WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«Электронный аналог печатного издания, утвержденного 03.10.17 ПРАВИЛА КЛАССИФИКАЦИИ И ПОСТРОЙКИ МОРСКИХ СУДОВ Часть IX М ЕХАНИЗМ Ы НД № 2-020101-104 Санкт-Петербург ...»

РОССИЙСКИЙ М ОРСКОЙ РЕГИС ТР СУД ОХОД СТВА

Электронный аналог печатного

издания, утвержденного 03.10.17

ПРАВИЛА

КЛАССИФИКАЦИИ И ПОСТРОЙКИ

МОРСКИХ СУДОВ

Часть IX

М ЕХАНИЗМ Ы

НД № 2-020101-104 Санкт-Петербург украшения для одежды Правила классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства утверждены в соответствии с действующим положением и вступают в силу 1 января 2018 года .

Настоящее издание Правил составлено на основе девятнадцатого издания 2017 года с учетом изменений и дополнений, подготовленных непосредственно к моменту переиздания .

В Правилах учтены унифицированные требования, интерпретации и рекомендации Международной ассоциации классификационных обществ (МАКО) и соответствующие резолюции Международной морской организации (ИМО) .

Правила состоят из следующих частей:

часть I «Классификация»;

часть П «Корпус»;

часть Ш «Устройства, оборудование и снабжение»;

часть IV «Остойчивость»;

часть V «Деление на отсеки»;

часть VI «Противопожарная защита»;

часть VTI «Механические установки»;

часть VIII «Системы и трубопроводы»;

часть IX «Механизмы»;

часть X «Котлы, теплообменные аппараты и сосуды под давлением»;



часть XI «Электрическое оборудование»;

часть ХП «Холодильные установки»;

часть ХП1 «Материалы»;

часть XIV «Сварка»;

часть XV «Автоматизация»;

часть XVI «Конструкция и прочность корпусов судов и шлюпок из стеклопластика»;

часть XVII «Дополнительные знаки символа класса и словесные характеристики, определяющие конструктивные или эксплуатационные особенности судна»;

часть XVTTI «Общие правила по конструкции и прочности навалочных и нефтеналивных судов»

(Part XVIII "Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers"). Текст части XVIII соответствует одноименным Общим правилам МАКО;

часть XIX «Дополнительные требования к контейнеровозам и судам, перевозящим грузы преимущественно в контейнерах» (Part XIX "Additional Requirements for Structures o f Container Ships and Ships, Dedicated Primarily to Carry their Load in Containers"). Текст части XIX соответствует УГГ МАКО SI 1А «Требования к продольной прочности контейнеровозов» (июнь 2015) и S34 «Функциональные требования к вариантам нагрузки при проверке прочности контейнеровозов методом конечных элементов» (май 2015) .

Части I — XVII издаются в электронном виде и твердой копии на русском и английском языках. В случае расхождений между текстами на русском и английском языках текст на русском языке имеет преимущественную силу .

Части XVIII — XIX издаются только на английском языке в электронном виде .

–  –  –

1. Пункты 2.1.1, 2.3.4.17, 2.3.4.21, 2.4.9, 2.7.3, 2.12.1, 4.1.3, 5.1.3.2, 5.1.4.3, 7.3.5, 8.1.1, 8.1.3, 8.1.9, 8.4.4, 8.8.3, 8.10.10: уточнены требования с целью исключения нечетких формулировок «специальное рассмотрение» и «особое согласование» .

2. Глава 1.2: в пункте 1.2.2 уточнены требования по освидетельствованию механизмов с ручным приводом;

в примечании к таблице 1.2.4 уточнены требования по выбору материалов в соответствии с новым пунктом 1.6.7;



в пункте 1.2 .

6 уточнены требования к методам контроля при изготовлении деталей механизмов .

3. Глава 1.6: в пункте 1.6.2 уточнены требования по освидетельствованию материалов деталей ДВС;

добавлен новый пункт 1.6.7 по применению материалов, иных чем сталь, для деталей и компонентов механизмов в соответствии с унифицированной интерпретацией МАКО SC282 (Dec 2016) .

4. Глава 3.7: в пункте 3.7.4 дополнены требования по параметрам АПС турбоагрегатов .

5. Глава 6.4: в пункте 6.4.3.1 уточнены требования к лебедкам с гидравлическим и паровым приводом .

6. Внесены изменения редакционного характера .

СОДЕРЖАНИЕ

–  –  –

Продолжение табл. 1.2.3.1-1 Технические требования для процессов литья и сварки (включая последовательность обработки) Подтверждение системы контроля качества при проектировании и поддержании в эксплуатации Требования к качеству производства ДВС Типовое одобрение экологических испытаний и компонентов управления6 1Если является частью двигателя, но не встроен в фундаментную раму .

Только для одного цилиндра или группы цилиндров одного исполнения .

3С идентификацией компонентов (например, по номеру их чертежей) .

“ Руководство по эксплуатации и обслуживанию должно содержать информацию для обеспечения технического обслуж ивания и ^ ремонта, включая описание используемых специальных инструментов и средств измерений с указанием по их настройке и требованиям по проведению проверок (поверок) на весь период технического обслуживания .

5Если работа двигателя зависит от гидравлических, пневматических или электронных систем управления анализ характера отказов и их последствий должен быть представлен для демонстрации, что отказ системы управления не приведет к последующему снижению характеристик двигателя до неприемлемого уровня .

Испытания должны показать способность оборудования систем управления, контроля и защиты функционировать в особых условиях, как указано в разд. 12 «Оборудование автоматизации» части IV «Техническое наблюдение за изготовлением изделий» п р а в и л технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов .

Т а б л и ц а 1.2 .

3.2 Документация по ДВС, представляемая для одобрения (что применимо) Рама фундаментная и картер сварной конструкции с указанием сварных узлов и технических требований по сварке1,2 Опорная плита сварной конструкции упорного подшипника с указанием сварных узлов и технических требований по сварке1 Чертежи фундаментной рамы/маслосборника (поддона) сварной конструкции1 Станина/стойки/корпус передачи сварной конструкции с указанием сварных узлов и технических требований по сварке1,2 Станина и стойки сварной конструкции1,2 Чертежи деталей коленчатого вала для каждого числа цилиндров Коленчатый вал в сборе для каждого числа цилиндров Расчет иолшчагого вала для каждого числа цилиндров и их расположения согласно прилагаемому перечню д анных и требованиям гл. 2.4 Чертежи упорного или промежуточного вала, если встроены в двигатель Болты соединительные секций коленчатых валов Спецификация материалов основных деталей с указанное методов неразрушающего контроля и условий гидравлических испытаний3





Принципиальные схемы (в пределах двигателя) или аналогичная документация для:

системы пуска топливной системы системы смазочного масла системы водяного охлаждения системы гидравлики гидравлической системы управления клапанами системы управления, регулирования и защиты двигателя Чертежи защиты топливных трубопроводов высокого давления в сборе4 Чертежи конструкции системы с общим топливораспределением (common rail) для двигателей с электронной системой управления Чертежи конструкции аккумуляторов систем с общим топливораспределением для двигателей с элекгронной системой управления Чертежи предохранительных клапанов и их расположения согласно требованиям 2.3.5 части IX «Механизмы»5 Расчет количества и проходного сечения предохранительных клапанов согласно требованиям 2.3.5 части IX «Механизмы»

Содержание программы и протокола типовых испытаний7 Чертежи топливных трубопроводов высокого давления и топливных форсунок6 Схему системы обнаружения и сигнализации масляного тумана в картере или равноценного устройства в соответствии с требованиями 2.3.4.8 — 2.3.4.22 Детали механических соединений трубопроводов (в пределах двигателя), см. 2.4.5 части УШ «Системы и трубопроводы»

Документы, подтверждающие работоспособность при условиях окружающей среды (см. гл.2.3 части УП «Механические установки») Документацию по программируемым электронным системам в соответствии с требованиями гл. 7.10 части XI «Электрическое оборудование» (если применимо) 1Для од обрения сварочных материалов и технических требований по сварке. Технология процесса сварки должна содержать сведения по термообработке деталей до и после сварки, требования к сварочным материалам, параметрам и условиям проведения сварки .

Для каждого цилиндра, если размеры и исполнение имеют отличие .

3Для сравнения с требованиями Регистра для материалов, методов неразрушающего контроля и гидравлических испытаний, что применимо .

4Для всех двигателей .

5Только для двигателей с диаметром цилиндра 200 мм и более или обьемом картера 0,6 м3 и более .

^Документация должна содержать сведения по давлению, размеру труб и материалам .

7Протокол испытаний может быть представлен после завершения типовых испытаний в возможно короткий срок (см. гл. 5.14 части ГУ "Техническое наблюдение за изготовлением изделий" Правил технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов) .

Часть IX. Механизмы 7

–  –  –

механизмов или в машинные помещения в случае их.3 компоненты, навешанные на механизмы, кото­ разрушения; рые удовлетворяют требованиям испытаний на •2 компоненты, подвергаемые при работе меха­ огнестойкость в соответствии с применимыми на­ низмов попаданию брызг горючих жидкостей только циональными и международными стандартами и с внутренней стороны, такие как крышки меха­ сохраняют при этом механические свойства, доста­ низмов, торцевые крышки распределительного вала точные для целей их применения по назначению и приводов клапана, крышки смотровых лючков и (см. также 2.1.10 части УШ «Системы и трубо­ проводы») .

поддоны (см. также 2.1.10 части VIII «Системы и трубопроводы»;

14 Правила классификации и постройки морских судов

2 ДВИГАТЕЛИ ВН УТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

–  –  –

управляемых программируемыми электронными 23.4.5.1 Трубы вентиляции картера, если они устройствами по сигналам датчика угла поворота предусмотрены, должны иметь наименьший размер, коленчатого вала, единичный отказ любого элемента насколько это практически возможно, для сведения к электронной системы управления не должен приводить минимуму прорыва воздуха после взрыва. При этом к потере управляемости или к самопроизвольной концы труб должны быть оборудованы пламепрерыостановке двигателя (см. 1.23.1.26). вающей арматурой и устроены таким образом, чтобы исключалась возможность попадания воды в двигатель .

Воздушные трубы должны выводиться на

2.3 ОСТОВ открытую палубу в места, исключающие засасы­ вание паров в жилые и служебные помещения .

2.3.1 Плоскости соединений деталей остова, Для двигателей мощ ностью до 750 кВт образующие картер двигателя, должны быть допускается осуществлять отсос газа из картеров с плотными и непроницаемыми для масла и газов, а помощью турбо- или воздухонагнетателей при также взаимно зафиксированы с помощью калиб­ условии установки надежных маслоотделителей, рованных деталей. исключающих попадание в двигатель масла с 2.3.2 В остове двигателя и сопрягаемых с ним отсасываемым газом .

деталях должны быть предусмотрены дренажные 23.4.5.2 Если предусмотрен принудительный устройства (сточные канавки, трубопроводы и т. п.), отбор газовой атмосферы из картера (например, для а также приняты другие меры для исключения обнаружения дыма), то вакуум в картере не должен возм ож ности поп адани я топлива и воды в превышать 250 Па .

циркуляционное масло. 23.4.53 Во избежание распространения пламени Зарубашечные пространства блоков должны после взрыва объединение воздушных и сточных иметь спускные устройства, обеспечивающие их масляных труб из картеров двух и более двигателей полное осушение. не допускается .

2.33 Двигатели с цилиндрами диаметром более 2 3.4.6 Трубы слива смазочного масла из 230 мм должны быть оборудованы устройствами для маслосборника двигателя в цистерну сточного масла подачи сигнала о достижении в цилиндре установлен­ должны быть погруженными с их обоих концов .

ного превышения максимального давления сгорания. Сточные отверстия картера должны иметь 2.3.4 Защ ита двигателя от взрыва в картере. решетки и сетки, предотвращающие попадание в 2.3.4.1 Конструкция и съемные крышки картера сточный трубопровод посторонних предметов .

должны иметь достаточную прочность, чтобы Указанное требование распространяется также и на выдерживать давление, которое может возникнуть двигатели с сухим картером .

при взры ве в картере, с учетом установки 23.4.7 На пульте управления двигателем или, предохранительных клапанов в соответствии с 23.5. предпочтительнее, на крышках картера с каждой При этом крышки картера должны быть закреплены стороны двигателя должны иметься предупреди­ таким образом, чтобы исключить их смещение при тельные надписи, запрещающие в случае предпо­ взрыве. лагаемого перегрева внутри картера открывать 23.4.2 Отдельные пространства картера, такие крышки картера или смотровые лючки в течение как приводной отсек распределительного вала и ему времени, достаточного для необходимого охлаж­ подобные, полный объем которых превышает 0,6 м3, дения после остановки двигателя .

должны быть оборудованы дополнительными 23.4.8 Приборы обнаружения и сигнализации предохранительными клапанами (с учетом 23.5.2 и масляного тумана в картере (или система контроля 23.53). температуры подшипников двигателя или какое-либо 2.3.4.3 П родувочны е кам еры, напрям ую другое равноценное устройство) требуются:

соединенные с цилиндрами, должны быть также.1 для сигнализации и снижения нагрузки для оборудованы предохранительными клапанами. малооборотных двигателей мощностью 2250 кВт и 23.4.4 Конструкция, устройство и расположение более или с диаметром цилиндра более 300 мм (см .

предохранительных клапанов должны отвечать также табл. 4.2.10-1 части XV «Автоматизация»);

требованиям 23.5..2 для сигнализации и автоматической остановки 23.4.5 Вентиляция картеров, а также применение двигателя д ля средне- и высокооборотных двигателей устройств, которые могли бы вызвать приток мощностью 2250 кВт и более или с диаметром наружного воздуха в картер, не допускается, за цилиндра более 300 мм (см. также табл. 4.2.10-2, исключением двигателей, работающих на двух 4.4.6-2 части XV «Автоматизация»), видах топлива, где вентиляция картера должна быть Приборы обнаружения и сигнализации масля­ предусмотрена в соответствии с 93.2. ного тумана в картере должны быть одобренного 16 Правила классификации и постройки морских судов

–  –  –

Рис. 2.4.6.1-1 Размеры кривошипа, необходимые для расчета коэффициентов концентрации напряжений:

D — диаметр шатунной шейки, мм; Dbh — диаметр отверстия в шатунной шейке, мм; R h — радиус галтели шатунной шейки, мм;

Тн — поднутрение галтели шатунной шейки, мм; Dg — диаметр рамовой шейки, мм; Dbg — диаметр отверстия в рамовой шейке, мм;

Dq — диаметр масляного отверстия в шатунной шейке, мм; R G— радиус галтели рамовой шейки, мм; Tq — поднутрение галтели рамовой шейки, мм; Е — расстояние между осями шеек, мм; S — перекрытие шеек, мм; S = ( D —DG)/2—E; W, В — толщина и ширина щеки, мм

–  –  –

1Для комплекса турбонагнетателей, работающих последовательно, автоматический контроль частоты вращения турбонагнетателя, входящего в работу последним по очереди, не требуется, при условии что все турбонагнетатели в равной степени оборудованы однотипным фильтром всасываемого воздуха без регулировочного клапана .

2Для турбонагнетателей категории В, температура выхлопных газов может контролироваться на выходе из турбонагнетателя в том случае, если установленный сигнал аварийного уровня обеспечивает надежную работу турбины и соотношение между температурами на входе и выходе является обоснованным .

Показания и сигналы температуры выхлопных газов на входе в турбонагнетатель могут не требоваться в том случае если на каждый цилиндр установлен сигнал аварийного уровня, контролирующий надежную работу турбонагнетателя .

*В случае если система смазки турбонагнетателя и дизельного двигателя отделены друг от друга дросселем или редукционным клапаном, то данные системы должны быть оборудованы собственными специализированными датчиками._______________________

–  –  –

2.10.1 У двухтактных двигателей с импульсной системой газотурбинного наддува должно быть предусмотрено устройство, препятствующее воз­ можности попадания обломков поршневых колец и клапанов в турбонагнетатель .

2.11 УПРАВЛЕНИЕ, ЗАЩИТА И РЕГУЛИРОВАНИЕ

–  –  –

2.13.1 Конструкция демпфера должна пре­ 2.12.2 Каждый приводной двигатель мощностью дусматривать возможность удаления воздуха при более 37 кВт должен быть оборудован средствами заполнении демпфера маслом или силиконовой предупредительной звуковой и световой сигнализации, жидкостью, а конструкция силиконового демпфера подающей сигналы при снижении давления масла в — также и возможность взятия проб жидкости .

системе циркуляционной смазки ниже допустимого 2.13.2 Смазка пружинных демпферов должна предела и сигнализацией, об утечке в топливных производиться, как правило, от системы цирку­ трубках высокого давления дизелей (см. 2.6.3). ляционной смазки двигателя .

Рекомендуется также устанавливать приборы 2.13.3 Конструкция демпфера, установленного на аварийно-предупредительной сигнализации по конце коленчатого вала, должна обеспечивать следующим параметрам: возможность присоединения к коленчатому валу.1 снижение давления в системе охлаждения приборов для измерения крутильных колебаний .

пресной воды или повышение температуры воды на 2.13.4 Применение демпфера должно произво­ выходе из двигателя; диться с учетом требований 8.8.3 — 8.8.5 части УП «Механические установки» .

–  –  –

3 ПАРОВЫ Е ТУРБИНЫ

3.2.2 Критическая частота вращения ротора

3.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ должна превышать расчетную частоту вращения, 3.1.1 Главный турбозубчатый агрегат должен соответствующую расчетной мощности, не менее обеспечивать реверс с полного переднего хода при чем на 20 % .

расчетной мощности на задний ход и реверс в Снижение критической частоты вращения может обратном направлении с применением контрпара. быть допущ ено при условии представления 3.1.2 Турбоагрегаты, предназначенные для доказательств надежности работы турбины на всех использования в судовых силовых установках в эксплуатационных режимах .

качестве главных, должны отвечать также требо­ 3.2.3 Для каждого вновь спроектированного ваниям 2.1 части VII «Механические установки». облопатывания требуется расчет на вибрацию и На судах с многовальными установками при последующая опытная проверка его вибрационной винтах фиксированного шага турбоагрегат каждого характеристики .

вала должен иметь турбину заднего хода. 3.2.4 Конструкция замка лопаток со съемной 3.1.3 Турбины вспомогательных механизмов частью щеки диска и другие подобные конструкции, должны запускаться без предварительного прогрева. вызывающие значительное местное ослабление 3.1.4 На одновинтовых судах с многокорпусными обода, не допускаются .

турбинами должны быть приняты меры для 3.2.5 Роторы турбины в окончательно собранном обеспечения безопасной работы при перекрытии виде должны быть динамически уравновешены на подачи пара к любому из корпусов. Для этой цели балансировочной машине с чувствительностью, пар может непосредственно подаваться на турбину соответствующей размерам и массе ротора .

низкого давления, а турбины высокого или среднего давления могут непосредственно отводить пар на конденсатор. 3.3 КОРПУС При этом должны предусматриваться надле­ жащие устройства и органы управления для работы в указанных условиях с тем, чтобы давление и 33.1 В стальных литых корпусах турбин допус­ температура пара не превы сили безопасных кается приварка отдельных литых частей и патрубков значений для турбины и конденсатора. для присоединения ресиверов, труб и арматуры .

Все трубопроводы и клапаны этих устройств 3.3.2 Пароподводящий патрубок турбины заднего должны быть легкодоступными и соответствующим хода не должен быть жестко связан с внешним образом маркированы. До ходовых испытаний должны корпусом турбины .

быть произведены предварительные испытания 33.3 Применение прокладок между фланцами го­ оборудования при всех возможных комбинациях ризонтальных и вертикальных разъемов турбин не состояний указанных клапанов и трубопроводов. допускается; в целях уплотнения разрешается покры­ Должны быть определены допускаемые мощности вать плоскости разъемов графитовыми обмазками .

и скорости при выводе из работы любой из турбин; 3.3.4 Диафрагмы, закрепленные в корпусе соответствующая информация должна находиться на турбины, должны иметь возможность теплового борту судна Должна быть произведена оценка влияния расширения в радиальном направлении в пределах указанных вариантов работы турбин на центровку допустимой расцентровки .

валов и на нагружение зубчатых передач. 3.3.5 Расчет диафрагмы должен производиться на нагрузку, соответствующую максимальному пере­ паду давления в ступени. Фактический прогиб диафрагмы должен быть меньше прогиба, при

3.2 РОТОР котором возм ож ны зад еван и я за диск или уплотнения диафрагмы .

3.2.1 Расчет деталей ротора на прочность должен 3.3.6 В корпусе турбины низкого давления производиться на максимальную мощность, а также должны предусматриваться горловины для осмотра на иные возможные нагрузки, при которых напря­ облопатывания последних ступеней. У турбин со жения могут достигать максимального значения. встроенными конденсаторами должны предусматри­ Кроме того, должен производиться проверочный ваться горловины для осмотра верхних рядов тру­ расчет напряжения в роторе и его деталях при частоте бок и, по возможности, для доступа внутрь вращения, превышающей максимальную на 20 %. конденсатора .

Часть IX. Механизмы 31

–  –  –

4 ПЕРЕДАЧИ, РАЗОБЩ ИТЕЛЬНЫ Е И УПРУГИ Е МУФТЫ

4.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 4.2 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

–  –  –

Подвод масла к подшипникам и форсункам, а также 4.3.2 Упругие муфт ы .

отвод масла от них должен выполняться так, чтобы не 43.2.1 Если требование 43.1.5 не обеспечивается, то предельный статический момент материала упругих было вспенивания и эмульгирования масла .

4.2.4.3 Система смазки должна отвечать требова­ элементов из резины или подобного синтетического ниям разд. 14 части VIII «Системы и трубопроводы». материала, работающих на срез или растяжение, должен быть не менее восьмикратного крутящего момента 4.2.5 Управление, защ ита и регулирование .

4.2.5.1 Посты управления должны отвечать требо­ муфты .

ваниям 3.2 части УП «Механические установки» .

4.3.2.2 При расчете упругих муфт главных 4.2.5.2 Передачи должны быть оборудованы механизмов и дизель-генераторных агрегатов приборами для измерения давления в системе должны быть приняты во внимание дополнитель­ смазки на входе и температуры на входе и выходе, ные нагрузки, вызванные крутильными колебаниями а также устройством для замера уровня масла в (см. разд. 8 части VII «Механические установки»), корпусе редуктора. 4.3.2.3 Упругие муфты дизель-генераторных 4.2.5.3 Каждый подшипник скольжения и каждый а г р е га т о в д олж н ы в ы д ер ж и в ат ь м о м ен ты, упорный подшипник должны быть снабжены возникающие при коротком замыкании. В случае устройством для измерения температуры. При отсутствия таких данных, максимальный крутящий передаваемой мощности менее 2250 кВт допускается момент должен быть не менее 4,5 номинального для опорных подшипников измерение общей крутящего момента муфты .

температуры отработавшего масла на выходе. Регистр 4 3.2.4 Должна быть обеспечена возможность может потребовать устройства для измерения полностью нагружать упругие элементы из резины или температуры также и д ля подшипников качения. подобного синтетического материала муфт главных 4.2.5.4 Для защиты от недопустимого повышения механических установок и дизель-генераторных температуры масла в подшипниках или падения агрегатов в диапазоне температур от 5 до 60 °С .



давления в системе смазки следует предусматривать 4.3.3 Разобщительные муфты .

аварийно-предупредительную сигнализацию. 4.3.3.1 Разобщ и тельны е муф ты главны х механизмов должны иметь устройства, предотвра­ щающие длительное скольжение .

4 3 3.2 Должна быть обеспечена возможность уп­

4.3 УПРУГИЕ И РАЗОБЩИТЕЛЬНЫЕ МУФТЫ

равления разобщительными муфтами главных механизмов с постов управления главными механизмами .

4.3.1 Общие требования. Непосредственно на самих разобщительных 4.3.1.1 Требования настоящей главы распростра­ муфтах должно быть предусмотрено устройство няются на упругие и разобщительные муфты главных резервного (аварийного) управления .

и вспомогательных механизмов. На разобщительные 4.3.3.3 При работе двух или более двигателей на электромагнитные и гидравлические муфты эти один гребной вал через разобщительные муфты требования распространяются в той мере, в какой устройство управления ими должно исключать они применимы. возможность их одновременного включения при 4.3.1.2 М атериалы жестких деталей муфт работе двигателей в различных направлениях валопроводов должны отвечать требованиям 2.4 вращения .

части VII «Механические установки» .

4.3.1.3 Соединительные фланцы и соединитель­ ные болты должны отвечать требованиям 5.2 и 5.3, а 4.4 НАЛОТТОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО муфты с бесшпоночной посадкой на валах — 5.4 части VII «Механические установки» .

4.3.1.4 Упругие и разобщительные муфты, 4.4.1 Валоповоротное устройство с механи­ предназначенные для судов с ледовыми усиле­ ческим приводом должно иметь блокировку, ниями, должны отвечать требованиям 4.2.3.2. исключающую возможность включения передач и 4.3.1.5 Конструкция муфт валопроводов судов с муфт при включенном валоповоротном устройстве одним главным двигателем, в случае выхода из строя (см. также 3.1.6 части VII «Механические установки»

муфт, долж на предусматривать возмож ность и 2.11.1.4 настоящей части) .

поддержания ходового режима судна со скоростью, обеспечивающей управляемость судном .

Ч а с т ь IX. Механизмы

5 В С П О М О ГА Т Е Л ЬН Ы Е М Е Х А Н И ЗМ Ы

–  –  –

иметь устройства, исключающие работу самовсасы­ равной 1 3 расчетной, приведенные напряжения в вающего устройства на загрязненной воде. любом сечении были не более 0,95 предела текучести 5.2.4.2 У самовсасывающих насосов должно быть материала детали .

предусмотрено место для подключения мановакуум- Рабочие колеса турбин и нагнетателей должны метра. быть такж е проверены на прочность путем 5.2.5 Дополнительные требования для насо­ испытания в течение не менее 3 мин при частоте сов, перекачивающих горючие жидкости. вращения, равной 1,2 расчетной .

5.2.5.1 Уплотнения вала должны быть такими, Такая проверка головного образца рабочих колес чтобы появившиеся утечки не вызывали образования турбин и нагнетателей является обязательной паров и газов в таком количестве, чтобы могла Серийные образцы могут не подвергаться этой образоваться воспламеняющаяся смесь воздуха и газа. проверке в том случае, если предусмотрен контроль 5.2.5.2 Должна быть исключена возможность каждой поковки рабочего колеса одним из одобренных возникновения чрезмерного нагрева и воспламе­ методов неразрушающеш контроля .

нения в уплотнениях вращающихся деталей из-за Для газотурбинных нагнетателей могут быть энергии трения. допущ ены и д руги е запасы п р о ч н о сти по 5.2.5.3 При применении в конструкции насоса согласованию с Регистром, если применяются материалов с низкой электрической проводимостью методы расчета, учитываю щие концентрации (пластмассы, резина и т.п.), должны быть приняты напряжений и пластичность (метод конечных меры для снятия с них электростатических зарядов элементов) .

путем включения в такие материалы проводящих 5.3.3 Д ополни тельны е требовани я для присадок или применением устройств снятия зарядов вен ти л яторов пом ещ ений грузовы х насосов и отвода их на корпус. нефтеналивных судов, помещений для перевозки 5.2.6 Дополнительные требования для грузо­ опасных грузов и грузовых помещений, в которых вых, зачистных и балластных насосов нефтена­ перевозится автотранспорт с топливом в баках .

ливных судов. 5.3.3.1 Воздушный зазор между крылаткой и Корпуса насосов, установленных в помещении корпусом вентилятора должен быть не менее 0,1 диа­ грузовых насосов согласно 4.2.5 части УП «Механи­ метра шейки вала крылатки в районе подшипника, но ческие установки», должны быть снабжены датчи­ во всех случаях не менее 2 мм (при этом более 13 мм ками температуры. его можно не делать) .

5.3.3.2 Для предотвращения попадания в корпус вентилятора посторонних предметов на входе и выходе вентиляционных каналов на открытой

5.3 ВЕНТИЛЯТОРЫ, ВОЗДУХОНАГНЕТАТЕЛИ

палубе должны устанавливаться защитные сетки с

И ТУРБОНАГНЕТАТЕЛИ

квадратными ячейками с размером стороны не более 5.3.1 Общие требования. 13 мм .

5.3.1.1 Требования настоящей главы должны 5.3.3.3 Д ля предотвращ ения накопления выполняться при проектировании и изготовлении электрических зарядов во вращающихся деталях и вентиляторов, предназначенных для комплектации корпусе они должны изготавливаться из материалов, не систем, регламентируемых частью VIII «Системы и вызывающих возникновение зарядов статического трубопроводы», а также воздухонагнетателей котлов электричества. Кроме того, установка вентиляторов на и турбонагнетателей двигателей внутреннего судне должна предусматривать их надежное заземление сгорания (см. также 2.5.7). на корпус судна в соответствии с требованиями 5.3.1.2 Роторы вентиляторов и воздухонагнета­ части XI «Электрическое оборудование» .

телей совместно с соединительными муфтами, а 5.3.3.4 Крылатка и корпус (в районе возможного также роторы турбонагнетателей в сборе должны соприкосновения с крылаткой) должны изготавли­ быть отбалансированы в соответствии с 4.1.2. ваться из материалов, которые при взаимодействии 5.3.1.3 Всасывающие патрубки вентиляторов, не образуют искр .

воздухонагнетателей и турбонагнетателей должны Не образующими искр признаются следующие быть защищены от попадания в них посторонних сочетания материалов крылаток и корпусов:

предметов..1 из неметаллических материалов, обладающих 5.3.1.4 Система смазки подшипников турбонагне­ антистатическими свойствами;

тателей должна исключать возможность попадания.2 из сплавов на нежелезной основе;

масла в наддувочный воздух..3 из нержавеющей аустенитной стали;

5.3.2 П роверка прочности..4 крылатка изготовлена из алюминиевого или Рабочие колеса турбин и нагнетателей должны магниевого сплава, а корпус из чугуна или стали быть рассчитаны так, чтобы при частоте вращения, (включая нержавеющую аустенитную сталь), если Правит классификации и постройки морских судов

–  –  –

6.5.5 Тормоза .

6.5 БУКСИРНЫЕ ЛЕБЕДКИ 6.5.5.1 Буксирная лебедка должна иметь ав­ томатическое тормозное устройство, удерживающее 6.5.1 При применении автоматических устройств трос при тяговом усилии, равном не менее для регулировки натяжения буксирного троса должна 1,25-кратному номинальному усилию при исчезнове­ быть обеспечена возможность контроля тягового нии или отключении энергии приводной лебедки .

усилия, действующего в данный момент. Указатели 6.5.5.2 Тросовый барабан лебедки должен иметь должны быть установлены около лебедки и на тормоз, удерживающий без скольжения, и при мостике. Для измерения тяговых усилий рекомен­ отсоединенном от привода барабане усилие не дуется устанавливать датчики с электрическим меньше чем нагрузка, разрывающая трос. Тормоз выходным сигналом. барабана, управляемый любым видом энергии, 6.5.2 Должна быть предусмотрена звуковая должен иметь возможность управления с помощью предупредительная сигнализация, срабатывающая при ручного инструмента. Конструкция тормоза должна максимальной допускаемой длине вытравленного троса обеспечивать возможность быстрого растормаили обеспечен визуальный контроль. Рекомендуется живания с цепью свободного стравливания троса .

установка счетчика длины вытравленного троса 6.5.6 Детали буксирной лебедки, находящиеся в 6.5.3 Барабаны буксирных лебедок должны потоке силовых линий, должны быть проверены на отвечать требованиям 6.1.6 и должны быть снабжены прочность при действии номинального тягового тросоукладчиками (кроме случаев использования троса усилия каната на среднем слое навивки. При этом уменьшенной длины в соответствии с 5.6.1 части Ш приведенные напряжения в деталях не должны «Устройства, оборудование и снабжение»). При превышать 0,4 предела текучести материала деталей .

наличии двух и более барабанов тросоукладчики 6.5.7 Должна быть произведена проверка должны быть автоном-ными. Тросовый барабан прочности деталей при действии на барабане должен иметь муфту, позволяющую отключать его от усилий, соответствующих максимальному моменту приводного механизма. привода, а также при действии на барабане усилия, Геометрические размеры турачек буксирной равного разрывному усилию буксирного каната на лебедки долж ны обеспечивать возм ож ность верхнем слое навивки. Приведенные напряжения в вытравливания буксирного троса. деталях, которые могут подвергаться воздействию 6.5.4 Конструкция лебедки должна предусматри­ усилий от вышеуказанных нагрузок, не должны вать быстрое растормаживание барабана с целью превышать 0,95 предела текучести материала обеспечения свободного стравливания буксирного троса деталей .

Часть IX. Механизмы 61

7 П РИ ВО Д Ы ГИ Д РА ВЛ И Ч ЕС К И Е

7.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Независимые гидравлические системы для каждой скользящей водонепроницаемой двери должны быть снабжены расположенной в посту 7.1.1 Не допускается соединение систем трубопроводов гидравлических рулевых машин и управления на ходовом мостике групповой ава­ рийно-предупредительной сигнализацией о низком силовой системы гидравлических ВРШ с другими гидравлическими системами. давлении газа или другим и эф ф ективны м и Не допускается соединение трубопроводов средствами контроля потери запаса энергии в гидравлических аккумуляторах. В каждом местном систем ги д р авли чески х при водов закры тий машинно-котельных шахт с другими гидравли­ посту управления должна быть предусмотрена ческими системами. индикация потери запаса энергии .

На пассажирских судах и судах специального Кроме того, гидравлические системы скользя­ назначения не допускается соединение систем щих водонепроницаемых дверей с приводом от трубопроводов скользящих водонепроницаемых источника энергии на пассажирских судах и судах дверей с приводом от источника энергии с другими специального назначения должны отвечать требова­ гидравлическими системами. ниям 7.12.5.7 части Ш «Устройства, оборудование и 7.1.2 Если трубопровод, обслуживающ ий снабжение» .

гидравлические якорные механизмы, соединен с трубопроводами других гидравлических систем, он должен обслуж иваться двумя независим ы ми 7.2 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ насосными агрегатами, каждый из которых должен обеспечивать работу якорного устройства с номинальным тяговым усилием и номинальной 7.2.1 Детали гидравлических механизмов, скоростью выбирания якорей. находящиеся в потоке силовых линий, должны быть 7.1.3 Повреждение гидравлической системы не проверены на прочность при действии усилий, должно приводить к повреждению механизма или соответствующих рабочему давлению; при этом устройства. приведенные напряжения в деталях не должны 7.1.4 Используемые в гидравлических системах превышать 0,4 предела текучести материала детали .

1 2 2 В случаях, предусмотренных в 6.2.4.1, 63.4, жидкости должны выбираться с учетом темпе­ ратурных условий, которые могут возникнуть в 6.4.2, должна быть произведена проверка прочности эксплуатации (см. табл. 2.3.1-2 части VII «Механи­ деталей при действии усилий, соответствующих давлению открытия предохранительных клапанов; при ческие установки»), 7.1.5 На пассажирских судах и судах спе­ этом приведенные напряжения в деталях не должны циального назначения гидравлические системы превышать 0,95 предела текучести материала детали .

скользящих водонепроницаемых дверей с приводом 7.2.3 Трубопроводы и арматура гидравлических от источника энергии могут быть централизован­ систем должны отвечать требованиям разд. 2, 4 и 5 ными либо независимыми для каждой двери. части VIII «Системы и трубопроводы» .

Ц ентрализованные системы должны быть снабжены аварийно-предупредительной сигнализа­ цией о низком уровне гидравлической жидкости в 7.3 ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ И ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА обслуживающих систему резервуарах и о низком давлении газа в гидравлических аккумуляторах .

Д опускаю тся другие эф ф ективны е средства 7.3.1 Гидравлические механизмы должны быть контроля потерь запаса энергии в гидравлических защищены предохранительными клапанами, давле­ аккумуляторах. Указанные системы аварийно­ ние срабатывания которых должно быть не более 1,1 предупредительной сигнализации должны быть максимального расчетного давления, кроме случаев, звуковыми и визуальными и расположены в посту предусмотренных 6.2.4.1, 6.3.4, 6.4.2 .

управления на ходовом мостике. 7.3.2 Рабочая жидкость от предохранительного Конструкция централизованных систем должна клапана должна отводиться в сливной трубопровод сводить к минимуму вероятность отказа в работе или в сливную цистерну .

более чем одной двери в случае повреждения одной 7.3.3 Должны быть предусмотрены устройства из частей системы. для полного удаления воздуха при заполнении 62 Правила классификации и постройки морских судов механизма и трубопровода рабочей жидкостью, а давления, должны быть продублированы так, чтобы также для пополнения ее утечек и спуска. поломка одного уплотнения не вывела из строя 7-3.4 В гидравлических системах должны быть исполнительный механизм .

предусмотрены фильтры необходимой пропускной Применение альтернативных устройств, обеспе­ способности и чистоты фильтрации рабочей жидкости. чивающих равноценную защиту от протечек, должно У постоянно действующих гидравлических быть согласовано с Регистром .

систем (у гидравлических рулевых приводов, 7.3.6 Штоки гидравлических рабочих цилиндров, ги д равли ческих муфт и т.п.) долж на быть подверженные сильному воздействию пыли и у предусмотрена возможность очистки фильтров без которых не исключена возможность обледенения, прекращения функционирования системы. должны быть защищены от этих воздействий .

7.3.5 Масляные уплотнения между неподвиж­ 7.3.7 Гидравлические механизмы должны быть ными частями, образующие часть внешней границы оборудованы необходимыми приборами для конт­ роля за их работой .

давления, должны быть типа «металл по металлу» .

Масляные уплотнения между подвижными частями, образующие часть внешней границы Часть IX. Механизмы 63

8 ГА ЗО ТУ РБИ Н Н Ы Е ДВИ ГА ТЕЛ И

–  –  –

Количество страниц: 1+ 52 Приложение(я): А текст изменений к части IX «Механизмы» А '/ ) _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ / _ _ _ J _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Генеральный директор К Г. Пальников Текст ЦП: ' Настоящим информируем, что в связи с вступлением в силу унифицированных требований (УТ) М АШ АЗ и М53 рев.З в часть IX «Механизмы» Правил классификации и постройки морских судов, 2018, НД № 2-020101-104 вносятся изменения, приведенные в приложении к настоящему циркулярному письму .

Оригинальный текст УТ МАКО АЗ (June 2017) и М53 (Rev,3 June 2017) на английском языке размещен на служебном сайте PC в разделе «Внешние нормативные документы РС/02 Документы МАКО/ № 1-0202-003-Е и №1-0203-053-Е-А1» .

Необходимо выполнить следующее:

1. Руководствоваться положениями настоящего циркуляционного письма при рассмотрении и одобрении технической документации судов с 01.07.2018 .

2. Содержание настоящего циркуляционного письма довести до сведения инспекторского состава подразделений PC, заинтересованных организаций и лиц в зоне деятельности подразделений PC Перечень измененных и дополненных пунктов/глав/разделов (для указания в Листе учета ЦП (форма 8.3.36)):

часть IX, раздел 2: 2.4.1,2.4.3, 2.4.6.1-2.4.6.4, 2.4.8, 2.4.9, Приложения I-VI; раздел 6: 6.3.1-6.3.4, 6.3.5.1 .

Исполнитель: Отдел 313 (812) 3123985 Серов А.В .

–  –  –

ПРАВИЛА КЛАССИФИКАЦИИ И ПОСТРОЙКИ МОРСКИХ СУДОВ, 2018,

НД № 2-020101-104

ЧАСТЬ IX. МЕХАНИЗМЫ

2.4 КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ Пункт 2.4 .

1. Во втором абзаце текст «...при условии представления обосновывающих расчетов или экспериментальных данных» заменяется текстом "при условии выполнения расчетов, учитывающих применимые требования Приложений III, V, VI к разд, 2 и экспериментальных данных, полученных в соответствии с требованиями Приложения IV к разд. 2. При этом принимаемые коэффициенты запаса прочности должны быть обоснованы.» .

Пункт 2.4 .

3.

Абзац «...поверхностная обработка...» заменяется следующим текстом:

«... поверхностная обработка галтелей рамовых и шатунных шеек и краев масляных отверстий (индукционная закалка, закалка открытым пламенем, азотирование, обкатка, дробеструйная обработка и т.п. с описанием процесса закалки) (см .

Приложение V к разд. 2);» .

Пункт 2.4 .

6.1. Последнее предложение «Альтернативный метод расчета коэффициентов концентрации напряжений с использованием МКЭ должен быть согласован с Регистром» дополняется следующим текстом: «(см. Приложения III и VI к разд. 2)» .

Пункт 2.4 .

6.2 первое предложение «Галтель шатунной шейки» дополняется текстом: «(см. Приложение I к разд. 2).» .

Пункт 2.4 .

6.3. Первое предложение «2.4.6.3 Галтель рамовой шейки» дополняется текстом: «(см. Приложение I к разд. 2)» .

Пункт 2.4 .

6А Первое предложение «2.4.6.4 Край масляного отверстия»

дополняется текстом: «(см. Приложение II к разд. 2)» .

Пункт 2.4 .

8 дополняется следующим текстом: «См. также Приложения I и II к разд .

2.» .

Пункт 2.4 .

9. Предпоследний абзац «При наличии результатов испытаний на усталостную прочность полноразмерных кривошипов или коленчатых валов, подвергавшихся поверхностной обработке, коэффициент К принимается на основе этих испытаний.» дополняется следующим текстом «(См. Приложения IV и V к разд .

2).» .

–  –  –

РУКО ВО ДСТВО П О Р А С Ч Е Т У КО Э Ф Ф ИЦ ИЕН ТО В

КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ ВРАДИУСАХ ГАЛТЕЛИЙ Щ Е К

КО Л ЕН ЧА ТЫ Х ВАЛ О В МЕТОДОМ КО НЕЧНЫ Х ЭЛЕМ ЕНТОВ (СМ .

УТ МАКО М53) Содержание

1. 1. Общие положения

2. Требования к модели

2.1 Рекомендации для элементной сетки Материал 2.2

2.3 Критерии качества элементной сетки 2.3."! Критерий главных напряжений 2.3.2 Критерий осредненности/неосредненности напряжений

–  –  –

Целью анализа является определение коэффициентов концентрации напряжений (ККН) в галтелях коленчатых валов МКЭ вместо аналитического способа. Второй из упомянутых метод основывается на эмпирических формулах, полученных из результатов тензометрии различных форм колен и, соответственно, применение этих формул ограничивается исследованными формами .

ККН, рассчитанные в соответствии с положениями настоящего документа, определяются как отношение напряжений, рассчитанных МКЭ, к номинальным напряжениям, рассчитанным аналитическим способом (в галтелях рамовых и шатунных шеек). При использовании в рамках настоящего метода в главе 2.4 настоящей части или альтернативных методов, для расчета изгибающих и главных напряжений при кручении рассчитываются напряжения по фон Мизесу .

Данная процедура, а также руководства по оценке, применимы как к цельным коленчатым валам, так и к полусоставным коленчатым валам (кроме галтелей рамовых шеек) .

Анализ должен проводиться в рамках линейно-упругой конечно-элементной модели, а во всех случаях нагружения следует применять единичные нагрузки соответствующей величины .

Расчет ККН в масляных отверстиях не является предметом рассмотрения настоящего Приложения .

Рекомендуется проверять элементную точность используемого конечно-элементного решателя, например, посредством моделирования простой геометрии с последующим сравнением напряжений, полученных из МКЭ, с результатами аналитического расчета для чистого изгиба и кручения .

Вместо МКЭ может также использоваться метод граничных элементов .

–  –  –

Основные рекомендации и допущения при построении конечно-элементной модели представлены в 2.1. Законченная модель должна соответствовать требованиям 2.3 .

2.1 Рекомендации для элементной сетки Чтобы обеспечить качество сетки, конечно-элементную модель для оценки коэффициентов концентрации напряжений следует строить в соответствии со следующими рекомендациями:

Модель должна описывать один полноценный кривошип от осевой линии одного рамового подшипника до осевой линии соседнего рамового подшипника .

Вблизи галтелей используются элементы следующих типов:

10-узловые четырехгранные элементы;

8-узловые шестигранные элементы;

20-узловые шестигранные элементы .

Характеристики сетки в области радиусов галтелей.

Следующие требования действуют в пределах области ± 90° по окружности от плоскости кривошипа:

Максимальный размер элемента а = г/4 по всей галтели, а также в направлении по окружности. При использовании 20-узловых шестигранных элементов размер элемента в направлении по окружности может быть увеличен до 5а. В случае многорадиусной галтели в качестве г берется местный радиус галтели .

(В случав использования 8-узловых шестигранных элементов они должны быть еще меньшего размера для соответствия критериям качества) .

Рекомендуемые размеры элементов в направлении глубины галтели:

толщина первого слоя равна размеру элемента а;

толщина второго слоя равна размеру элемента 2а;

толщина второго слоя равна размеру элемента За .

Не менее 6 элементов в направлении толщины щеки .

Остальная часть кривошипа должна обеспечивать численную устойчивость решателя .

Противовесы должны моделироваться только в случае их значительного влияния на общую жесткость кривошипа .

Моделирование масляных отверстий не является обязательным, если их влияние на общую жесткость незначительно, а расстояние до галтели составляет более 2г(см. рис, 2.1) .

Сверления и отверстия, предназначенные для облегчения конструкции, следует моделировать .

Применение подмоделей допускается при соблюдении требований программного обеспечения (ПО) .

–  –  –

2.3.2 Критерий осредненности / неосредненности напряжений .

Данный критерий основывается на отслеживании неоднородностей в напряжениях, определяемых на элементах галтели при расчете ККН:

неосредненные узловые напряжения, рассчитываемые на каждом элементе, соединенном с тем или иным узлом, должны отличаться менее чем на 5 % от 100 % осредненного узлового напряжения на этом узле в исследуемой области .

3. Случаи нагружения При определении ККН взамен аналитического способа, описываемого в главе 2.4 настоящей части, расчеты должны быть выполнены для следующих случаев нагружения;

3.1 Кручение По аналогии с испытаниями, проводимыми Научно-производственным Объединением по ДВС (F W ), конструкция подвергается воздействию чистым кручением. Деф ормация торцевы х поверхностей модели подавляется .

Крутящий момент прилагается к центральному узлу на оси коленчатого вала. Этот узел работает как главный узел с шестью степенями свободы и жестко соединен с остальными узлами торцевой поверхности .

Такие граничные условия и условия нагружения применимы как для рядных, так и Vобразных двигателей .

Рис. 3.1.

Граничные условия и условия нагружения для случая нагружения кручением Для всех узлов в галтелях рамовых и шатунных ш е е к определяются главные напряжения, а эквивалентное напряжение кручения рассчитывается по формуле:

–  –  –

По аналогии с испытаниями, п р о в о д и м ы м и FW, конструкция подвергается воздействию чистым изгибом. Деформация торцевых поверхностей модели подавляется .

Изгибающий момент прилагается к центральному узлу на оси коленчатого вала. Этот узел работает как главный узел с шестью степенями свободы и жестко соединен с остальными узлами т о р ц е в о й п о в е р х н о с т и .

Такие граничные условия и условия нагружения применимы как для рядных, так и Vобразных двигателей .

Рис. 3.2. Граничные условия и условия нагружения для случая нагружения чистым изгибом Для всех узлов в галтелях рамовых и шатунных шеек определяются эквивалентные напряжения по Мизесу аэ».. Наибольшее значение используется для расчета ККН по следующим формулам;

–  –  –

Данный случай нагружения рассчитывается для определения ККН для чистой поперечной (радиальной) силы До, действующей на галтель рамовой шейки .

По аналогии с испытаниями, проводимыми F W, конструкция подвергается воздействию трехточечным изгибом. Деформация обоих торцевых поверхностей модели подавляется. Все узлы жестко соединены с центральным узлом; граничные условия применяются к центральным узлам. Эти узлы выступают в роли главных узлов и имеют 6 степеней свободы .

Сила прикладывается к центральному узлу, расположенному на шатунной шейке на осевой линии шатуна. Этот узел соединен со всеми остальными узлами поперечного сечения шатунной шейки. Деформации поперечного сечения не подавляются .

Такие граничные условия и условия нагружения применимы как для рядных, так и Vобразны х двигателей. Для двигателей с V -образным расположением цилиндров может моделироваться только одна сила, передаваемая шатуном. Использование двух сил от шатунов не приведет к значительному изменению значений ККН .

–  –  –

Рассчитывается максимальное эквивалентное напряжение по фон Мизесу тг в галтели рамовой шейки. ККН для галтели рамовой шейки может быть определен д в у м я описанными ниже способами .

3.3.1 Способ 1 Данный способ аналогичен методике, использующейся в F W. Результаты расчета трехточечного и четырехточечного изгиба сочетаются следующим образом:

–  –  –

Данный способ не аналогичен методике, использующейся в FVV. В статически определенной системе с одним кривошипом на двух подшипниках изгибающий момент и р а д и а л ь н а я ( с р е з а ю щ а я ) с и л а пропорциональны. Поэтому ККН галтели рамовой шейки м о ж е т быть найден непосредственным конечно-элементным расчетом т р е х т о ч е ч н о г о изгиба .

ККН рассчитывается по следующей формуле:

Обозначения см. в 3.3.1 .

При использовании этого метода определение радиальной силы и напряжения согласно главе 2.4 настоящей части становится избыточным.

Тогда рассчитывается переменное изгибное напряжение в галтели рамовой шейки согласно 2.4.4,3 главы 2.4 настоящей части по следующей формуле:

–  –  –

Испытания на усталостную прочность можно разделить на две основных группы:

испытания малых образцов и испытания полноразмерных кривошипов. Испытания могут проводиться ступенчатым способом или модифицированным ступенчатым способом .

Также могут использоваться иные статистические методы оценки .

1.1 Испытания малых образцов

Для коленчатых валов с галтелями без поверхностного упрочнения усталостная прочность может быть определена посредством испытаний малых образцов, взятых от полноразмерного кривошипа, однако этот способ не должен применяться в случае, если соседние с галтелями области имеют поверхностное упрочнение, создающее остаточные напряжения в галтелях .

Особенностью таких испытаний является возможность изготовления достаточно большого количества образцов для проведения испытаний с различными коэф фициентами асимметрии цикла напряжений R и в различных режимах нагружения (осевое, изгибное, крутильное), с надрезом или без него для оценки характеристики используемых материалов в условиях многоосного нагружения .

1.2 Испытание полноразмерного кривошипа

В случае коленчатых валов с поверхностным упрочнением усталостная прочность может быть определена только посредством испытания полноразмерных кривошипов .

В случае 3- и 4-точечного изгиба нагрузка может прилагаться при помощи гидравлических приводов либо при помощи возбудителя на резонансном стенде, позволяющ им производить испытания с коэффициентом асимметрии цикла напряжений R = -1 .

2. Оценка результатов испытаний

2.1 Принципы Перед проведением испытаний на усталостную прочность коленчатый вал необходимо проверить в соответствии с процедурами контроля качества, включая соответствие химического состава материала, его механических свойств, твердости поверхности, глубины и протяженности упрочнения, качества обработки поверхностей шеек .

Образцы для испытаний должны быть подготовлены таким образом, чтобы отражать «нижнюю часть» диапазона приемлемых значений - в частности, для коленчатых валов с индукционной закалкой это означает минимально допускаемую глубину упрочнения, минимальная протяженность зоны упрочнения на галтели и т. п. В противном случае средние результаты испытаний необходимо будет скорректировать с учетом доверительного интервала: для среднего и для стандартного отклонения может быть взят интервал с доверительной вероятностью 90 % .

При использовании в рамках главы 2.4 настоящей части результатов испытаний следует проверить и убедиться, что они соответствуют средней усталостной прочности, с учетом или без учета указанного выше интервала с доверительной вероятностью 90 % .

Стандартное отклонение должно определяться с учетом интервала для доверительной вероятности 90 %. При этом результат, который будет взят в качестве усталостной прочности, будет равен среднему значению усталостной прочности минус одно стандартное отклонение .

Е с л и о ц е н к а п р о в о д и т с я д л я о п р е д е л е н и я о т н о ш е н и я между м е х а н и ч е с к и м и с в о й с т в а м и м а т е р и а л а п р и с т а т и ч е с к о м н а г р у ж е н и и и усталостной п р о ч н о с т ь ю, такое с о о т н о ш е н и е д о л ж н о о с н о в ы в а т ь с я на ф а к т и ч е с к и х (т.е. и з м е р е н н ы х ) м е х а н и ч е с к и х с в о й с т в а х, а н е н а у с т а н о в л е н н ы х м и н и м а л ь н ы х значениях э т и х с в о й с т в .

–  –  –

П е р в о н а ч а л ь н ы й с т у п е н ч а т ы й м е т о д п р и м е н и м только в случае н а л и ч и я б о л ь ш о г о количества образцов, поскольку для достижения достаточной точности результата испытаний н е о б х о д и м о использование около 25 образов .

2.3 М одиф ицированны й ступенчатый метод

–  –  –

2.4 Расчет выборочного среднего и стандартного отклонения Далее представлен пример испытаний для 5 кривошипов, При использовании модифицированного ступенчатого метода и метода оценки Диксона и Муда количество образцов равняется 10, т.е. 5 успешных и 5 неуспешных результатов:

–  –  –

В рамках данного метода используются только менее частые результаты испытаний, т.е, если неуспешных результатов больше, чем успешных, то используется количество успешных результатов, и наоборот .

При использовании модифицированного ступенчатого метода количество успешных и неуспешных результатов обычно одинаково. Однако испытания могут быть и неудачными, например, количество успешных результатов может быть меньше количества неуспешных результатов, если образец с напряжением на две ступени ниже, чем в предыдущем (неуспешном) случае, разрушается сразу же. С другой стороны, если такое неожиданное преждевременное разрушение происходит после относительно большого числа циклов, то уровень напряжения ниже данного можно определить как успешный, Подход Диксона и Муда, выведенный из теории максимального правдоподобия (который также может быть использован, особенно в ходе испытаний с небольшим количеством образцов), позволяет определить некоторые простые приближенные уравнения для расчета выборочного среднего и стандартного отклонения по результатам испытания ступенчатым методом.

Выборочное среднее может быть рассчитано по формуле:

–  –  –

i — номер уровня напряжения fi — количество образцов на уровне напряжения / Формула для расчета стандартного отклонения является приближенной и может применяться при

–  –  –

Если ни одно из этих условий не выполняется, следует рассмотреть возможность выполнения повторного испытания ступенчатым методом либо для надежности значительно увеличить величину стандартного отклонения .

Если величина ступени d значительно больше стандартного отклонения s, данная методика приводит к меньшему стандартному отклонению и немного большему выборочному среднему, нежели когда разница между ступенью и стандартным отклонением относительно мала. Соответственно, если величина ступени d значительно меньше стандартного отклонения s, то данная методика дает большее стандартное отклонение и немного меньшее выборочное среднее .

2.5 Доверительный интервал для среднего предела усталости

При повторном проведении испытаний на усталостную прочность ступенчатым методом выборочное среднее и стандартное отклонение будут, вероятнее всего, отличаться от предыдущего испытания. Поэтому за счет использования доверительного интервала для выборочного среднего необходимо обеспечить, с заданным уровнем уверенности, чтобы значения, полученные при повторных испытаниях, были выше выбранного предела усталости .

Известно, что доверительный интервал для выборочного среднего с неизвестной дисперсией имеет ^-распределение (распределение Стьюдента), симметричное относительно среднего .

–  –  –

= 1 -0 ?

Получившийся доверительный интервал симметричен относительно эмпирического среднего выборочных значений, а нижний предел можно найти по формуле:

–  –  –

что является средним пределом усталости (совокупное значение), по которому можно определить сокращенный предел усталости, учитывающий пределы вероятности разрушения .

2.6 Доверительный интервал для стандартного отклонения Доверительный интервал для дисперсии нормальной случайной переменной имеет распределение хи-квадрат с п - 1 степенями свободы .

–  –  –

Предполагаемый р е з у л ь т а т усталостных испытаний п о б р а з ц о в п р е д с т а в л я е т собой нормальную с л у ч а й н у ю переменную с дисперсией о2 и о б л а д а е т эмпирической дисперсией s2, Доверительный интервал (1 - а )-100 % д л я д а н н о й дисперсии составляет

–  –  –

Это стандартное отклонение (совокупное значение), по которому можно определить предел усталости, учитывающий пределы вероятности разрушения .

3. Испытания малых образцов Под малым образцом здесь понимается один из образцов, взятых от кривошипа .

Поскольку образцы используются для определения усталостной прочности галтелей, они должны отбираться из областей, находящихся близко к галтелям, как показано на рисунке 3 .

Необходимо убедиться, что направление главного напряжения при испытаниях образца эквивалентно таковому для полноразмерного кривошипа. Проверку рекомендуется проводить при помощи МКЭ .

–  –  –

С т а т и ч е с к и е механические качества о п р е д е л я ю т с я в соответствии с процедурами ко нтро ля качества .

Определение изгибной усталостной прочности 3.1 Р е к о м е н д у е т с я и с п о л ь з о в а т ь о б р а з ц ы б е з н а д р е з а во избежание возникновения н е о п р е д е л е н н о с т е й, с в я з а н н ы х с в л и я н и е м г р а д и е н т а напряжений. Предпочтительна методика испытаний знакопеременной нагрузкой (коэффициент асимметрии цикла напряжений R = -1), однако с учётом особенностей проведения испытания и для условий многоосного нагружения дополнительно могут использоваться другие методики .

Для обеспечения того, чтобы направление главного напряжения в ходе испытаний знакопеременной нагрузкой отражало направление главного напряжения на полноразмерном кривошипе, при отсутствии дополнительной информации образец необходимо располагать под углом 45 градусов, как показано на рис. 3 .

А;. Если целью испытаний является определение влияния чистоты поверхности, можно использовать образцы, взятые из области приблизительно на 120 градусов вдоль окружности (см. рис. 3) .

В. Если целью испытаний является определение влияния непрерывной ковки, образцы следует брать исключительно из области вблизи плоскости кривошипа .

3.2 Определение крутильной усталостной прочности А;. Если образцы подвергаются испытанию на кручение, выбор образцов осуществляется по тем же критериям, что при испытаниях на изгиб. Во время оценки следует учитывать влияние градиента напряжений .

В. Если образцы испытываются знакопеременной нагрузкой и при отсутствии дополнительной информации, образцы следует отбирать из области в пределах 45 градусов от плоскости кривошипа, для обеспечения коллинеарности направлений главных напряжений между образцами и полноразмерным кривошипом. При отборе образца на некотором расстоянии от срединной плоскости (плоскости кривошипа) коленчатого вала вдоль галтели, эту плоскость можно поворачивать вокруг центра шатунной шейки и брать несколько образцов для определения направления разрушения вследствие кручения (результаты необходимо преобразовать в соответствующие крутильные значения) .

3.3 Прочие места отбора образцов

Если целью испытаний является определение усталостных характеристик, а коленчатый вал изготовлен непрерывной ковкой, могут также отбираться продольные образцы на более длинных участках вала из тех мест, откуда обычно отбираются образцы для механических испытаний. Для этого необходимо, чтобы такой длинный участок вала проходил термическую обработку в качестве составной части коленчатого вала, а его размер обеспечивал схожую с кривошипом скорость охлаждения при закалке .

При использовании результатов испытаний образцов от длинной части вала необходимо учитывать, насколько структура зерна в этой части соответствует галтелям шатунных шеек .

3.4 Сопоставление результатов испытаний Величину усталостной прочности, полученную в ходе испытаний образцов, необходимо преобразовать в усталостную прочность полноразмерного коленчатого вала .

При использовании характеристик изгибной прочности, определенных в ходе испытаний, следует учитывать, что успешно осуществленная непрерывная ковка дает повышенные, по сравнению с другими видами ковки, характеристики, но обычно не приводит к соразмерному повышению крутильной усталостной прочности .

В подобных случаях рекомендуется дополнительно провести испытания на кручение или выполнить консервативную оценку крутильной усталостной прочности, например, без учета непрерывной ковки. Этот подход применим при использовании критерия Гафа — Полларда. Однако он неприменим при использовании критерия фон Мизеса или многоосных критериев, например, критерия Финдли .

Если выявленное соотношение между изгибной и крутильной усталостной прочностью существенно отличается от л/З, вместо критерия фон Мизеса следует использовать критерий Гафа — Полларда. Кроме того, при исследовании характеристик материала в условиях многоосного нагружения необходимо учесть, что непрерывная ковка вдоль направления волокон делает материал неоднородным в части усталостной прочности, в связи с чем, характеристики материала в разных плоскостях будут разными .

Введение любых коэффициентов влияния должно быть обосновано, Поскольку коэффициенты, применяемые при масштабировании результатов испытаний для материала без поверхностного упрочнения и материала, подвергнутого поверхностному упрочнению могут быть различны, предпочтительно испытание образцов, взятых как из неупрочненного, так и из упрочненного материала .

4. Полноразмерные испытания

4.1 Гидравлическая пульсация Для испытаний коленчатых валов трех- или четырехточечным изгибом и кручением может быть построен гидравлический испытательный стенд, позволяющий проводить испытания с любыми значениями коэффициента асимметрии цикла напряжений R .

Перед началом испытания величина прилагаемой нагрузки должна быть проверена при помощи тензометрических датчиков на гладких участках вала, а во время испытания их применение для контроля нагрузки необязательно. Также целесообразно проверять напряжения в галтелях при помощи цепочек тензометрических датчиков .

Кроме того, важно, чтобы испытательный стенд обеспечивал граничные условия согласно Приложению III (3.1 -3.3 ) .

Статические механические качества определяются в соответствии с процедурами контроля качества .

4.2 Резонансный стенд Резонансный стенд с относительно невысоким энергопортеблением применяется для определения изгибной усталостной прочности, как правило, при коэффициенте асимметрии цикла напряжений R = -1. С учетом того, что его рабочая частота обычно относительно высока, т е. 107 циклов можно достичь в течение нескольких суток .

Устройство испытательного стенда представлено на рис. 4.2-1 .

В е л и ч и н а прилагаемой н а г р у з к и д о л ж н а п р о в е р я т ь с я п р и п о м о щ и т е н з о м е т р и ч е с к и х д а т ч и к о в н а гладких у ч а с т к а х в а л а. Т а к ж е ц е л е с о о б р а з н о п р о в е р я т ь н а п р я ж е н и я в галтелях при помощи цепочек тензометрических датчиков .

–  –  –

Рис. 4.2-1. Пример устройства резонансного стенда для испытания изгибной нагрузкой Зажимы вокруг рамовых шеек должны быть устроены таким образом, чтобы исключить сильное истирание, которое может привести к разрушению под краями зажимов. При наличии определенного расстояния между зажимами и галтелями рамовых шеек нагрузка будет соответствовать четырехточечному изгибу и, таким образом, будет репрезентативной и для галтелей рамовых шеек .

В двигателе галтели шатунных шеек обычно работают при коэффициенте асимметрии цикла напряжений R больше, чем -1, а галтели рамовых шеек меньше, чем -1. При необходимости можно обеспечить такую нагрузку за счет создания предварительного напряжения .

–  –  –

Рис,. 4.2-2, Пример устройства резонансного стенда для испытания двухсекционного кривошипа крутильной нагрузкой П о с к о л ь к у б о к о в ы е перемещения могут в ы з в а т ь о п р е д е л е н н ы е изгибные напряжения, на гладкие части шатунных шеек также должны быть установлены тензометрические датчики для измерения любых возможных изгибов, которые могут повлиять на результаты испытаний .

Как и в случае испытаний на изгиб, величина прилагаемой нагрузки должна проверяться при помощи тензометрических датчиков на гладких участках вала. Также целесообразно проверять напряжения в галтелях при помощи цепочек тензометрических датчиков .

4.3 Использование результатов и приемлемость коленчатого вала Для комбинирования результатов испытаний на изгибную с крутильной усталостной прочностью при расчете приемлемости коленчатого вала (см. 2.4.11 настоящей части) подход Гафа — Полларда может применяться в следующих случаях:

В отношении диаметра шатунной шейки:

где:

- усталостная прочность при изгибных испытаниях;

odw ct

- усталостная прочность при крутильны х испытаниях .

tdw ct

В о тн о ш е н и и масляного отверстия шатунной ш ейки:

где:

- усталостная прочность при изгибных испы таниях;

odwot TDwor - усталостная прочность при крутильны х испы таниях,

–  –  –

где:

- усталостная прочность при изгибных испытаниях;

odwjt

- усталостная прочность при крутильных испытаниях .

xowjt Если увеличение усталостной прочности в результате поверхностной обработки в описанных выше случаях считается схожим, достаточно испытать только наиболее критические согласно расчетам области, где поверхностная обработка не учитывалась .

5. Применение имеющихся результатов к аналогичным коленчатым валам В случае галтелей и масляных отверстий без поверхностной обработки усталостные характеристики, определенные по результатам испытаний, могут применяться к коленчатым валам схожего типа при выполнении следующих условий:

–  –  –

разница во влиянии градиента напряжения из-за различия в размерах незначительна или учитывается .

направление главного напряжения эквивалентно. См. главу 3 .

Производство:

схожая технология производства .

Индукционно закаленный или азотированный в газовой среде коленчатый вал будет испытывать усталость либо на поверхности, либо в зоне перехода к сердцевине. Данные о поверхностной усталостной прочности, полученные в результате усталостных испытаний полноразмерных кривошипов, могут использоваться в отношении коленчатых валов такой же или схожей конструкции, если усталость первоначально появляется на поверхности. Схожесть конструкции означает схожий тип материала и поверхностную твердость, а также значение радиуса галтели и глубины упрочнения в пределах приблизительно ±30 % относительно аналогичных значений испытанного коленчатого вала .

Появление усталости в переходной зоне может произойти либо под поверхностью (т.е .

под т в е р д ы м слоем), либо на поверхности там, где заканчивается закалка. Усталостная прочность в зоне перехода к сердцевине может быть определена посредством описанных выше испытаний при условии, что появление усталости произошло в зоне перехода к сердцевине. Испытания, проведенные только на материале сердцевины, не будут считаться репрезентативными, поскольку они не учитывают остаточные напряжения растяжения в переходной зоне .

Т а к ж е необходимо отметить, что ряд исследований показали, что предел усталости может снижаться в зоне сверхбольшого числа циклов с образованием подповерхностных трещин из-за наличия захваченного водорода, скапливающегося за счет диффузии в о б л а с т и некоторых внутренних дефектов, выступающих в роли точек зарождения. В таких случаях следует снижать предел усталости на несколько процентов на каждый порядок циклов свыше 107. При высоком содержании водорода возможно применение снижения в размере 5 % на каждый порядок циклов .

ПРИЛОЖЕНИЕ V

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ ГАЛТЕЛЕЙ С ПОВЕРХНОСТНОЙ

ОБРАБОТКОЙ И КРАЕВ МАСЛЯНЫХ ОТВЕРСТИЙ см. УТ мако М53) Содержание

1. Введение

2. Определение поверхностной обработки .

2.1 Методы поверхностной обработки

3. Принципы расчета

3.1 Оценка местных напряжений в галтелях

3.2 Расчет напряжений в краях масляных отверстий

3.3 Критерий допустимости

4. Индукционная закалка Местная у с т а л о с т н а я п р о ч н о с т ь 4.1

5. Азотирование Местная усталостная прочность 5.1

6. Холодная формовка

6.1 Поверхностное упрочнение чеканкой с использованием шара 6.1.1 Применение имеющихся результатов к аналогичным коленчатым валам

6.2 Холодная обкатка 6.2.1 Применение имеющихся результатов к аналогичным коленчатым валам

1. Введение Настоящее Приложение содержит указания по расчету краев масляных отверстий и галтелей с поверхностной обработкой. Даны пояснения по учету различных способов обработки, а также представлены эмпирические формулы для расчетов .

Консервативный эмпирический путь выбран намеренно с целью повышения надежности расчета .

Необходимо учитывать, что при наличии следует использовать результаты измерений или более точные данные. Тем не менее, в случае большого разброса значений (например, остаточных напряжений) величины должны выбираться с той стороны диапазона, которая обеспечивает заведомо большую консервативность .

2. Определение поверхностной обработки

Термин «поверхностная обработка» охватывает термическую, химическую и механическую обработку, выражающуюся в придании материалам негомогенности свойств (твердости, химического состава, остаточных напряжений) в направлении от поверхности к сердцевине материала .

2.1 Методы поверхностной обработки Данный перечень содержит возможные методы обработки и данные об их влиянии на свойства, определяющие усталостную прочность .

–  –  –

Чеканка шаром Остаточные напряжения П р и м е ч а н и е, Важно отметить, что поскольку для судовых двигателей применимыми считаются только индукционная закалка, азотирование, холодная обкатка и чеканка, прочие методы, а также совместное применение двух или более вышеперечисленных методов, в настоящем документе не рассматриваются. Кроме того, закалка в штампе может рассматриваться аналогично индукционной закалке .

3, П р и н ц и п ы расчета Основным' принципом является то, что величины знакопеременных рабочих напряжений должны быть меньше величин местной усталостной прочности (с учетом эффекта поверхностной обработки), при этом возможно возникновение нераспространяющихся трещин, подробную информацию см. также в 6.1. Далее выполняется деление на заданный коэффициент запаса прочности. Данный принцип применяется к целым галтелям и краям масляных отверстий, а также к подповерхностному слою до глубины ниже зоны влияния обработки, т.е. распространяется вплоть до сердцевины .

При рассмотрении местной усталостной прочности необходимо учитывать влияние местной твердости, остаточного напряжения и среднего рабочего напряжения. Влияние «эффекта гигациклов», в особенности на процесс возникновения подповерхностных трещин, должно быть компенсировано установленным запасом прочности .

Крайне необходим тщательный учет величины площади подвергаемой обработке поверхности в зонах концентрации напряжений. В зоне перехода от упрочненной поверхности к неупрочняемой возникают значительные остаточные напряжения растяжения .

В связи с этим образуются «слабые точки», что является значимым, если они находятся в области повышенных напряжений .

Необходимо знать величины переменных и средних рабочих напряжений для всей области концентрации напряжений и для глубины, составляющей приблизительно 1,2 глубины обработки. На рисунке ниже показано использование данного принципа для индукционной закалки. Ось х - направлена либо в глубину (в направлении перпендикулярно поверхности), либо вдоль контура галтели .

Рис. 3. Общ ие принципы зависимости напряжений от глубины Критерий допустимости должен применяться ступенчато в направлении от поверхности к сердцевине и от точки максимальной концентрации напряжений вдоль контура поверхности галтели до щеки .

3.1 Оценка местных напряжений в галтелях Необходимо знать напряжения вдоль контура галтели и в подповерхностном слое до глубины, несколько больше глубины упрочненного слоя. Такие данные, как правило, могут быть определены методом конечно-элементного анализа, как описано в Приложении III. При этом элементы в подповерхностном слое при анализе должны иметь те же размеры, что и на поверхности. При упрочнении только шатунной шейки малые элементы при выполнении анализа следует распространить вдоль поверхности до твердого слоя .

Если проведение анализа МКЭ невозможно, для коленчатых валов, изготовленны х из стали может быть использован упрощ ённы й метод. Он мож ет быть основан на определенны х эмпирическим путем ККН, как описано в 2.4.6 настоящ ей части (при условии нахождения в диапазоне применимости этого метода), и градиенте относительны х напряжений, обратно пропорциональном радиусу галтели. Напряжения изгиба и кручения должны рассматриваться раздельно. К сочетанию вы ш еперечисленны х параметров применяется критерий допустимости .

П одповерхностны е напряжения в переходной зоне при миним альной глубине упрочнения можно определить через местные ККН вдоль оси, перпендикулярной к поверхности галтели. Ф ункции а в - м е с т. и огт- иест. им ею т различную ф орму по причине различия в градиентах напряжений .

На поверхности могут применяться ККН сгв и а-г. М естные а в - и е ш. и О -tn cm уменьш аю тся тe .

с глубиной. О тносительны е градиенты напряжений на поверхности зависят от типа концентратора напряжений, однако для галтелей ш атунны х ш еек они могут быть упрощ ены до 2/Rh при изгибе и 1/Rh при кручении. Для галтелей рамовы х ш еек вы полняю тся аналогичны е действия с использованием Re и De. Н оминальны е напряжения принимаю тся линейны м и от поверхности до средней точки щ еки между галтелью шатунной шейки и галтелью рамовой шейки при изгибе и до центров шатунной и рамовой шейки при кручении .

–  –  –

На рис. 3.2 показан характер изменения твердости в переходной зоне между «твердой»

и «мягкой» зонами материалом. Характер изменения зависит, в том числе, и от т е м п е р а т у р ы отпуска после з а к а л к и ( п р и т е р м о о б р а б о т к е т и п а «закалка + о т п у с к » ) .

–  –  –

Подповерхностные напряжения а переходной зоне (при минимальной глубине упрочнения) можно определить ч е р е з местные К К Н вдоль оси, перпендикулярной к поверхности края масляного отверстия. Эти функции у в- ме ст. и у т- мест. имеют различную форму по причине различия в градиентах напряжений .

На поверхностях могут применяться ККН ув и ут. Местные ККН у в- мест. и у т - м е с т уменьш аются с глубиной. Относительные градиенты напряжений на поверхности зависят от типа концентратора напряжений, однако для краев масляных отверстий шатунной шейки они могут быть упрощены до 4Ю0 при изгибе и 2Ю0 при кручении. В таком случае местные ККН являются функцией глубины t

–  –  –

Критерий допустимости конструкции коленчатых валов основывается на соответствии усталостной прочности. В главе 2.4 настоящей части соотношение эквивалентного знакопеременного напряжения и усталостной прочности сравнивается с критерием допустимости Q 1,15 для краев масляных отверстий, галтелей шатунных шеек и галтелей рамовых шеек коленчатых валов, изготовленных из стали. Этот критерий также должен распространяться на области с поверхностной обработкой, вне зависимости от того, анализируется поверхность или переходная зона .

4. Индукционная закалка

Обычно в технических требованиях к твердости указывают диапазон величин поверхностной твердости, т.е. минимальное и максимальное значения, минимальную и максимальную протяженность в пределах г а л т е л и или по всей галтели, а также минимальную и максимальную глубину вдоль контура галтели. При этом применяются шкалы значений твердости по Виккерсу в диапазоне HV0,5...HV5 .

Глубина индукционной закалки определяется как глубина, на которой твердость материала составляет не менее 80 % от минимальной з а д а н н о й поверхностной твердости .

HV Рис. 4-1. Типовой график зависимости твердости от глубины. Стрелки указывают на глубину закалки Показан возможный характер распределения твердости в зоне перехода к сердцевине;

показанная зона снижения твердости может оказаться «слабой» точкой: в ней может быть снижена местная прочность и могут возникать остаточные напряжения растяжения .

При упрочнении одних только шатунных или рамовых шеек минимальное расстояние до галтели должно назначаться с учетом влияния напряжений растяжения в зоне термического влияния (см. рис. 4.-2) .

Если профиль «твердость-глубина» и остаточные напряжения неизвестны или не заданы, можно принять следующее:

профиль твердости включает два слоя (см. рис. 4-1):

постоянная твердость от поверхности до переходной зоны;

постоянная твердость от переходной зоны до сердцевины;

остаточные напряжения в твердой зоне составляют 200 МПа (сжатие);

твердость переходной зоны - 90% от твердости сердцевины, в случае отсутствия неравномерного падения твердости в зоне перехода к сердцевине, показанной на рис. 4-1;

максимальное остаточное напряжение (по фон Мизесу) в переходной зоне составляет 300 МПа (растяжение) .

Если края упрочнения шатунной или рамовой шейки находятся близко к галтели, то должно учитываться влияние остаточных напряжений растяжения. Если минимальное расстояние между краем упрочнения и началом галтели в более чем в 3 раза превышает максимальную глубину упрочнения, то такое влияние можно не учитывать .

4.1 Местная усталостная прочность

Индукционно закаленный коленчатый вал будет испытывать усталость либо на поверхности, либо в зоне перехода к сердцевине. Усталостная прочность (для поверхности и для переходной зоны) может быть рассчитана по результатам испытаний на усталостную прочность полноразмерного коленчатого вала согласно Приложению IV .

В случае с переходной зоной, появление усталости может произойти либо под поверхностью (т.е. под твердым слоем), либо на поверхности там, где заканчивается закалка .

Испытания, проведенные только на материале сердцевины, не считаются репрезентативными, поскольку они не учитывают остаточные напряжения растяжения в переходной зоне .

В качестве альтернативы, усталостная прочность поверхности для коленчатых валов, изготовленных из стали может быть определена эмпирически как описано далее (где HV

- это поверхностная твердость по Виккерсу). В уравнении (4.1-1) заложено консервативное значение, которое предполагает, что усталостная прочность учитывает влияние остаточного напряжения. Результирующее значение применимо при коэффициенте асимметрии цикла напряжений R = -1 :

7,*^ -400+ 0.5 -(Я К -4 0 0 ) 1МЩ (4. 1- 1) Следует отметить, что влияние среднего напряжения у индукционно закаленных сталей может быть значительно выше, чем у закаленных и отпущенных .

Усталостную прочность в переходной зоне без учета неравномерного падения твердости в зоне перехода к сердцевине, показанной на рис. 4-1 следует определять по уравнению, приведенному в 2.4.9 настоящей части.

Для галтелей рамовых и, соответственно, шатунных ш еек действует следующая формула:

–  –  –

Влияние остаточного напряжения в (4.1-2) не учитывается .

При анализе усталости подповерхностного слоя (ниже упрочненного слоя) неучет остаточных напряжений растяжения следует учесть путем вычета 20 % от полученного выше значения. Эти вычитаемые 20 % соответствуют влиянию среднего напряжения в легированной закаленной и отпущенной стали с остаточным напряжением растяжения 300 МПа. Для сталей низкой прочности данная процентная величина должна быть выше .

Если достоверно известно, что остаточные напряжения ниже, то следует учитывать их фактическое значение .

При анализе усталости поверхности вблизи зоны упрочнения - т.е. в зоне термического влияния (СМ', рисунок 42.) - влияние остаточных напряжений растяжения может быть учтено вычитанием определенной процентной величины (согласно табл. 4.1) из значения, рассчитанного по вышеприведенной формуле .

–  –  –

К 0...1,0 макс, глубин закалки:

IL 1,0...2,0 макс, глубин закалки:

J1L. 2,0...3,0 макс, глубин закалки:

IV. 3.0 и больше макс, глубин закалки:

5, Азотирование В технических требованиях к твердости должен быть указан диапазон величин поверхностной твердости (минимум и максимум) и минимальное и максимальное значение глубины. В настоящем разделе рассматривается только газовое азотирование. При этом применяются шкалы значений твердости по Виккерсу в диапазоне HV0.5...HV5 .

Для целей настоящего раздела глубина азотирования tN определяется как глубина, на которой твердость материала превышает твердость сердцевины на 50 HV .

Профиль закалки должен быть назначен вплоть до самой сердцевины.

Если он неизвестен, его можно определить эмпирически по следующим формулам:

–  –  –

Важно отметить, что при азотировании коленчатого вала усталость возникает либо на поверхности, либо в зоне перехода к сердцевине..

Поэтому усталостную прочность можно определить проведением испытаний, как указано в Приложении IV, В качестве альтернативного варианта, для коленчатых валов, изготовленных из стали поверхностную усталостную прочность (главное напряжение) для материала с поверхностной твердостью не менее 600 HV можно консервативно определить эмпирическим путем:

–  –  –

Использование зависимости (5,1-1) допустимо при использовании предположения о том, что усталостная прочность учитывает влияние остаточного напряжения на поверхности, а коэффициент асимметрии цикла напряжений R = -1 .

Усталостная прочность в переходной зоне может быть определена, по уравнению в 2.4.9 настоящей части.

Для галтелей шатунных и, соответственно, рамовых ш еек действует следующая формула:

–  –  –

Влияние остаточного напряжения в (5.1-2) не учитывается .

В отличие от индукционно-закаливаемых, азотируемые изделия не имеют столь четко выраженной зоны перехода к сердцевине. При высоком уровне остаточных напряжений сжатия на поверхности, уравновешивающие их напряжения растяжения в сердцевине умеренны вследствие небольшой глубины. При анализе усталости подповерхностного слоя неучет остаточных напряжений растяжения в зоне перехода и ниже нее можно не принимать во внимание ввиду равномерного профиля изменения твердости при азотировании .

Несмотря на то, что в общем случае расчет следует выполнять по всему профилю изменения твердости, он может быть ограничен и более простым подходом - анализом поверхности и определением условной точки перехода, за которую может быть принята глубина, на которой значение местной твердости приблизительно на 20 HV выше твердости сердцевины. При этом в расчетах необходимо использовать свойства материала сердцевины, а напряжения в месте перехода к сердцевине можно рассчитывать по формулам для местных ККН и используя t = 1,2 tN .

–  –  –

Преимуществом поверхностного упрочнения чеканкой или холодной обкатки галтелей является создание остаточного напряжения сжатия на сильно нагружаемых участках .

Притом, что остаточные поверхностные напряжения определяются рентгенографическим методом, а остаточные подповерхностные напряжения нейтронографическим, достоверно оценить местную усталостную прочность невозможно, в связи с чем её необходимо определять испытаниями на усталость с учётом требований Приложения IV .

Такое испытание, как правило, выполняется с четырехточечным изгибом при коэф фициенте асимметрии цикла напряжений R = -1. По результатам испытаний определяется изгибная усталостная прочность, поверхностная или подповерхностная, в зависимости от режима разрушения, принимаемая в качестве реп резентати в ной усталостной прочности для данного вида нагружения в зоне галтели .

Соотношение крутильной и изгибной усталостной прочности в зоне галтели может значительно отличаться от отношения равного V3, применяемого в критерии фон Мизеса. Это вызвано тем, что глубина влияния формовки, достаточная для исключения появления изгибной подповерхностной усталости, может оказаться недостаточной для исключения подповерхностной усталости при кручении, а также эффектом увеличения сильно нагруженной области .

Результаты, полученные при испытании полноразмерного коленчатого вала, могут быть применены для коленчатых валов других размеров при условии, что их материал с учетом количества легирующих элементов и процесса термообработки относится к одному и тому же типу и что выполняется формовка, позволяющая добиться схожего уровня остаточных напряжений сжатия как на поверхности, так и в глубине материала, т. е. протяженность и глубина холодной формовки должны быть пропорциональны радиусу галтели .

6.1 Поверхностное упрочнение чеканкой с использованием шара

Усталостная прочность может быть определена при проведении испытаний полноразмерного коленчатого вала или эмпирическими методами, если они обеспечивают большую консервативность. Если исследуются и изгибная, и крутильная усталостная прочность, и оказывается, что их соотношение отличается от V3, то применение критерия фон Мизеса следует исключить .

Если исследуется только изгибная усталостная прочность, то крутильную усталостную прочность нужно оценивать консервативно. Если изгибная усталостная прочность оказывается на х % выше усталостной прочности неупрочненного материала, то крутильную усталостную прочность следует принимать не более чем на 2/3 от х % выше таковой у неупрочненного материала .

После чеканки самое высокое остаточное напряжение сжатия образуется в подповерхностном слое. Поэтому, в зависимости от пробной нагрузки при испытаниях на усталость и от градиента напряжений, в поверхности могут создаваться рабочие напряжения выше уровня местной усталостной прочности. Это может вызывать в ходе испытаний на усталость появление небольших волостных трещин, которые из-за характерного профиля остаточного напряжения сжатия не будут распространяться при дальнейших циклах нагружения и (или) при дальнейшем небольшом увеличении пробной нагрузки в связи с тем, что высокие остаточные напряжения сжатия под поверхностью останавливают развитие небольших поверхностных трещин (см, линию градиентной нагрузки 2 на рис. 6.1) .

Рис. 6.1. Рабочие и остаточные напряжения под поверхностью после чеканки. Прямые линии 1...3 обозначают возможные градиенты напряжений, вызванных нагрузкой При усталостны х испытаниях полноразмерного коленчатого вала эти небольшие волосные трещ ины не должны рассматриваться как способные вызвать разрушение .

Для определения уровня разрушающих нагрузок следует учитывать только те трещины, которые вызваны усталостью и при этом способны привести к разрушению (при которых нужно прекращать испытание). Это так же применимо к случаю чеканки индукционно­ закаленных галтелей .

В целях увеличения усталостной прочности индукционно-закаленных галтелей коленчатых валов их можно чеканить после индукционной закалки и отпуска до необходимой поверхностной твердости. В этом случае может потребоваться назначение усилия удара при чеканке в зависимости от твердости поверхностного слоя, а не от предела прочности основного материала. Влияние на усталостную прочность галтелей индукционной закалки с последующей чеканкой определяется по результатам испытаний полноразмерного коленчатого вала .

–  –  –

Сведения об изменении усталостной прочности при использовании поверхностного упрочнения чеканкой могут быть использованы при расчете других коленчатых валов при условии выполнения следующих требований:

размер шара, отнесенный к радиусу галтели вала, должен отличаться не более чем на ±10 % от прошедшего испытание коленчатого вала;

–  –  –

угловая протяженность контура галтели, отнесенная к радиусу галтели, должна отличаться не более чем на ±15 % от прошедшего испытание коленчатого вала и должна быть расположена так, чтобы охватывать зону концентрации напряжений при работе двигателя;

применяется аналогичный материал с учетом количества легирующ их элементов и процесса термообработки;

скорость подачи шаров должна находиться в той же пропорции к радиусу;

усилие, прилагаемое к шару, должно быть пропорционально твердости исходного материала (если твердости различаются);

усилие, прилагаемое к шару, должно быть пропорционально квадрату его радиуса .

–  –  –

Если исследуется только изгибная усталостная прочность, то крутильную усталостную прочность нужно оценивать консервативно. Если изгибная усталостная прочность оказывается на х% выше усталостной прочности неупрочненного материала, то крутильную усталостную прочность следует принимать не более чем на 2/3 от х % выше таковой у неупрочненного материала .

6.2.1 Применение имеющихся результатов к аналогичным коленчатым валам Сведения об изменении усталостной прочности при использовании поверхностного упрочнения холодной обкаткой могут быть использованы при расчёте других коленчатых валов при условии выполнения следующих требований:

область вала, подвергнутая поверхностному упрочнению должна быть эквивалентна аналогичной области испытанного вала, либо превышать ее;

угловая протяженность контура галтели, отнесенная к радиусу галтели, должна отличаться не более чем на ±15 % от прошедшего испытание коленчатого вала и должна быть расположена так, чтобы охватывать зону концентрации напряжений при работе двигателя;

применяется аналогичный материал с учетом количества легирующ их элементов и процесса термообработки;

–  –  –

РУКОВОДСТВО ПО РАСЧЕТУ КОЭФФИЦЕНТОВ КОНЦЕНТРАЦИИ

НАПРЯЖЕНИЙ В КРАЯХ МАЯСЛЯНЫХ ОТВЕРСТИЙ

КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ПРИ ПОМОЩИ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Содержание

1. 1. Общие положения

2. Требования к модели

2.1 Рекомендации для элементной сетки

2.2 Материал

2.3 Критерии качества элементной сетки 2.3.1 Критерий главных напряжений 2.3.2 Критерий осредненности/неосредненности напряжений

3. Случаи нагрузки и оценка уровня напряжений

3.1 Кручение

3.2 Изгиб

1. Общие положения Ц елью данного анализа является описание применения - вместо аналитического расчета - метода конечных элементов (МКЭ) для определения коэф ф ициентов концентрации напряжений (ККН) в краях масляных отверстий. Аналитический метод основы вается на эмпирических формулах, полученных из результатов тензометрии или поляризационно-оптических измерений различного круглого проката. И спользование этих ф ормул за пределами их применимости по лю бом у из параметров м ож ет привести к ош ибкам и в том, и в другом направлении, поэтому рекомендуется использовать МКЭ .

ККН, рассчитанный в соответствии с положениями настоящ его документа, определяется как отнош ение напряжений, рассчитанных МКЭ, к номинальным напряжениям, рассчитанным аналитическим методом .

При использовании метода для проведения расчетов в соответствии с требованиям и главы 2.4 настоящ ей части, следует выполнять расчет главных напряжений .

А нали з должен проводиться в рамках линейно-упругой конечно-элементной модели;

во всех случаях нагружения следует применять единичны е нагрузки соответствую щ ей величины .

Рекомендуется проверять элементную точность используемого конечно-элементного решателя, например, посредством моделирования простой геометрии с последую щ им сравнением напряжений, полученных из МКЭ, с результатами аналитического расчета .

Вместо МКЭ может также использоваться метод граничных элементов .

2. Требования к модели О сновны е рекомендации и допущ ения при построении конечно-элементной модели представлены в 2.1. Законченная конечно-элементная модель долж на соответствовать одном у из критериев, представленны х в 2.3 .

2.1 Рекомендации для элементной сетки Чтобы обеспечить качество сетки, конечно-элементную м одель для оценки коэф ф ициентов концентрации напряжений следует строить в соответствии со следую щ ими рекомендациями:

модель должна описывать один полноценный кривошип от осевой линии одного рамового подш ипника до осевой линии соседнего рамового подшипника .

Вблизи краев использую тся элементы следую щ их типов:

–  –  –

Вблизи краев масляных отверстий использую тся следую щ ие характеристики сетки:

максимальны й размер элемента а = г/4 по всей галтели края и в направлении масляного отверстия (в случае использования 8-узловы х шестигранных элементов они должны быть еще меньш его размера для соответствия критериям качества элементной сетки) .

Рекомендуемые размеры элементов в направлении глубины галтели:

–  –  –

Как правило, остальная часть кривошипа должна обеспечивать численную устойчивость решателя .

Сверления и отверстия, предназначенные для облегчения конструкции, следует моделировать .

Применение подмоделей допускается при соблюдении требований применяемого программного обеспечения .

2.2 Материал В главе 2.4 настоящей части не рассматриваются такие свойства материалов, как модуль Юнга (Е) и коэффициент Пуассона (v). Для анализа МКЭ эти параметры материала необходимы, поскольку сначала рассчитывается упругие деформации, а из них через модуль Юнга и коэффициент Пуассона рассчитываются напряжения. Следует использовать достоверные значения свойств материалов, либо взятые из документации, либо измеренные на представительных образцах материалов .

Для стали рекомендуются следующие значения: Е = 2,05x105 МПа и v = 0,3 .

2.3 Критерии качества элементной сетки Если используемая элементная сетка не соответствует ни одному из нижеуказанных критериев для определения коэффициентов концентрации напряжений в исследуемой области, должен быть проведен повторный расчет с использованием более мелкой сетки .

2.3.1 Критерий главных напряжений Качество сетки должно быть подтверждено посредством проверки составляющей напряжения, нормальной к поверхности радиуса края масляного отверстия. При главных напряжениях о ь о 2и о 3 должно выполняться следующее требование:

–  –  –

2.3.2 Критерий осредненности / неосредненности напряжений Критерий осредненности / неосредненности напряжений основывается на отслеживании неоднородностей в напряжениях, определяемых на элементах галтели при расчете ККН;

неосредненные узловые напряжения, рассчитываемые на каждом элементе, соединенном с тем или иным узлом, должны отличаться менее чем на 5 % от 100 % осредненного узлового напряжения на этом узле в исследуемой области .

3. Случаи нагрузки и оценка уровня напряжений При определении ККН взамен аналитического способа, описы ваем ого в 2.4 настоящей части, расчеты должны быть выполнены для нижеследую щ их случаев нагружения .

–  –  –

Конструкция подвергается воздействию чистым кручением. Д еф ормация торцевы х поверхностей модели подавляется .

Крутящ ий мом ент прилагается к центральному узлу на оси коленчатого вала. Э тот узел работает га к главный узел с шестью степенями свободы и жестко соединен с остальны м и узлами торцевой поверхности .

Т акие граничные условия и условия нагружения применимы как для рядных, та к и Vобразны х двигателей .

–  –  –

Рис. 3.1.

Граничные условия и условия нагружения для случая нагружения кручением На всех узлах на краю масляного отверстия получены главные напряжения, из которых взято максимальное значение для последующего расчета коэф ф ициента концентрации напряжений:

–  –  –

Изгибающ ий момент прилагается к центральному узлу на оси коленчатого вала. Этот узел работает как главный узел с шестью степенями свободы и жестко соединен с остальны м и узлами торцевой поверхности .

Т акие граничные условия и условия нагружения применимы как для рядных, так и Vобразны х двигателей .

–  –  –

М

6.3ЯКОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Пункты 6.3.1 - 6.3.4 заменяются следующим текстом:

«6.3.1 Общие требования .

6.3.1.1Проектирование, изготовление и испытание брашпилей должны выполняться в соответствии с приемлемыми стандартами, правилами и нормами. Чтобы считаться приемлемыми, такие стандарты, правила и нормы должны содержать критерии для нагрузок, рабочих характеристик и испытаний .

Следующие документы, содержащие информацию о конструктивных характеристиках, стандарте соответствия, результатах технического анализа и особенностях конструкции (по мере необходимости), должны быть представлены на рассмотрение (см.1.2.3.2 настоящей части):

-конструктивные характеристики брашпиля, сведения о якоре и якорной цепи, глубина якорной стоянки, критерии эффективности, стандарт соответствия;

-схема устройства брашпиля с указанием всех компонентов якорной (швартовной) системы, таких как приводной двигатель, валопровод, цепная звездочка, якоря и якорные цепи, швартовные лебедки, тросы и тросоукладчики, если они входят в состав механизма брашпиля, тормоза, органы управления и т.п;

-размеры, материалы, сведения о сварных соединениях для всех передающих крутящий момент (валы, шестерни, муфты, соединительные болты и т. п.) и несущих нагрузку (подшипники вала, цепная звездочка, шкивы, барабаны, фундаментные рамы и т. п.) компонентов брашпиля и лебедки, в том числе о тормозах, цепном стопоре (при наличии) и фундаменте;

сведения о гидравлической системе, в том числе:

схема трубопроводов и расчетное давление в системе;

расположение и уставки предохранительных клапанов;

спецификации материалов труб и оборудования;

применимые типовые соединения труб;

технические данные о гидравлических двигателях .

электрическая однолинейная схема с указанием характеристик кабелей, контроллера двигателя, номинального значения тока или уставки защитных устройств (по применимости);

описание устройств и приборов управления и контроля;

результаты технического анализа передающих крутящий момент и несущих нагрузку компонентов, подтверждающие их соответствие признанным стандартам, правилам или нормам. Результаты технического анализа зубчатых передач должны соответствовать признанным стандартам;

документы и сведения об электродвигателях брашпиля и соответствующих передаточных механизмах номинальной мощностью 100 кВт и выше;

расчеты, подтверждающие, что приводной двигатель брашпиля способен обеспечить скорость подъема, необходимое непрерывное тяговое усилие и перегрузочную способность, предоставляются, если испытания нагрузкой и на определение перегрузочной способности брашпиля в сборе на заводе не проводились (см. 5.10.3.7 части IV «Техническое наблюдение за изготовлением изделий» Правил технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов);

информация о порядке эксплуатации и технического обслуживания брашпиля приводится в руководстве по эксплуатации судна .

6.3.2 М атериалы и изготовление .

6.3.2.1 Материалы .

Материалы, используемые для изготовления передающих крутящий момент и несущих нагрузку компонентов брашпилей, должны соответствовать части XIII «Материалы» или национальным или международным стандартам на материалы. Предлагаемые материалы должны быть указаны на конструкторских чертежах и одобрены для применения в конкретной конструкции. Все материалы должны иметь сертификат изготовителя и иметь прослеживаемую связь до сертификатов изготовителя .

6.3.2.2 Сварные соединения .

Сварные соединения должны быть указаны на конструкторских чертежах и одобрены в рамках одобрения конструкции брашпиля. Технологические процессы сварки и сварщики должны быть одобрены в соответствии с требованиями части XIV «Сварка». Расходные сварочные материалы должны иметь свидетельство об одобрении сварочных материалов. Объем неразрушающего контроля сварных швов и поспесварочной термообработки (если таковая предусмотрена) должны быть указаны и представлены для рассмотрения .

6.3.3 Конструкция .

Вне зависимости от требований выбранного стандарта соответствия необходимо соответствие следующим требованиям. Вместо проведения технического анализа и представления его результатов на рассмотрение, одобрение механической конструкции брашпиля может основываться на результатах типового испытания, и в таком случае для рассмотрения должна быть представлена методика проведения такого испытания .

–  –  –

6.3.3.1.1 Проектные нагрузки:

Нагрузки при удержании. Должны быть произведены расчеты для демонстрации того, что при удержании (один якорь, тормоз полностью включен, муфта цепной звездочки расцеплена) при нагрузке, составляющей 80 % от установленной минимальной разрывной прочности якорной цепи, максимальное напряжение в каждом несущем нагрузку компоненте не будет превышать предела текучести (условного предела текучести 0,2 %) материала. В случае установок, оборудованных цепным стопором, в расчетах может использоваться значение, равное 45 % от установленной минимальной разрывной прочности цепи;

Инерционные нагрузки .

Конструкция приводного механизма, включающего приводной двигатель, редукторы, подшипники, муфты, валы, цепную звездочку и соединительные болты, должна рассчитываться с учетом динамических воздействий при внезапном начале и прекращении движения приводного двигателя или якорной цепи, с тем, чтобы обеспечить уменьшение инерционных нагрузок .

6.3.3.1.2 Непрерывное тяговое усилие .

Приводной двигатель брашпиля должен иметь возможность обеспечивать в течение не менее чем 30 мин непрерывное тяговое усилие Zconti в зависимости от категории и диаметра d цепи:

–  –  –

Значения, приведенные в таблице выше, применимы при использовании обычных бесштоковых якорей и глубине якорной стоянки до 82,5 м .

При глубине якорной стоянки больше 82,5 м непрерывное тяговое усилие Z Cont2 составляет:

–  –  –

где D — глубина якорной стоянки, м .

Массы якорей принимаются равным значениям, приведенным в разд. 3 части III «Устройства, оборудование и снабжение». Кроме того, значение Zcont предусматривает одновременный подъем одного якоря и учитывает влияние плавучести и КПД клюза (принимаемого равным 70 %). В целом напряжение на каждом передающем крутящий момент компоненте не должно составлять более 40 % предела текучести (условного предела текучести 0,2 %) материала в данных условиях нагружения .

6.3.3.1.3 Перегрузочная способность .

Приводной двигатель брашпиля должен обладать способностью обеспечивать временно необходимую перегрузку для выполнения отрыва якоря от грунта .

Такая временная перегрузочная способность, или «кратковременное тяговое усилие» должна составлять не менее 1,5 непрерывного тягового усилия в течение не менее чем 2 мин. В это время скорость допускается ниже нормальной .

6.3.3.1.4 Скорость выбирания .

Средняя скорость выбирания якорной цепи во время подъема якоря и цепи должна составлять не менее 0,15 м/с. Во время испытаний скорость должна измеряться на длине двух смычек цепи, начиная с момента, когда как минимум три смычки (длиной 82,5 м или 45 морских саженей) и якорь находятся в погруженном и подвешенном состоянии .

6.3.3.1.5 Тормозная способность .

Тормозная способность тормоза брашпиля должна быть достаточной для затормаживания движения якоря и якорной цепи во время вытравливания цепи .

При отсутствии в конструкции цепного стопора тормоз должен обеспечивать тормозной момент, достаточный, чтобы выдерживать тяговое усилие, составляющего 80 % от установленной минимальной разрывной прочности якорной цепи без необратимой деформации несущих элементов и проскальзывания тормоза. При наличии цепного стопора может использоваться значение, равное 45 % .

6.3.3.1.6 Цепной стопор .

При наличии цепного стопора он вместе со своими принадлежностями должен быть рассчитан на то, чтобы выдерживать, без наступления необратимой деформации, нагрузку, составляющую 80% от установленной минимальной разрывной прочности якорной цепи (см. 3.6.1.3 части III «Устройства, оборудование и снабжение») .

6.3.3.1.7 Опорная конструкция .

Информацию о корпусных опорных конструкциях для брашпиля и цепных стопоров см. в разд. 3 и 4 части III «Устройства, оборудование и снабжение» .

6.3.3.2 Гидравлические системы .

При использовании для привода брашпиля гидравлических систем последние должны соответствовать требованиями разд, 7 настоящей части .

6.3.3.3 Электрические системы .

6.3.3.3.1 Электродвигатели .

Электродвигатели должны соответствовать требованиям 5.6 части XI «Электрическое оборудование» и должны поставляться со свидетельством PC по форме, предусмотренной Номенклатурой объектов технического наблюдения Регистра. Двигатели, подвергающиеся воздействию погодных условий, должны иметь соответствующие их расположению кожухи, а также иметь минимальную степень защиты согласно 2.4.4.2 части XI «Электрическое оборудование». В случае использования редукторов они должны соответствовать требованиям гл.4.2 части IX «Механизмы», а редукторы мощностью 100 кВт и выше должны быть сертифицированы .

6.3.3.3.2 Электрические цепи .

Электрические цепи двигателей должны быть защищены, согласно 8.3 части XI «Электрическое оборудование», а сечения кабелей должны выбираться в соответствии с 16.8.2 части XI «Электрическое оборудование». Электрические кабели, проложенные в местах, подверженных воздействию морской воды, должны быть снабжены эффективной защитой от механических повреждений .

6.3.3.4 Защита механических компонентов .

Для защиты механических деталей, в том числе корпусов компонентов, должна быть предусмотрена подходящая система защиты, ограничивающая частоту вращения и крутящий момент на приводном двигателе. Необходимо продумать средства удержания обломков, которые могут образовываться при серьезном повреждении приводного двигателя вследствие повышения частоты вращения при неконтролируемом вытравливании цепи, особенно если в качестве приводного выступает аксиально-поршневой гидравлический двигатель .

–  –  –

Брашпили должны быть оборудованы разобщительными муфтами мекду цепной звездочкой и приводным валом. Муфты с гидравлическим и электрическим приводом сцепления должны иметь возможность ручного расцепления .

6.3.4 Испытания и маркировка .

Брашпили должны проходить освидетельствование инспектором во время производства на заводах-изготовителях на соответствие утвержденной документации и при приемочных испытаниях в соответствии с 5.10.3 части IV «Техническое наблюдение за изготовлением изделий» Правил технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов .

Испытания на борту судна и маркировка брашпилей должны производиться в соответствии с.3.3.2 Руководства по техническому наблюдению за постройкой судов.» .

П ункт 6.3.5.1 заменяется следующим текстом:

«6.3.5.1 Должна быть произведена проверка прочности деталей крепления механизма к судовому фундаменту, в том числе и защиты от волнового воздействия с учетом 1.4.6.1 части VIH «Системы и трубопроводы» (см. 6.3.5.3 — 6.3.5.8). Требование не распространяется на нефтеналивные и навалочные суда, построенные в соответствии с требованиями части XVIII «Общие правила по конструкции и прочности навалочных и нефтеналивных судов» и части XIX «Дополнительные требования к контейнеровозам и судам, перевозящим грузы преимущественно в контейнерах»).» .

РОССИЙСКИЙ МОРСКОЙ РЕГИСТР СУДОХОДСТВА

–  –  –

Приложение(я):

текст изменений к частям VI «Противопожарная защита», VII «Механические установки», IX «Механизмы», X «Котлы, теплообменные аппараты и сосуды под давлением» и XVII «Дополнительные знаки символа класса и словесные характеристики, определяющие конструктивные или эксплуатационные особенности судна» Правил классификации и постройки морских судов Генеральный директор К.Г. Пальников

Текст ЦП:

Настоящим информируем, что в части VI «Противопожарная защита», VII «Механические установки», IX «Механизмы», X «Котлы, теплообменные аппараты и сосуды под давлением» и XVII «Дополнительные знаки символа класса и словесные характеристики, определяющие конструктивные или эксплуатационные особенности судна» Правил классификации и постройки морских судов, 2018, НД № 2-020101-104 вносятся изменения, приведенные в приложении к настоящему циркулярному письму .

Необходимо выполнить следующее:

1. Руководствоваться положениями настоящего циркулярного письма при рассмотрении и одобрении технической документации судов .

2. Довести до сведения инспекторского состава подразделений PC, а также заинтересованных лиц в регионе деятельности PC содержание настоящего циркулярного письма .

Перечень измененных и дополненных пунктов/глав/разделов (для указания в Листе учета ЦП (форма 8.3.36)):

часть VI: таблица 3.1.2.1, пункты 3.2.3.6, 3.12.1;

часть VII: пункты 2.1.8, 3.3.1, 4.5.11, 4.5.13.3;

часть IX: пункты 9.1.1, 9.5.1;

часть X: глава 1.8, пункт 1.8.2;

часть XVII: пункты 3.5.2.2.4, 3.5.3.3.2, 3.5.3.3.3, 3.5.3.3.4, 3.5.3.3.8, 3.6.2.2.1, 3.6.3.3.2, 3.6.3.3.3, 3.6.3.3.8, 3.6.3.6.4 (812) 312-39-85 Отдел 313 И сполнитель: Шведова Е.А .

–  –  –

Таблица 3.1.2.1. Сноска 15 дополняется следующим текстом:

«Не требуется для рыболовных судов валовой вместимостью менее 500» .

Пункт 3.2 .

3.6. В четвертом абзаце слово «ледых» заменяется на «ледовых»

(касается только русской версии Правил) .

Пункт 3.12.1 дополняется следующим текстом:

«Положения настоящей главы не распространяются на рыболовные суда» .

–  –  –

Пункт 2.1.8 дополняется абзацем следующего содержания:

«Другая скорость может быть установлена для судов, предназначенных для плавания в географически ограниченных районах при обеспечении достаточной скорости для сохранения управляемости судна в грузу» .

Пункт 3.3 .

1. В первом абзаце текст «в машинное помещение или пост управления»

заменяется следующим (касается только русской версии Правил):

«в то место в машинном помещении или посту управления» .

Пункт 4.5.11 заменяется следующим текстом:

«4.5.11 На рыболовных судах валовой вместимостью более 1000 допускается наличие одного выходного пути из машинных помещений категории А при условии, что он обеспечивает непосредственный выход на открытую палубу, помещение посещается периодически и максимальное расстояние до выходной двери (люка) от постов управления оборудованием, находящимся в помещении не превышает 5 м. На грузовых судах валовой вместимостью менее 1000 по согласованию с Регистром допускается наличие одного выходного пути из машинных помещений категории А с учетом ширины и расположения верхней части помещения. Выходной путь на таких судах может не оборудоваться выгородкой, требуемой в 4.5.10.1» .

Пункт 4.5 .

13.3 после текста «на всем их протяжении» дополняется следующим текстом:

«за пределами помещения рулевого привода» .

–  –  –

Пункт 9.1.1 дополняется следующим текстом:

«Требования 9.2.2, 9.2.3 применимы к двигателям, работающим на газе с максимальным рабочим давлением газа более, чем 1,0 МПа» .

Пункт. 9.5.1 дополняется следующим текстом:

«Для двигателей, работающих на газе с максимальным рабочим давлением газа не более, чем 1,0 МПа допускается применение других конструктивных решений при условии предоставления обосновывающих расчетов или экспериментальных данных» .

–  –  –

Глава 1.8. Название главы заменяется следующим текстом:

«1.8 КОТЕЛЬНЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ» .

Пункт 1.8 .

2 исключается .

ЧАСТЬ XVII. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗНАКИ СИМВОЛА КЛАССА И СЛОВЕСНЫЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ИЛИ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СУДНА

Пункт 3.5.2.2.4 заменяется следующим текстом:

«3.5.2.2.4 В случае применения устройства для уменьшения выбросов NOx, оно рассматривается как компонент двигателя. В случае использования системы снижения выбросов NOx с помощью селективных каталитических реакторов (СКР) необходимо руководствоваться резолюцией ИМО МЕРС.291 (71)» .

Пункт 3.5.3.3.2. заменяется следующим текстом:

«3.5.3.3.2 Для предотвращения попадания пролитого груза за пределы грузовой зоны на грузовой палубе должен быть предусмотрен непрерывный комингс, простирающийся от борта до борта и от точки 0,2L, в нос от миделя до конца кормовой части грузовой палубы с размерами по высоте, приведенными в табл .

3.5. 3. 3.2» .

Таблица 3.5 .

3.3.2.

Заголовок графы «Минимальные высоты непрерывных комингсов» заменяется на:

«Размеры по высоте непрерывных комингсов»;

в последней графе таблицы значения кормовой части грузовой палубы для судов дедвейтом 100000 т и более заменяются на «0,30 м» .

П ункт 3.5.3.3.3 заменяется следующим текстом:

«3.5.3.3.3 Для сбора возможных разливов груза в ходе грузовых операций главная палуба в грузовой зоне должна быть оборудована системой для сбора разлитого на палубу груза с накоплением его в сборном или отстойном танке .

Сбор разлитого на палубу груза может выполняться с помощью специального насоса и трубопроводов, расположенных в грузовой зоне или путем прямого дренажа самотеком через специально предусмотренные трубопроводы. В системе должны быть предусмотрены средства удаления остатков груза из трубопроводов после проведения операций по сбору разлитого на палубу груза .

Автоматический дренаж самотеком должен быть задействован в течение грузовой операции, когда возможен разлив груза, и не должен осуществляться в обычных условиях при следовании в море. Для осуществления дренажа самотеком каждый трубопровод палубной системы должен быть оборудован ручным запорным клапаном, открытым только при проведении грузовых операций, и автоматически открывающимся шпигатом» .

Пункт 3.5.3.3.4 заменяется следующим текстом:

«3.5.3.3.4 На нефтеналивных судах, химовозах и наливных судах для ВЖВ в местах подсоединения грузовых шлангов к грузовым манифольдам должны быть предусмотрены поддоны, оборудованные трубопроводами для дренажа утечек в сборный или отстойный танк .

Поддоны должны иметь следующие минимальные размеры:

длина поддона должна быть такой, чтобы грузовой манифольд не выступал за пределы поддона в корму и в нос;

ширина — не менее 1,8 м, при этом поддон должен простираться, по крайней мере, на 1,2 м за пределы фланца манифольда;

минимальная глубина — 0,3 м» .

Пункт 3.5 .

3.3.8. В первом абзаце слово «трубопроводов» заменяется на «манифольдов»;

вводится второй абзац следующего содержания::

«Данные требования не распространяются на места расположения приемных манифольдов топлива и масла, предусмотренные в общем районе вместе с грузовыми манифольдами, места расположения которых уже должны быть снабжены поддонами в соответствии с 3.5.3.3.4» .

Пункт 3.6.2.2.1 заменяется следующим текстом:

«Соответствие требованиям должно быть подтверждено согласно 3.5.2.2.1 и 3.5.2.2.9 - 3.5.2.2.10» .

Пункты 3.6 .

2.2.2 - 3.6.2.2.4 исключаются .

Пункт 3.6 .

3.3.2. Текст «палубной шпигатной» исключаются .

Пункт 3.6.3.3.3 заменяется следующим текстом:

«3.6.3.3.3 На нефтеналивных судах, химовозах и наливных судах для ВЖВ в местах подсоединения грузовых шлангов к грузовым манифольдам должны быть предусмотрены поддоны с размерами и трубопроводами в соответствии с 3.5.3.3.4» .

Пункт 3.6.3.3.8 заменяется следующим текстом:

«3.6.3.3.8 В дополнение к требованиям, указанным в 3.5.3.3.8, места на открытой палубе в районах приемных манифольдов топлива и масла должны быть оборудованы системой сбора разлитого на палубу топлива и масла с накоплением их в сборном или отстойном танке .

Сбор разлитого на палубу топлива и масла может выполняться с помощью специального насоса и трубопроводов, расположенных в районах приемных манифольдов топлива и масла, или путем прямого дренажа самотеком через специально предусмотренные трубопроводы .

Автоматический дренаж самотеком должен быть задействован в течение бункеровочной операции, когда возможен разлив топлива и масла. Для осуществления дренажа самотеком каждый дренажный трубопровод палубной системы должен быть оборудован ручным запорным клапаном, открытым только при проведении бункеровочной операции, и автоматически открывающимся шпигатом» .

Пункт 3.6.3.6.4. Второй абзац заменяется текстом следующего содержания:

«При эксплуатации судна в особых районах, определенных в соответствии с поправками к Приложению IV к МАРПОЛ 73/78 в резолюции ИМО МЕРС.200(62), вышеуказанная установка должна иметь типовое одобрение в соответствии с резолюцией ИМО МЕРС.227(64), включая положения 4.2 указанной резолюции» .

Российский морской регистр судоходства

–  –  –

НД 2-020101-104






Похожие работы:

«Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2 (2014 7) 280-287 ~~~ УДК 544.3:546.1:669.053 О возможности эффективного извлечения хлора из хлорида кальция бромоводородом Е.О. Зайцева*, А.Д. Кустов, О.Г. Парфенов Институт химии и химической технологии СО РАН Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 24 Received...»

«УТВЕРЖДАЮ И.о. директора ИПР В.С. Рукавишников "" 2016 г. БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ СИСТЕМНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА ТЕРРИТОРИИ Направление ООП 21.04.02 "Землеустройство и кадастры" Профиль подготовки "Управление земельными ресурсами" Квалификация (степень) Магистр Базовый учебный план приема...»

«УДК 574 Экологический анализ диатомовых отложений оз. Ханка. Кабаева Валерия Евгеньевна бакалавр 4 курса кафедры туризма и экологии Владивостокский Государственные Университет Экономики и Сервиса (ВГУЭС) Россия. Владивосток В данной статье рассматривается экологический анализ диат...»

«ISSN 0869-4362 Русский орнитологический журнал 2010, Том 19, Экспресс-выпуск 584: 1239-1242 О заселении малой пестрогрудкой Tribura (Dumeticola) davidi восточной окраины Азии: новое, недавнее и изолированное, местонахождение на крайнем западе Уссурийского края А.А.Назаренко 1)...»

«Перестройка: двадцать лет спустя (Доклад Горбачев-Фонда) Москва 2005 год gorbachev.indd 401 03.03.2005 17:30:08 ПРОРЫВ К СВОБОДЕ • ПРИЛОЖЕНИЕ Н а протяжении веков российское государство занимало далеко не последнее место на карте мира. И все-таки в XX веке вклад России в мировую историю оказался б...»

«тов, например, мороженое с использованием натуральных сливок из коровьего молока, сахара, а из стабилизаторов муки или крахмала. С другой стороны, традиционные виды сырья в настоящее время могут быть подвержены нежелательному влиянию мно...»

«Выполненные эксперименты и сравнение полученных результатов с литературными данными позволяют сделать следующие выводы: В ходе исследований установлены видовые различия в накоплении химических элементов водными растениями. Аккумулирующая способность Lemna minor L., Ceratophyllum demersum L., Spirodela polyrr...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г . ЧЕРНЫШЕВСКОГО Кафедра общей геологии и полезных ископаемых "Оценка загрязнения...»

«Инженерный вестник Дона, №4, ч.2 (2014) ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2014/2646 Экспериментальная установка для исследования способности управления ультразвуковым пучком при его прохождении через слоистые среды Е.Г. Домбруго...»

«147 [46] СТРОГАНОВ Николай Сергеевич Строганов Николай Сергеевич (1902 1982) – известный ученый, гидробиолог, профессор МГУ им. Ломоносова. Заслуженный деятель науки РСФСР. Строганов Н.С. родился 25 декабря 1902 года в большой крестьянской семье в д. Акулово Дмитровского района Московской области. Жизнь Строганова Н.С. в документах...»

«Министерство образования Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Кафедра экологии и зоологии Общая экология Методические указания к семинарским занятиям Ярославль 2002 ББК Е9я73 Т99 Составитель: проф. Н.Н. Тятенкова Основы физиологии человека и животных: Метод. указа...»

«Секция "ОПАСНЫЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И ПРОЦЕССЫ" информационные технологии в гидрометеорологии и смежных с ней областях : тез. докл. Второй науч.-практ. конф. (21–23 нояб. 2017 г.). Обнинск, 2017. 2017. С. 53–54.2. Лощенко К. А., Латышева И. В. Региональная типизация синоптич...»

«ОСТРОВНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ И ВИДООБРАЗОВАНИЕ У ВРАНОВЫХ ПТИЦ В ВОСТОЧНОЙ АЗИИ А. П. Крюков, Л. Н. Спиридонова Острова традиционно служат моделями для изучения эволюционных процессов (Wallace, 1880). Близкие к современным очертания восточной окраины Северной Азии начали формироваться в миоцене в результате возникновения Японской и Курильской островны...»

«ПОТЕРИ НАУКИ Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. Самарская Лука. 2009. – Т. 18, № 1. – С. 230-236. УДК 59(092)+597.6+598.1 ВАЛЕРИЙ ИОСИФОВИЧ ВЕДМЕДЕРЯ (1946–2008) © 2009 А.И. Зиненко Музей природы Харьковского Национального Университета им. В.Н. Каразина, г. Харьков (Украина) zinenkoa@yah...»

«Отделение Пенсионного фонда РФ по Республике Мордовия Новая отчетность в ПФР: "Сведения о страховом стаже застрахованных лиц" (СЗВ-СТАЖ), "Сведения по страхователю, передаваемые в ПФР для ведения индивидуального (персонифицированного) уче...»

«Вестник НПУА. “Химические и природоохранные технологии”. 2016. №1 УДК 631.4 ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ РЕЗИНОСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ А.А. Исаков Национальный политехнический университет Армении Рассмотрены вопросы переработки органических резиносодержащих промышленных и бытовых отходов для по...»

«Труды БГУ 2010, том 4, выпуск 2 Обзоры УДК 547.944/945 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ВЫДЕЛЕНИЯ АЛКАЛОИДОВ ИНДОЛЬНОГО РЯДА ИЗ ЛИСТЬЕВ CATHARANTHUS ROSEUS С.Н. Ромашко, О.В. Молчан, В.М. Юрин Белорусский Государственный Университет, Минск, Республика Беларусь Введение Несмотря на успехи промышленного синтеза фармакологиче...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.