Бакаутовые подшипники.

Бакаут (табл. 3–42) применялся как основной материал для изготовления дейдвудных подшипников.

Антифрикционные свойства бакаут сохраняет при температуре до 50° С. При ее повышении коэффициент трения резко возрастает. До набора бакаут обычно хранят под слоем влажных опилок при температуре не ниже 0°С. Перед набором бакаут вымачивают 15– 30 суток.

Внутренний набор бакаутовых планок производится способом «бочка» или «ласточкин хвост». Набор «ласточкин хвост» более прочен и надежен, создает хорошие условия смазки, охлаждения и промывки подшипников, а также удобен при замене изношенных планок и не требует установки упорных колец. Между опорными планками прорезают продольные канавки сечением \0_X\0 мм для стока воды.

Надежность работы бакаутовых подшипников существенно зависит от длины и сечения планок. Для валов диаметром до 500 мм количество планок ориентировочно не должно превышать 30 шт., а толщина их должна быть не менее 24–28 мм. В продольных пазах между планками не допускается зазор свыше 0,1 мм на длине более 20% от общей длины планки, а в торцовых пазах – более 0,3 мм. Бакаут плохо воспринимает действие абразивной среды. Поэтому интенсивная прокачка дейдвуда при маневрах обязательна. В мировой практике принято считать нормальным износ бакаута ок. 1мм в течение года. При следовании судна в балласте гребной вал испытывает значительные поперечные колебания. Бакаутовые подшипники с водяной смазкой не могут эффективно гасить поперечные колебания валов и противостоять возникающим при этом усилиям.

Некоторые конструкции дейдвудных устройств с бакаутовыми подшипниками показаны на рис. 3–12 и 3–13.

Рис. 3–12. Дейдвудное устройство с бакаутовыми подшипниками:

1 – гребной вал; 2–стопорное кольцо; 3 – гайка; 4 – резиновое кольцо; 5 – яблоко ахтерштевня; 6 – дейдвудная труба; 7 – кор–мовая втулка; 8 – набор бакаута; 9 – носовая втулка; 10 – набор бакаута; 11 – переборка ахтерпика; 12 – водораспределительное кольцо; 13 – надбивка ХБП; 14 – нажимная втулка; 15 – облицовка вала; 16 – труба подвода воды; П – флоры набора корпуса

Рис. 3–13. Дейдвудное устройство с кормовым бакаутовым подшипником и выносным подшипником гребного вала;

а – схема валопровода; б – дейдвудное устройство: 1 – кормовой бакаутовый подшипник; 2 – гребной вал; 3 – сальник; 4 – переборка ахтерпика: 5 – выносной подшипник гребного вала; 6 – муфта; 7 – пром. вал; 8 – гребной винт; 9 – стопорное кольцо; 10 – дейдвудная втулка; 11 – набор бакаута; 12 – яблоко ахтерштевня; 13 – облицовка гребного вала; 14 – набивка сальника; 15 – нажимная втулка; 16 – шейка вала

Резиновые подшипники.

Резина марок 8130, 8075, 1626, применяемая в дейдвудпых подшипниках, должна удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 3–43.

Резиновые подшипники нормально работают при окружной скорости свыше 10 м/сек и температуре не более 40° С. Нижний предел окружной ско­рости примерно 1 м/сек, так как при очень малых числах оборотов вала ухудшаются условия смазки и износ резиновых вкладышей резко возрастает.

Таблица 3–43 Физико–механические свойства резины

Существует два типа резиновых дейдвудных подшипников: цельные и наборные. Первые применяются для диамет­ров гребных валов до 200 мм, вторые – свыше 200 мм.

Цельные подшипники представляют собой цилиндрическую металлическую втулку, внутренние поверхности которой вулканизированы резиной (по ГОСТ 7199–71). Для протока воды подшипник имеет 10–12 продольных кана­вок.

Наборные подшипники состоят из резино–металлических планок, сборка которых выполняется по способу «бочка» или «ласточкин хвост». Для протока воды служат боковые скосы у вкладышей. К установке допускаются планки, которые на рабочей поверхности имеют не более двух раковин глубиной до 0,5 мм и площадью не свыше 25 мм², а на нерабочей поверхности не более пяти раковин указанных размеров.

Особое внимание необходимо обращать на работу резиновых подшипников при температуре ниже 5° С, так как в этом случае резина резко снижает свои физико–механические свойства.

Текстолитовые подшипники. Текстолит марки ПТК–С применяют для гребных валов диаметром от 400 мм и выше.

Таблица 3–44 Физико–механические свойства текстолита ПТК–С (ТУ № П–401–69)

Таблица 3–45 Толщина вкладышей и водяной зазор для текстолитовых подшипников

Текстолитовые подшипники используют при окружных скоростях вала до 10 м/сек и температуре не свыше 40° С.

Текстолитовые вкладыши набирают сухими по способу «бочка» с двумя металлическими упорными планками. Между торцами вкладышей и упорным кольцом оставляют промежуток, равный 1 % длины набора. Вкладыш»; набираются в дейдвудные подшипники таким образом, чтобы слои ткани рас­полагались по касательной к окружности втулки.

При наборе вкладышей (во втулке) ширину которых выбирают в пределах 75–90 мм, допускаются зазоры: между соседними вкладышами – до 0,1 мм; по торцам – не свыше 0,3 мм; неплотность–прилегания не более чем на 30% поверхности подшипника. Для прохода воды между вкладышами выполняют канавки шириной 10 мм и глубиной, равной половине толщины вкладыша.

При отсутствии воды или малых установочных зазорах происходит растрескивание облицовки, интенсивное выгорание текстолита и, как следствие, быстрый износ вкладышей – это приводит к недопустимому смещению линии валопровода.

Поэтому при эксплуатации текстолитовых подшипников необходимо обеспечить непрерывную прокачку воды по всей длине дейдвудной трубы и не допускать повышения температуры охлаждающей воды на выходе свыше 5° С.

После докования и спуска судна на воду подшипник испытывает дополнительные напряжения сжатия (порядка 40 кгс/см²), вследствие неодинакового разбухания текстолита в разных направлениях. На судах зарубежной постройки используют несколько марок текстолита: туфнол, катлас, микарта, ламинекс, новотекс, лигнит, феробестос и др. (см. табл. 3–46), причем некоторые из них равноценны по качеству или уступают отечественному текстолиту ПТК–С. Максимальные рабочие температуры: туфнола (наиболее распространен) 80° С, ламинекса 110° С и феробестоса 175° С.

Текстолит необходимо хранить в сухом помещении, а при транспортировке предохранять от увлажнения.

Таблица 3–46 Физико–механические свойства текстолитов иностранных марок

Подшипники из древеснослоистого пластика (ДСП).

Пластик ДСП–А используют для валов диаметром до 400 мм.

Таблица 3–47 Физико–механические свойства пластика ДСП–А

Подшипники ДСП–А работают при окружной скорости до 10 м/сек и температуре не более 40° С. ДСП выпускается плитами толщиной 15–60 мм.

При наборе из ДСП канавки не делают, так как они способствуют разбуханию планок. В последнем случае выполняют боковые карманы – холодильники. После окончательной расточки подшипников рекомендуется несколько раз пропитать рабочие поверхности планок горячим маслом при температуре 75° С и вязкости 4–7,5° Е.

ДСП необходимо хранить в сухом помещении, а торцы пластика смазывать фенолформальдегидной смолой.

Капроновые и капролоновые подшипники. Капрографитовые втулки (капрон с добавкой 10% серебристого графита) применяют в дейдвудных подшипниках для гребных валов диаметром до 200 мм.

Таблица 3–48 Физико–механические свойства капрона марки Б и капролона

Капрографитовые подшипники дейдвудных устройств по сравнению с тек­столитовыми и резино–металлическими подшипниками обладают большей износостойкостью и уменьшают износ шеек гребных валов.

Установочный зазор δ = 0,0065d_r,

где d_r – диаметр облицовки гребного вала, мм.

Капролон используют в дейдвудных подшипниках валов диаметром 500 мм и более. Заготовки капролона отливают в виде планок, колец и втулок.

Планки набирают по схеме «бочка» в дейдвудную металлическую втулку между металлическими упорными планками. Допускается неплотность прилегания планок не более 30% их поверхности. Монтажный зазор принимают по табл. 3–49, пункт 3.2а

Сборные кольца или втулки устанав­ливают в дейдвуд с натягом (посадка ; ) и дополнительно стопорят шпонками или гужонами.

Установочный диаметральный зазор для втулок и наборных колец (с учетом набухания) для валов диаметром до 500 мм определяют по выражению:

δ = Δ+0,04s,

где Δ – монтажный зазор для бакаута по нормали Н9153–63, мм;

s – толщина втулки (кольца), мм.

Давление воды для смазки и охлаж­дения капролоновых подшипников 3 кгс/см², расход воды 1–2,5 м³/ч при d= 100 250 мм.

Баббитовые подшипники работают с масляной смазкой под давлением и допускают удельные нагрузки до 5 кгс/см².

Установочный масляный зазор

δ= 0,001 dr + 0,5 мм,

где dr – диаметр гребного вала, мм

Рис. 3–14. Конструкции уплотнений дейдвудных устройств:

1 – облицовки гребного вала; 2 – гребной вал; 3 – уплотнительное кольцо; 4 – ступица гребного винта; 5 – консервирующий состав; 6 – нажимная втулка; 7 – дейдвудная втулка; 8 – упорное кольцо; 9 – вкладыш (бакаут, текстолит)

Латунные подшипники марок Л62 или ЛС59–1 делают для валов диаметром до 130 мм в виде латунных втулок, внутренний диаметр которых вулканизируется слоем резины, имеющей продольные канавки особой формы по ГОСТ 7199–71.

Уплотнения дейдвудных устройств.Конструкция (см. рис. 3–14, а) предусматривает осевое обжатие уплотнительного резинового кольца 3 торцом облицовки гребного вала 1. Усилие обжатия регулируется толщиной пригоночного кольца. На рис. 3–14,6 осевое обжатие резинового кольца 3 осуществляется торцом нажимной втулки 6. Свободная полость, образующаяся между торцом облицовки гребного вала 1 и выточкой ступицы гребного винта 4, заполняется специальным консервирующим составом 5 (например, пушечной смазкой ПВК). Для обеспечения надежности работы уплотнения необходимо: применять мягкую резину с твердостью по Шору 30–40 единиц; осуществлять посадку резинового кольца на вал с небольшим натягом; обеспечивать оптимальное усилие нажатия. Недостаточное осевое усилие приводит к пропускам воды по поверхности вала, а чрезмерное – к преждевременному старению резины и нарушению уплотнения. Уплотненнее радиальным натягом резинового кольца показано на рис. 3–14, в. Уплотнительное кольцо изготовляют цельноштампованным из специальной резины с твердостью по Шору 75–90 единиц. В месте установки кольца 3 диаметр облицовки гребного вала обрабатывается под V 7 и шлифуется.

Для обеспечения натяга в соединении внутренний диаметр резинового кольца выбирается на 0,5–3,0% меньше посадочного размера. Плотность сопряжения кольца с гребным винтом осуществляется увеличением наружного диаметра резинового кольца на 25–30% больше высоты паза в ступице винта. Для удобства заводки уплотнительного кольца 3 в ступице винта делают скос, а трущиеся поверхности покрывают тонким слоем смазки ЦИАТИМ–221.

Конструкция дейдвудного устройства с баббитовыми подшипниками и с концевым уплотнением типа «Симплекс» приведена на рис. 3–15. Носовое уплотнение (рис. 3–15) аналогично кормовому, но вместо двух манжет и уплотнительного кольца установлены два уплотнительных кольца.

Рис. 3–15. Дейдвудное устройство с баббитовыми подшипниками и уплотнение типа „Симплекс":

1 – яблоко ахтерштевня; 2 – дейдвудная труба; 3 – кормовой дейдвудный :подшипник; 4 – кожух; 5 – носовой дейдвудный подшипник; 6 – переборка ахтерпика; 7 – уплотнительный фланец; 8 – уплотнительное резиновое кольцо; 9 – гребной вал; 10 – носовое сальниковое уплотнение Симплекс"; 11 – прокладка; 12 – отверстие для подвода масла; 13 – прокладка; 14 – кормовое сальниковое уплотнение типа „Симплекс"; 15 – гребной винт; 16 – установочное кольцо; 77 – уплотнительное кольцо; 18 – нажимная втулка. (Между трубой 2 и подшипниками 3 и 5 – заливка баббитом, на рисунке не заштрихована)

В резино–металлических дейдвудных подшипниках диаметром до 130 мм (ГОСТ 7199–71) наружный диаметр шейки вала принимают на 0,3–0,4 мм больше номинального диаметра отверстия в подшипнике.

Диаметральные зазоры в дейдвудных подшипниках (бакаутовых, ДСП, ;резино–металлических и капролоновых)

Таблица 3–50 Диаметральные зазоры в дейдвудных под-шипниках из текстолита марки ПТК–С(набор по схеме «бочка»)

Таблица 3–51. Диаметральные зазоры в резиновых подшипниках дейдвуда и кронштейнов

Если во втулках дейдвудных под­шипников и кронштейнов установлены бронзовые или чугунные вкладыши, то диаметральный монтажный зазор принимают по данным табл. 3–52, увеличивая его при этом на 0,003 d.

Таблица 3–52. Диаметральные зазоры в баббитовых подшипниках дейдвуда и кронштейна

Таблица 3–54. Диаметральные зазоры в грундбуксе и нажимной втулке дейдвудного устройства

Предельно допустимый зазор в дейдвудных подшипниках не должен превышать следующих величин:

при наборе из бакаута, резины, текстолита, ДСП

δ= 0,012d+ 1,8 мм при диаметре вала до 600 мм;

δ = 0,005d + 6,0 мм при диаметре вала свыше 600 мм; при заливке баббитом 6δ= 0,007d + 2,5 мм,

где d – диаметр вала (по облицовке),мм.

Гидравлические испытания. После окончания монтажных работ дейдвудные трубы испытывают давлением 2 кгс/см². Уплотнения дейдвудной трубы при масляной смазке подшипников подвергают гидравлическому испытанию давлением не менее 1,5 кг/см².

В качестве упорных подшипников скольжения валовых линий применяются подшипники с поворотными подушками (сегментами). Число подушек с каждой стороны упорного диска молжет составлять 6–20 (чаще 8...10); среднее удельное давление 13– 20 кгс/см².

Материал подушек – стали 35, 25Л или бронза с заливкой баббитом Б83.Несущие масляные клинья образуются между диском и подушками вследствие наличия пары сил с моментом 1,1T_x/z

Рис. 3–16. К расчету упорного подшипника с поворотными подушками

Рис. 3–17. График для определения коэффициента k

У поворачивающихся подушек плечо пары х→0. При х=0 подушки устанавливаются в рабочее положение. Режим жидкостного трения обеспечивается при:

(рис. 3–16),

где – максимальный прогиб упор­ного гребня, (диска), мм.

Минимальная толщина масляного слоя

где F – площадь подушки, см2;

п – число оборотов гребного валав минуту;

– повышение температуры масла в подшипнике (обычно 15– 20° С);

μ– вязкость, кгс– сек/см²

с – теплоемкость, ккал/г;

γ – удельный вес масла, г/см³.

Коэффициент k определяется по кривым (рис. 3–17) в зависимости от отношения – b/r и φ (см. рис. 3–16).

где Т – упор винта, кгс;

R_r – радиус диска, см;

z – число подушек (с одной стороны

диска);

H– толщина диска (гребня), см;

Е – модуль продольной упругости, кгс/см²;

Коэффициент βопределяется по кривой графика рис.3–18 в зависимости от отношения .

Рис. 3–18. График для определения β Рис. 3–19. Развертка по среднему диаметру

Для обеспечения равномерной загрузки всех упорных подушек каждая из них опирается на две уравнительные подушки, установленные по всей окружности (рис. 3–19).

Таблица 3–55. Монтажные зазоры в главных упорных подшипниках скольжения (ГУП)

В упорном подшипнике с месдозами (мембранно–поршневое устройство) упор винта автоматически перераспределяется между подушками, обеспечивая их равномерную нагрузку.

Подшипники качения

В зависимости от направления суммарной нагрузки на опоре применяются подшипники качения радиальные, упорные и радиально–упорные. По числу рядов тел качения подшипники подразделяются на однорядные, двухрядные и четырехрядные; по конструктивным особенностям–несамоуста-навливающиеся и самоустанавливающиеся (сферические).

Подшипники качения стандартизованы и сгруппированы в серии: легкая, средняя и тяжелая. Материалами для изготовления подшипников служат легированные стали (марок ШХ9, ШХ15, 12ХНЗА, ШХ15ГС и др.). Сепараторы изготовляются из листовой стали, бронзы, алюминия и текстолита. К. п. д. одной пары подшипников Г) = 0,99.

Выход из строя тяжелонагруженных подшипников обычно является следствием усталостных разрушений поверхностей дорожек внутренних колец и тел качения (для радиальных и радиально–упорных подшипников) или тел качения (для упорных подшипников). Выход из строя высокоскоростных подшипников (ГТН и др.) обусловливается разрушением или износом сепаратора. Иногда при работе подшипников возникает шум, который указывает либо на недостаток смазки, либо на износ элементов подшипника.