ассистент, кафедра «Судостроение и энергетические комплексы морской техники»,
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16
Assistant, Department of Ship-building and Energetic Complexes of Marine Engineering,
16 Tatishcheva Str., Astrakhan 414056
доктор технических наук, профессор, кафедра «Судостроение и энергетические комплексы морской техники»,
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16
Dr. Sci. (Technical), Prof., Department of Ship-building and Energetic Complexes of Marine Engineering,
16 Tatishcheva Str., Astrakhan 414056
кандидат технических наук, кафедра «Судостроение и энергетические комплексы морской техники»,
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16
Cand. Sci. (Technical), Department of Ship-building and Energetic Complexes of Marine Engineering,
16 Tatishcheva Str., Astrakhan 414056
Цель. В целях повышения точности расчетов при проектировании системы судового валопровода поставлена задача определения коэффициента жесткости материала дейдвудного подшипника с учетом его геометрических размеров.
Метод. Рассмотрена контактная задача взаимодействия гребного вала с дейдвудным подшипником. Расчеты сводятся к решению контактной задачи балки на упругом основании, моделирующей в расчетной схеме гребной вал и дейдвудный подшипник.
Результат. Приведена характеристика механических и упругих свойств основания Винклера. Составлены формулы для определения составляющих сил упругости и величин деформации. Проведено исследование на специальном приспособлении для определения коэффициента жесткости образцов из капролона. Получена зависимость для определения коэффициента жесткости дейдвудного подшипника с учетом его геометрических размеров и формы. Для исследований были изготовлены две партии образцов вкладышей: образцы различной длины (110, 90, 70 мм) толщиной 7 мм и образцы длиной 110 мм различной толщины (6-7 мм). Образцы сжимались под действием задаваемой нагрузки лабораторным испытательным гидравлическим прессом 6 тип П-125. Величина смещения образцов при сжатии измерялась нутромером согласно ГОСТ 4651-82. Полученные результаты подверглись статистической обработке при доверительной вероятности a = 0,95. По средним значениям результатов исследования построен график зависимости величины сжатия образца от задаваемой нагрузки при различной длине образца. Среднее значение коэффициента жесткости образцов определялось в зоне пропорциональности. При дальнейшем увеличении нагрузки наблюдался нелинейный закон деформации образцов, о чем свидетельствует быстрое изменение длины и формы образцов.
Вывод. Предложенная методика определения коэффициента жесткости дейдвудного подшипника с учетом его размеров позволяет более точно определить характеристику жесткости системы и может быть использована при проектировочных расчетах валопровода судна. Достоверность полученного результата гарантируется строгими математическими выкладками.
Objectives. In order to improve the accuracy of calculations in the design of ship shafting systems, the problem was to determine the stiffness coefficient of the stern bearing material taking into account its geometric dimensions.
Methods. The contact problem of interaction between a propeller shaft incorporating a stern bearing is considered. The calculations are reduced to solving the contact problem of a beam on an elastic base, which simulates a propeller shaft and a deadwood stern bearing in the design scheme.
Results. The characteristics of the mechanical and elastic properties of the Winkler base are given. Formulas are composed for determining the components of the elastic forces and deformation values. A study was carried out using a special device for determining the stiffness coefficient of samples made of caprolon. Dependency was obtained for the determination of the stern bearing stiffness coefficient, taking into account its geometric dimensions and shape. Two batches of sample inserts were made for the investigations: samples of different lengths (110, 90, 70 mm) with a thickness of 7 mm, and samples 110 mm long with various thicknesses (6-7 mm). The samples were compressed under the impact of a defined load by a test laboratory hydraulic press of P-125 type. The values of sample offset during compression were measured by an alesometer according to GOST 4651-82. The results obtained were statistically processed with a confidence level of a = 0.95. Based on the average values of the results obtained, a dependency graph of the sample compression value was plotted against the defined load for different lengths of the sample. The average value of the sample stiffness coefficient was determined in the proportional zone. A nonlinear law of sample deformation was observed during a further load increase, as evidenced by a rapid change in the length and shape of the samples.
Conclusion. The proposed method for determining the stiffness coefficient of the stern bearing, taking into account its dimensions, allows the system's stiffness characteristic to be determined more accurately, and can be used in the design calculations of the ship's shaft. The reliability of the result is assured by rigorous mathematical calculations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.