РАЗДЕЛ 2
МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ СУДОВЫХ ПРОПУЛЬСИВНЫХ
КОМПЛЕКСОВ
С НАКЛОННО-ЭКВИДИСТАНТНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
2.1. Выбор направлений исследований
В соответствии с запросами практики организации эксплуатации судовых
пропульсивных комплексов разработана методология и методика исследования
подшипниковых узлов судовых валопроводов с НЭП технологиями.
2.1.1 Соответствие паспорту специальности
В соответствии с направлениями исследований паспорта специальности 05.08.05 –
Судовые энергетические установки: передача мощности от главного судового
двигателя к движителю; повышение эффективности и надежности передач; опорные и
упорные подшипники; повышение эффективности и надежности работы подшипников –
предлагается провести исследования работы узлов трения элементов СЭУ с целью
повышения их работоспособности и эффективности. Для этого необходимо перевести
работу узлов трения в режим жидкостной смазки. Снижение трения при применении
жидкостной смазки ведет к уменьшению износа, повышению долговечности работы СЭУ
в целом и механического КПД узла. Наиболее целесообразным представляется
использование гидродинамического режима смазки, для чего необходимо наличие
клина, который можно создать с помощью наклонной поверхности. Однако при
больших нагрузках этого недостаточно, поэтому узлы трения элементов СЭУ
работают в основном в режиме полужидкостного трения.
Автором предлагается в узлах трения элементов СЭУ использовать сочетание
наклонной и эквидистантной поверхностей, именно в указанной последовательности
по направлению движения масла. В наклонно-эквидистантных поверхностях
гидродинамическая подъемная сила возникает и в наклонной и в эквидистантной
поверхностях. Ранее при конструировании узлов трения наклонно-эквидистантные
поверхности не рассматривались. Но они образовывались за счет приработки
отдельных деталей в процессе эксплуатации, что улучшало работу узла в целом.
2.1.2 Соответствие тематики научных исследований кафедры и университета
Тематика диссертационной работы тесно связана с научной темой Национального
университета кораблестроения «Совершенствование теории проектирования
конструкций, трибологических узлов и их элементов при эксплуатации в
экстремальных условиях», том 2 «Совершенствование теории смазки трибологических
узлов с модифицированными поверхностями контакта», № ГР 01024001017, 14.1455.
2.1.3 Выбор объекта и предмета исследований
В диссертации представлено практическое получение жидкостного трения на примере
валоповоротного устройства, выполненного по декларационному патенту.
Проведенный в первом разделе анализ показал, что в пропульсивном комплексе
осуществляется трансформация и передача механической энергии к судовому
движителю. Передача энергии производится через ряд последовательно включенных
машин и устройств. Формирование энергетического потока в плоскости движителя
сопровождается энергетическими потерями во всех последовательно включенных
подшипниках скольжения. Величина суммарных непроизводительных энергетических
потерь во всех подшипниковых узлах составляет не менее 10 % мощности главного
двигателя. С помощью подшипниковых узлов осуществляется преобразование
параметров вращательной механической энергии в энергию движения судна. Основным
элементов пропульсивного комплекса является валопровод. Валопровод состоит из
валоповоротного устройства, упорных и опорных подшипников, дейдвудного
устройства.
В состав валоповоротного устройства входит, как правило, червячный редуктор.
Таким образом, в качестве объекта исследований были выбраны процессы
взаимодействия вала судового валопровода с элементами подшипников скольжения, а
предметом исследования повышение эффективности работы упорноопорных подшипников
скольжения судовых валопроводов.
2.1.4 Постановка задач исследования
1. Создание подшипника скольжения для судового пропульсивного комплекса с
использованием НЭП технологии.
2. Анализ процессов взаимодействия судовых валов и подшипников скольжения с НЭП
технологией, соответствующим расчетной схеме (см. рис. 1.6).Создание модели
описывающей процессы протекающие в наклонно-эквидистантном смазочном слое.
3. Проведение анализа зависимости максимального давления смазочного слоя от
различных эксплуатационных и конструктивных параметров. Выбор эксплуатационных
и конструктивных параметров, обеспечивающих режим работы подшипникового узла
позволяющий сократить энергетические и эксплуатационные затраты на обеспечение
их функционирования.
4. Определение локальных и глобального максимумов величины несущей способности
смазочного слоя для случаев которые реализуются в условиях эксплуатации в
составе судового пропульсивного комплекса.
5.Определение энергетических потерь в узлах с НЭП при рациональных
конструктивных и эксплутационных параметрах с учетом зависимости вязкости от
давления.
6. Создание опытного образца с НЭП для проведения комплексных исследований.
7. Проведение экспериментальных исследований.
8. Разработка конструкторской документации, а также рекомендаций для
организации эксплуатации подшипниковых узлов с НЭП для судового пропульсивного
комплекса СЭУ.
2.2. Методика проведения теоретических исследований
с использованием НЭП
В основу решения поставленной задачи (повышение эффективности работы
упорноопорных подшипников скольжения судовых валопроводов) положена гипотеза,
согласно которой в реальных узлах трения поверхность контакта представляет
собой сочетание наклонной и эквидистантной поверхностей. В этом случае
нагрузочная способность поверхностей контакта будет оптимальной, если изменение
давления в срединной плоскости происходит по треугольни
- Київ+380960830922