ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДЕПАРТАМЕНТ РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА

МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДЕПАРТАМЕНТ РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА

КЕРЧЕНСКИЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

СУДОМЕХАНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

 

 

СУДОВЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

И СИСТЕМЫ

Методические указания

по выполнению практических и расчетно-графических работ

для студентов специальности 5.090256

„Монтаж и проектирование судовых машин и механизмов”

 

 

 

 

Автор:

 

Рецензенты: Попов В.В., старший преподаватель кафедры СЭУ КМТИ

Деусов В.Н., председатель цикловой комиссии судомеханических дисциплин Судомеханического техникума КМТИ

 

 

Методические указания рассмотрены и одобрены цикловой комиссией судомеханических дисциплин СМТ КМТИ

Протокол №_3_ от _16 ноября_2005 г.

 

Методические указания рассмотрены и одобрены методическим советом СМТ КМТИ

Протокол №_4_ от _22 декабря_2005 г.

 

Методические указания утверждены Ученым советом КМТИ

Протокол №_4_ от _26 декабря_2005 г.

Практическая работа № 1

Конструкция насоса Гарда

И шестиступенчатого реверсивного

Насоса системы смазки двигателя 8ЧР 24/36

Цель – изучение конструкции и принципа работы насосов.

 

Масляный насос с ручным приводом.

Масляный насос с ручным приводом показан на рисунке 1.

Перед пуском двигателя в работу необходимо масляную систему прокачать, так как за время стоянки двигателя масло из подшипников вытекает и при последующем пуске в подшипниках появится полусухое трение, вследствие чего детали и части двигателя подвергнуться быстрому износу. Для прокачивания системы применяют масляный насос с ручным приводом.

Если рычаг 10 передвигать усилием рук, то это усилие через вал 11, рычаг 18 и стержень 7 передаётся поршням 8 и 3, заставляя последние передвигаться поочерёдно вправо и влево вдоль цилиндра 6.

При передвижении поршней 8 и 3 влево в полости А создаётся разрежение, и масло поступает в неё по следующему пути: трубопровод подвода масла к насосу – трубка 17 – всасывающий клапан 16 – полость А.

Одновременно в полости Б создаётся давление, и масло из полости Б уходит в нагнетательную магистраль по следующему пути: нагнетательный клапан 2 – трубка 5 – нагнетательная магистраль.

При последующем передвижении поршней 8 и 3 вправо в полости Б создаётся разрежение, и масло поступает в неё по следующему пути: трубопровод подвода масла к насосу – трубка 17 – всасывающий клапан 1 – полость Б.

Одновременно в полости А создаётся давление, и масло отсюда уходит в нагнетательную магистраль по пути: полость А – нагнетательный клапан 9 – трубка 5 – нагнетательная магистраль.

Из рассмотрения работы насоса видно, что масло поступает в нагнетательную магистраль при любом направлении движения поршней 8 и 3, т. е. рассматриваемый насос является насосом двойного действия.

Передвижение поршней 8 и 3 ограничено болтом 4.

Выпуск масла производится через отверстие, закрытое пробкой 15.

Зазор между валом 11 и крышкой 14 уплотнён сальником 13. Последний закрыт крышкой 12, которая крепится к крышке 14 шпильками и гайками.

Масляный насос (рисунок 2) реверсивного типа имеет две секции, которые выполнены в общем корпусе. Секция насоса, имеющая шестерни 11 и 14 – маслонагнетающая. Секция насоса имеющая шестерни 10 и 15 – маслооткачивающая.

Усилие от коленчатого вала двигателя через промежуточную шестерню, шестерню 7 привода насоса, вал 9 передаётся ведущим шестерням 10 и 11 и ведомым шестерням 15 и 14, заставляя их вращаться.

При работе двигателя “Вперёд” шестерня 11 и 14 вращаются в направлении, указанном стрелками. В этом случае нагнетательная секция подаёт масло в нагнетательную магистраль по следующему пути: маслянный бак – трубопровод – коробка 21 – полость А – всасывающий клапан 18 – полость К – полость между корпусом 20 насоса и шестернями 11 и 14 – полость М – нагнетательный клапан 23 – полость Д – канал в крышке 1 – масляные фильтры – нагнетательная магистраль. При передвижении масла по указанному пути всасывающий клапан 22, испытывая давление масла из полости М, закрывается. Одновременно закрывается нагнетательный клапан 5, испытывая давление масла из полости Д.

При работе двигателя “Назад” поток масла идёт через клапаны 22 и 5, а клапаны 18 и 23 закрываются, испытывая давление масла соответственно из полостей К и Д.

Таким образом при, при любом направлении вращения шестерён 11 и 14 насос откачивает масло из масляного бака и подаёт его в нагнетательную магистраль. Для поддержания постоянного давления в нагнетательной магистрали установлен редукционный клапан 6, который перепускает масло из полости Д через канал в крышке 19 в полость А.

Работа шестерён 10 и 15 подобна работе шестерен 11 и 14 при работе двигателя “Вперёд” и “Назад”, но шестерни 10 и 15 откачивают масло из картера двигателя и нагнетают его по маслопроводу в масляный бак, установленный на двигателе, из которого шестерни 11 и 14 откачивают и нагнетают масло в нагнетательную магистраль.

Каналы в корпусе 20 насоса, крышке 17 и в плите 13 служат для подвода масла к втулкам 8, 12 и цапфам вала 16, что обеспечивает смазку указанных выше втулок и цапф.

Выпуск воздуха из насоса производится через отверстия, закрытые пробками 2

и 4.

 

 

Практическая работа № 2

Конструкция горизонтального поршневого

Насоса с электроприводом

Цель – изучение конструкции и принципа работы насоса.

 

Горизонтальный одноцилиндровый поршневой насос типа “Вассерборн” двойного действия с приводом от электродвигателя, обслуживающий гидрофорную систему пресной воды. Производительность насоса 2, 8 кг/сек, напор 30 кн/м², установочная мощность электродвигателя 2, 5 квт, число двойных ходов в секунду – 1. Корпус 14 редуктора и цилиндр 8 насоса, отлитые из чугуна, соединяются болтами. В цилиндр вставлена рабочая втулка 5, в которой помещён составной поршень 7, имеющий две уплотнительные манжеты. Заодно с цилиндром отлита клапанная коробка, в которой находятся всасывающие 4 и нагнетательные 3 клапаны, нагруженные пружинами. На клапанной коробке установлен воздушный колпак 1, улучшающий равномерность подачи воды к потребителю. Шток 10 поршня на выходе из цилиндра уплотнён сальником 9. Левый конец штока посредством ползуна 11 и пальца 12 соединён с шатуном 13, бугель которого охватывает эксцентрик, прикреплённый тремя болтами к диску шестерни 15 редуктора. Шестерня 15 сцепляется с шестернёй 17, сидящей на промежуточном валу 16, на другом конце которого закреплён шкив 18, получающий вращение от электродвигателя 21 через клиноремённую передачу 20. Опорная плита 22 электродвигателя закреплена шарнирно. При помощи регулировочного болта 19 можно изменять натяжение ремней привода.

В корпус редуктора наливают масло до середины уровня смотрового стекла, так что шестерня 15 погружается на 30 мм в масло. Подшипники промежуточного и главного валов смазываются тавотом из колпачковых маслёнок. При работе насоса вода всасывается через патрубок 6 и нагнетается через патрубок 2.

При эксплуатации приводных насосов могут наблюдаться следующие неисправности:

1)насос не всасывает; причиной этого могут быть недостаточное предварительное наполнение всасывающего трубопровода и насоса, неплотности во всасывающем трубопроводе и сальнике, засорение приёмной сетки;

2)производительность насоса не достигает нормальной величины, что может быть вызвано попаданием посторонних частиц под всасывающие клапаны; необходимо вскрыть клапанную коробку и прочистить клапаны;

3)явно тяжёлый ход насоса, это может быть при слишком затянутом сальнике;

4)биение насоса – при слишком большой высоте всасывания или при попадании воздуха в цилиндр;

5)нагревание подшипников, причиной которого могут быть искривление вала, закупорка смазочных канавок или недостаток масла.

 

Практическая работа № 3

Центробежного насоса

 

 

 

Цель - изучение конструкции и принципа работы насоса.

 

Одноступенчатый горизонтальный центробежный несамовсасывающий насос типа LDE60 с односторонним подводом жидкости, используемый в качестве пожарного насоса.

При нормальной работе (44 об/сек) насос развивает давление 392 кн/м² и имеет производительность 0, 85 кг/сек.

Привод насоса осуществляется от индивидуального электродвигателя мощностью 6 квт.

К корпусу насоса 17 при помощи шпилек присоединены всасывающая крышка 22 и корпус подшипников 15. Внутри корпуса на стальном валу 8 закреплено на шпонке бронзовое рабочее колесо 16, имеющее шесть загнутых назад лопаток и удерживаемого от осевого смещения по валу влево обтекаемой гайкой 20. Выход вала 8 из корпуса 17 уплотнён сальником 1 – 2. Участок вала, проходящий внутри сальника, имеет бронзовую втулку 3, предохраняющую его от коррозии. Свободный конец вала лежит в двух радиально-упорных шарикоподшипниках 4, установленных в гнёздах цоколя корпуса 15 подшипников. Крышки 10 и 14 имеют кольцевые канавки 9 и 13 с уплотнительной набивкой из технического войлока. На валу 8 между шарикоподшипниками 4 установлена распорная втулка 6. Между крышкой 14 и шарикоподшипником 4 находится пригоночное кольцо 12. Оба шарикоподшипника через распорную втулку 6 стягиваются гайкой 7. Внутренняя полость цоколя корпуса подшипников на одну треть высоты заполняется маслом через пробку 5. Пробка 11 служит для спуска масла при его замене, пробка 18 – для спуска жидкости из корпуса насоса.

Так как со стороны входа жидкости создаётся разрежение, то под действием разности давлений на внешние диски колеса возникает осевое усилие, стремящееся сдвинуть колесо навстречу жидкости. Для снятия осевого усилия в заднем диске колеса имеются отверстия 19, соединяющие область повышенного давления за задним диском колеса со всасывающей полостью.

Перед пуском насос наполняется перекачиваемой жидкостью через отверстие, закрытое пробкой 23. Для регулирования зазоров между рабочим колесом и корпусом насоса устанавливают прокладочные кольца 21.

При работе насоса жидкость всасывается через патрубок крышки 22, попадая на лопатки колеса, получает радиальное перемещение, по выходе из колеса поступает в специальный канал корпуса и через нагнетательный патрубок 24 направляется к потребителю.

Практическая работа № 4

Практическая работа № 5

Практическая работа № 6

Практическая работа № 7

Практическая работа № 8

Изучение тепловой схемы ВВОУ фирмы ″ Атлас″

 

 

Цель – изучение тепловой схемы ВВОУ фирмы ″ Атлас″ .

 

В глубоковакуумной испарительной установке теплохода для обогрева испарителя используется вода, охлаждающая дизель. Пресная охлаждающая вода подается в систему охлаждения глав­ного двигателя 2 насосом 1. Вода, вышедшая из системы охлаждения

 

 

двигателя, обогревает испаритель 12, поверхность нагрева которого образована вертикальными трубками. Пройдя испаритель, вода идет через терморегулятор 3 в охладитель 4 пресной воды и принимается снова насосом. Насос забортной воды 7 подает воду в охладитель 6 воздуха системы наддува главного двигателя, в масляный холодильник 5 и охладитель пресной воды 4. Часть забортной воды идет в конденсатор 17 испари­теля, поверхность которого образована горизонтальными трубками. Между испарителем и конденсатором имеется сепарирующее устройст­во. Вакуум в испарителе поддерживается благодаря работе водоструй­ного эжектора 16, рабочая вода к которому подается насосом 15. Этот же насос подает забортную воду для питания испарителя через регулятор 13. Для удаления из испарителя рассола служит насос 14.

Дистиллят откачивается из конденсатора испарителя насосом 11. Автоматический соленомер 10 при помощи электромагнитного клапана 9 направляет дистиллят с повышенной соленостью обратно в испаритель.

Количество приготовленного дистиллята контролируется рас­ходомером 8.

Абсолютное давление в испарителе составляет 0, 043—0, 075 бар. Испарение происходит при температуре 30—40° С. Расход электро­энергии на работу испарителя сводится к расходу энергии на привод насосов и зависит от производительности испарителя. Так, при про­изводительности испарителя 20 г в сутки расход энергии на 1 т ди­стиллята составляет примерно 5 квт*ч.

Дистиллят, используемый в качестве питьевой воды, должен спе­циально обрабатываться, чтобы обеспечить необходимые вкусовые качества и удовлетворять санитарным требованиям. Может быть ре­комендована фильтрация дистиллята через древесный уголь, добавка солей и насыщение дистиллята воздухом.

Приготовление дистиллята в испарительных установках взамен принятия на судно запасов пресной воды дает большие экономические выгоды. Стоимость топлива, дополнительно расходуемого в связи с действием испарительной установки на теплоходах, в 5 раз меньше стоимости береговой воды. На паровых судах стоимость топлива, расходуемого в связи с работой испарительной установки, примерно равна стоимости береговой воды. Но благодаря большому расходу пресной воды на паровых судах увеличение чистой грузоподъемности судов получается больше, чем на теплоходах, что дает значительную выгоду. Использование испарительных установок позволило весьма существенно улучшить бытовые условия экипажей и пассажиров морских судов.

 

Пример выполнения расчетов

Методика расчета основных размеров колеса центробежного насоса

 

 

1. Определяем коэффициент быстроходности насоса:

 

где Q – производительность насоса, м3/сек;

Н – напор, м.вод.ст.

 

 

2. Окружная скорость колеса на внешней окружности:

 

где K_u – коэффициент окружной скорости, учитывающий влияние числа лопаток и профилирующего угла на выходе на напор (выбираем из таблицы 1)

 

 

Таблица 1

Коэффициент быстроходности ns, об\мин	Коэффициенты
Ku	Kc	ψ	Kp
50 – 60	0, 98 – 1	0, 18	2, 5	0, 1
70 – 100	0, 97 – 0, 98	0, 13 – 0, 15	2, 5 – 2, 0	0, 1
100 – 120	1, 0 – 1, 05	0, 15 – 0, 17	2, 0 – 1, 8	1, 0 – 0, 11
120 – 200	1, 05 – 1, 15	0, 17 – 0, 22	1, 8 – 1, 5	0, 12 – 0, 15

Схема к расчету рабочего колеса

 

3. Наружный диаметр колеса:

 

4. Мощность, потребляемая насосом:

 

где	Q –	расчетная производительность насоса, принимаемая на 8-15% больше заданной с учетом щелевых потерь жидкости, м3/сек;
	ρ –	плотность жидкости, кг/м3 (для воды = 1000 кг/м3);
	Н –	напор, создаваемый насосом, с учетом высоты всасывания, м.вод.ст.;
	η н –	общий к.п.д. насоса η н = η о · η г · η м;
	η о = 0, 94 - 0, 98 –	объемный к.п.д. насоса, учитывающий потери жидкости через зазоры и перепуск вследствие циркуляции;
	η г = 0, 75 - 0, 90 –	гидравлический к.п.д. насоса, учитывающий потери на сопротивление в проточной части, вихреобразование и удары;
	η м = 0, 87 - 0, 95 –	механический к.п.д. насоса, учитывающий потери на трение в подшипниках и сальниковых устройствах.

 

Общий к.п.д. насоса η _н лежит в пределах 0, 7 – 0, 9, причем низшее значение имеют насосы с меньшим коэффициентом быстроходности η _s.

 

5. Диаметр вала насоса определяется из расчета на кручение по сниженным напряжениям:

 

6. Диаметр спицы рабочего колеса

D_ст = (1, 3 – 1, 5) · d_в , см

 

7. Скорость входа жидкости на рабочее колесо:

 

где К_с – коэффициент скорости входа, выбирается из таблицы 1 в зависимости от коэффициента быстроходности η _s.

 

8. Входной (внутренний) диаметр рабочего колеса D₁ определяется из уравнения расхода (размерность диаметра D₁-м):

 

9. Наружный диаметр D₂ и внутренний D₁ связаны отношением выбирается из таблицы 1 в зависимости от коэффициента быстроходности η _s.

 

10. Ширина рабочего колеса на внутренней окружности определяется из уравнения сплошности (размеры в₁ – м):

Q_p = π D₁ · в₁ · с₁

 

11. Ширина рабочего канала колеса на наружной окружности:

 

где С_р – радиальная скорость жидкости в колесе.

 

 

где К_р – коэффициент радиальной скорости, выбираемый из таблицы 1 в зависимости от коэффициента быстроходности η _s.

 

ВАРИАНТЫ К РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКИМ РАБОТАМ

 

Расчетно-графическая работа № 1

Определить основные параметры центробежного насоса

по следующим данным

 

№№ Вариантов	Производительность Q м3/ч	Напор Н.м. вод. ст. .	Частота вращения n об/мин	Примечание

Расчетно-графическая работа № 2

Определить величину падения давления в трубопроводах

системы осушения, изображенной на схеме по следующим данным

 

№№ Вариантов	Диаметр трубопровод на участке А -Б d1/3; мм	Длина уч-ка А-Б 1; м	Ср. скорость жидкости на А-Б V1 м/с	Длина уч-ка Б-В 2; м	Диаметр труб на уч-ке Б-В d1/3; мм	Коэффиц.кинематич вязкости
	108/3		1, 6		159/4	1, 54
	96/3		2, 0		160/4	1, 12
	106/3		2, 2		132/4	1, 14
	158/4		2, 1		180/4	1, 42
	196/3		1, 4		188/4	1, 47
	108/3		2, 0		132/4	1, 52
	108/4		1, 8		120/4	1, 53
	89/3		1, 7		110/3	1, 12
	146/3		1, 5		156/3	1, 21
	148/4		1, 2		158/4	1, 24
	132/4		1, 4		110/4	1, 28
	136/6		2, 0		159/4	1, 62
	98/4		1, 6		158/4	1, 47
	108/4		2, 2		122/4	1, 51
	106/3		2, 1		128/4	1, 50
	92/4		1, 8		142/4	1, 53
	178/4		1, 7		128/4	1, 18
	169/3		1, 6		126/3	1, 27
	128/4		1, 5		133/3	1, 43
	126/3		1, 2		154/4	1, 39
	134/4		1, 8		159/3	1, 38
	126/3		1, 9		169/4	1, 53
	138/4		1, 7		166/3	1, 54
	142/4		1, 6		170/4	1, 47
	128/4		2, 1		132/4	1, 18
	108/4		2, 0		136/4	1, 39
	106/3		2, 2		126/3	1, 38
	89/3		2, 3		118/4	1, 52
	128/4		1, 6		159/4	1, 53
	118/4		1, 5		162/4	1, 56
	116/3		1, 7		133/3	1, 37
	158/4		1, 8		128/4	1, 44
	162/3		1, 6		126/3	1, 49
	124/4		1, 4		196/4	1, 51
	132/4		1, 3		198/4	1, 50
	108/4		2, 0		142/4	1, 37
	106/3		2, 2		144/4	1, 28
	108/4		2, 0		128/4	1, 53
	128/4		2, 1		132/4	1, 52
	193/4		2, 0		138/4	1, 54

 

Литература

 

1. Власьев Б.А., Резник Ю.И. Судовые вспомогательные механизмы и системы. - Л.: Судостроение, 1989.

2. Богомольный А.Е. Судовые вспомогательные и рыбопромысловые механизмы. - Л.: Судостроение, 1971.

3. Туркин А.А. Вспомогательные механизмы и технологические холодиль-ные установки промысловых судов. - Л.: Судостроение, 1966.

4. Хетагуров М.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. - М.: Транспорт, 1966.

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДЕПАРТАМЕНТ РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА

12345Следующая ⇒

Поделиться: