднання веслового і дейдвудного валів часто здійснюють за допомогою двох конусів: зовнішнього - на носовому кінці гребного валу і внутрішнього - у спеціально потовщеній частині кормового кінця дейдвудного валу. Установка спеціальної чеки та щільна посадка конусів забезпечують спільну роботу обох валів без прокручування у конусному з'єднанні. Робочі шийки кінцевих валів облицьовані бронзовими сорочками, якщо вал працює у втулках, набраних із планок текстоліту або лігнофолю.
Проміжні вали виготовляються зазвичай пустотілими разом із сполучними фланцями; їх з'єднують між собою болтами. Кожен проміжний вал, як правило, лежить на одному опорному підшипнику. Під час монтажу встановлюють так званий підшипник. Для опорного та монтажного підшипників на кожному валу передбачені шийки, оброблені з великою точністю. Коли як опори застосовують роликові підшипники, то вали мають знімні муфти для з'єднання між собою. Це дозволяє пресувати роликові підшипники на вали.
Призначення опорних підшипників — сприймати навантаження від маси валопроводу, забезпечувати правильне розташування валопроводу до корпусу судна, а також тривале і надійне обертання валопроводу на всіх режимах роботи головного двигуна. Зазвичайзастосовують опорні підшипники ковзання для довгих валопроводів та роликові підшипники кочення для коротких. Волопровід умовно вважають коротким, якщо його довжина від носової дейдвудної втулки до кормової опори валу двигуна не перевищує 22 d, де діаметр валу в метрах. Зазвичай опорний підшипник ковзання має литий сталевий корпус із горизонтальним роз'ємом. Нижня половина корпусу відлита разом із лапами, якими підшипник кріпиться до суднового фундаменту. У нижню та верхню половину (кришку) корпусу встановлюють вкладиші з двох половин, робоча поверхня яких залита антифрикційним сплавом. Обидві половини підшипника з'єднуються болтами. Мастило подається в підшипник під тиском. Нагріте масло відводиться через отвори нижньої частини корпусу підшипника.
З торців підшипника встановлюють кришки, що мають канавки, які вставляють фетрові або повстяні півкільця, що перешкоджають просочуванню масла з підшипника по шийці валу назовні.
Корпус роликового підшипника складається з двох половин (верхньої та нижньої), з'єднаних болтами. У корпусі встановлюється роликовий підшипник. З торців корпус закривається кришками із ущільненням. Роликові дворядні сферичні (самовстановлювані) підшипники випускаються для валів діаметром до 530 мм, тому вони останнім часом застосовуються і для валопроводів з валами великого діаметра. Однак застосування таких підшипників обмежене, оскільки вони не мають роз'єму. Тому їх напресовують на проміжний вал (зі знятою сполучною муфтою) з торця, що дещо ускладнює процес збирання валопроводу. Змащують підшипники кочення зазвичай консистентними мастилами.
Завзятий підшипник, як зазначалося, сприймає упор, створюваний гребним гвинтом. Існують різні конструкції головних завзятихпідшипників. Значного поширення набули одногребінчасті завзяті підшипники (рис. 68). Корпус підшипника відлитий із сталі і складається з двох половин — нижньої 1 і верхньої 12, з'єднаних горизонтальним роз'ємом болтами. Зверху корпус закритий кришкою 10 призначеною для огляду підшипника. Кришка закріплена баранчиками 11. Усередині корпусу розташований упорний вал 8 з упорним гребенем 6, відкованим заодно з валом. Разом з валом відковані також фланці (на малюнку не показані) для з'єднання завзятого валу з іншими частинами валопроводу. Вал спирається на бронзові вкладиші 5, мають бабітову заливку 4. Кільцеві бурти вкладишів, що входять в пази корпусу підшипника, оберігають вкладиші від осьового зміщення.
З обох боків до завзятого гребеня примикають завзяті подушки (сегменти) 9, розташовані симетрично з його кола. Кожна подушка з боку робочої поверхні залита бабітом, а зі зворотного боку в неї щільно запресовані гартовані сочевиці 7. Сферичними поверхнями сочевиці спираються на гартовані плоскі шайби 3, у свою чергу запресовані півкільця 2, встановлені у виточки корпусу. Під півкільця можуть бути поставлені прокладки відповідної товщини, що дозволяє регулювати масляний проміжок між подушками (сегментами) і завзятим гребенем. Для ущільнення упорного валу в місцях його виходу з корпусу підшипника передбачені кришки з фетровими або повстяними кільцями ущільнювачів, що встановлюються в пазах кришок.
Масло до завзятого підшипника надходить під тиском через дросельний клапан. Охолодження мастила здійснюється за допомогою змійовика, розташованого в нижній частині корпусу підшипника. Для контролю за режимом мастила у підшипнику передбачені термометр, манометр та покажчик рівня олії.
Гальмо валопроводу призначенедля стопоріння валопроводу на ходу судна у разі потреби, наприклад, для усунення пошкоджень самого валопроводу або головного двигуна. Найчастіше застосовують гальмо бугельного типу. Він складається з опорної плити, укріпленої на судновому фундаменті, та двох гальмівних скоб, нижніми кінцями шарнірно з'єднаних із плитою; внутрішня поверхня скоб фанерована стрічками з фрикційного матеріалу. Верхня частина скоб стягнута двома стрижнями та забезпечує щільне притискання фрикційних стрічок (скоб) до гальмівного фланця валу валопроводу. При нормальній роботі валопроводу гальмівні скоби перебувають у віджатому стані.
З'єднання проміжних валів між собою, а також проміжного валу з дейдвудним валом може здійснюватися за допомогою звичайного фланцевого з'єднання, виконаного разом з валом; іноді застосовують спеціальні шпонкові муфти, насаджені на кінці валів, або безшпонкові муфти та напівмуфти, напресовані на кінці валів гідропресовим способом. Вал двигуна з валопроводом часто з'єднують спеціальними муфтами: фрикційними, гідравлічними, електромагнітними та шинно-пневматичними.
Перебірні сальники встановлюють у місцях проходу проміжних валів через водонепроникні перебирання. Вони запобігають проникненню води з одного відсіку судна до іншого. Перебірний сальник складається з корпусу, який кріплять на шпильках до привариша - сталевого кільця, привареного до перебирання. У корпусі перебірного сальника встановлюють грундбуксу та натискну втулку, а також просолену прядив'яну набивку. Остання ущільнюється натискним кільцем шляхом підібгання гайок шпильок, на яких встановлений сальник.
Дейдвудний пристрій є одним із основних елементів валопроводу. Найпростіший дейдвудний пристрій складається з труби з фланцем. У трубузапресовані втулки із вкладишами. Носовий кінець дейдвудної труби ущільнений дейдвудним сальником. Носовий фланець дейдвудної труби кріпиться до сталевого приварю кормової водонепроникної перебирання. На кормовому фланці труби є кільцевий виступ, яким він упирається в торець ахтерштевня (або мортир) і закріплюється зовні гайкою. Бронзові втулки, запресовані всередину труби з носового і кормового кінців, є підшипниками гребного або дейдвудного валу. Ці втулки можуть складатися із двох половин. Кормова втулка закріплена фланцем на торці дейдвудної труби; обидві втулки впираються в її внутрішні заплічки. Усередині втулок закріплені підшипники, набрані із планок твердої деревини – бакауту. В даний час замість дорогого бакауту іноді застосовують вкладиші з деревослоїстого пластику, лігнофолю (просоченого смолами і спресованого в гарячому стані фанерного шпону), текстоліту (шаруватого пластику, отриманого в результаті пресування тканини, просоченої смолами) або спеціальних резинометалів. у втулці гвинтами. У таких підшипниках сама вода є мастильним матеріалом. Набивання сальника в таких дейдвудних пристроях виконують із просаленої та прографічної пеньки спеціального прядіння. В даний час впроваджуються досконаліші дейдвудні пристрої з ущільненнями нових типів. Так, виправдало себе ущільнення типу «симплекс», яке виконується у вигляді манжет із спеціальної профільованої гуми. Воно забезпечує настільки надійну герметизацію дейдвудної труби, що вдається застосувати мастило підшипників дейдвуду мінеральним маслом під тиском та забезпечити більш надійну роботу валу в районі підшипників. І тут і самі підшипники мають іншу конструкцію; у них застосовуються металевіантифрикційні матеріали.