Дейдвудные подшипники

Опорные подшипники дейдвуда в основном воспринимают вес гребного винта и вала. При использовании неметаллических дейдвудных подшипников облицовка гребного вала, выполненная из бронзы БрОЦ 102, работает по набору из бакаута, древеснослоистого пластика (ДСП), текстолита, резинометаллических и капролоновых пластин. Они должны эксплуатироваться только при принудительной подаче воды через подшипники для смазывания трущихся поверхностей и отвода от них теплоты, образующейся при трении.

Дейдвудные подшипники помещают в дейдвудные втулки, которые обычно изготавливают из латуни или бронзы. Чаще применяют две дейдвудные втулки, причем кормовая длиннее, так как воспринимает большее усилие от массы винта.

Ранее для изготовления дейдвудных подшипников в качестве антифрикционного материала широко использовали бакаут. Это гваяковое (железное) дерево, растущее в Южной Америке, с диагональным (косым) переплетением волокон, трудно поддающихся расщеплению, содержит до 30 % смолистых веществ, обладает хорошими антифрикционными свойствами при трении с металлом в воде при температуре до 50 °С. Бакаут также устойчив к обычному неабразивному изнашиванию и не загнивает. При попадании в подшипники твердых частиц изнашивание бакаута значительно ускоряется, поэтому при плавании на мелководье требуется значительная прокачка дейдвуда забортной водой. Бакаут выдерживает ограниченную удельную нагрузку до 0,3 МПа, поэтому длина дейдвудных подшипников сравнительно большая. Потребность в бакауте изза интенсивного роста мирового судостроения удовлетворялась не полностью, что вынуждило применять заменители, которые по своим качествам подходят для этой цели.

Из всех заменителей получили широкое распространение подшипники, изготовленные из капролона  термопластического материала, получаемого низкотемпературной полимеризацией синтетических компонентов. Капролон изза более высоких, чем у бакаута, прочностных характеристик выдерживает удельные нагрузки до 1 МПа, его коэффициент трения по бронзовой облицовке гребного вала близок к коэффициенту трения бакаута. При прекращении подачи воды к подшипнику и повышении температуры капролон выдерживает температуру до 140-150 °С, после чего он начинает постепенно подплавляться. Расплавленный капролон служит смазкой для облицовки, поэтому подшипники не разрушаются. Капролон обладает значительной устойчивостью к изнашиванию и истиранию, антикоррозионной стойкостью и др. С учетом этих свойств он применяется в качестве антифрикционного материала в дейдвудных подшипниках крупнотоннажных судов. Капролон также широко используется в судоремонте как заменитель бакаута.

Опорные подшипники дейдвуда с металлической заливкой существенно отличаются от неметаллических конструктивно и при эксплуатации. Рассмотренные типы подшипников обладают рядом недостатков, среди которых работа в условиях полужидкостного трения, разрушение облицовок гребного вала, большие размеры подшипников и т. п. Эти обстоятельства заставили пересмотреть конструкцию дейдвудных устройств для крупнотоннажных судов и перейти на подшипники с металлической заливкой и масляной смазкой под давлением. Такие типы уплотнений изготовляются рядом зарубежных фирм. У нас в стране освоен выпуск уплотнений "Симплекс" и "Нептун", которые устанавливаются на судах отечественной постройки.

Отличительные особенности металлических дейдвудных подшипников с масляной смазкой:
меньший коэффициент трения и, следовательно, меньшая потеря мощности по сравнению с подшипниками на водяной смазке с обычной сальниковой набивкой;
гребной вал работает в масляной ванне и поэтому не требуется его защита дорогостоящими облицовками;
меньше зазоры в подшипниках, что ограничивает неблагоприятные динамические явления, вызываемые колебаниями валопровода;
нет непосредственного контакта уплотнения с валом и, следовательно, вал не изнашивается уплотнительными элементами;
не требуется производить регулировку уплотнения в эксплуатации в отличие от обычных сальников, которые нужно время от времени поджимать для уменьшения пропусков воды.

Рис. 1. Дейдвудное устройство с баббитовыми подшипниками, масляной смазкой под давлением и концевыми уплотнениями Симплекс
Увеличить рисунок

В перспективе предполагается, что применение уплотнений подшипников с масляной смазкой даст возможность использовать для судовых гребных валов подшипники новых типов, в том числе и подшипники качения.

Основным недостатком в работе данного уплотнения является возможность утечки смазочного масла за борт. В нормальном рабочем состоянии допустимые суммарные протечки масла составляют 1015 л/сут.

На судах морского флота наибольшее распространение получило дейдвудное устройство с баббитовыми подшипниками и концевыми уплотнениями "Симплекс" (рис. 1). В дейдвудную трубу 1 запрессованы две втулки подшипника, выполненные из ковкого или серого чугуна. Втулки носового 2 и кормового 3 подшипников залиты баббитом на свинцовой основе, что улучшает их работу при попадании воды. К дейдвудной трубе со стороны кормового фланца крепится корпус кормового уплотнительного сальника 4, со стороны носа  корпус носового уплотнительного сальника 7. К подвижным деталям относится гребной вал, который вращается в подшипниках, на конце вала на ступице 6 насажен винт. Втулка 5 кормового сальника крепится к ступице винта, а втулка 8 носового сальника  к зажимному кольцу. На рис. 2 показана смазка дейдвуда. Масло к подшипникам подается по трубопроводу 2 самотеком из масляной цистерны 3, расположенной на 34 м выше ватерлинии 1, а сливается в сточную цистерну по трубопроводу 4.

Рис. 2. Смазочная система носового сальника и дейдвудной трубы с естественной циркуляцией
Увеличить рисунок

Устройство кормового сальника показано на рис. 3. Неподвижный корпус 2 крепится своим фланцем к дейдвудной трубе винтами 3. К корпусу со стороны носа и кормы крепятся крышки 1 и 4, которыми плотно прижимаются края двух сильфонных манжет 8 и 6 из водомаслостойкой резины. В средней части сильфонные манжеты крепятся с помощью направляющего кольца 7, которое со стороны вала имеет баббитовую заливку. В кольце расположен вертикальный канал для подвода масла к трущейся поверхности. Кольцо свободно сидит на втулке 10 из хромистой стали. Втулку надевают на гребной вал и крепят к ступице гребного винта масловодонепроницаемой прокладкой из паронита.

Рис. 3. Кормовой сальник
Увеличить рисунок

Со стороны кормы к направляющему кольцу крепится уплотнительная манжета 9, которая защищает кормовую сильфонную манжету от грязи и действия других механических примесей, содержащихся в воде. Рабочие поверхности манжет прижаты к втулке спиральными пружинами 5. При просадке вала уплотнение не нарушается, так как благодаря наличию направляющего кольца с баббитовой заливкой, перемещающегося вместе с валом, концы манжет остаются по отношению к валу концентричными. Так как кормовой сальник омывается забортной водой, его не нужно охлаждать. Давление масла в дейдвудной трубе должно быть на 0,03 - 0,04 МПа больше давления, создаваемого забортной водой на наружную кормовую манжету.

Носовой уплотнительный сальник служит для предотвращения попадания масла дейдвудного устройства в льяла машинного отделения и проникновения грязи в подшипники дейдвуда. Сальник находится в машинном отделении или тоннеле гребного вала, он охлаждается окружающим воздухом и частично маслом системы смазки. Уплотнение смазывается от масляного бачка, расположенного на высоте 1 м над ним. Масло из бачка вместимостью 1,5 л поступает по трубопроводу в сальник и, нагреваясь, поднимается обратно в бачок.

Рис. 4. Носовой сальник
Увеличить рисунок

Конструктивно носовой сальник отличается от кормового тем, что вместо сильфонных манжет в нем устанавливаются две уплотнительные 6 (рис. 4). Между манжетами находится проставочное кольцо, крышка 5 крепится болтами к неподвижному корпусу 2, который в свою очередь крепится болтами 1 к носовой части дейдвудной трубы. Манжеты прижимаются спиральными пружинами к втулке 4, жестко прикрепленной к разъемнозажимному кольцу 3 из двух половин, стянутому на гребном валу болтами. Смазочная система дейдвудного устройства, показанная на рис. 2, предусматривает естественную циркуляцию масла. Иногда смазочную систему оснащают маслоохладителем и циркуляционным насосом.

Манжеты изготовляют из специальной маслостойкой резины на основе синтетического каучука. В нашей стране изготовляются уплотнения "Симплекс" с резиновыми манжетами из отечественных компонентов, по. качеству наиболее отвечающие требованиям фирмы.

Фирмой "ХовалдтсверкеДойче Верфт" проведены значительные работы по совершенствованию уплотнения "Симплекс" с целью повышения надежности отдельных его элементов и уплотнения в целом. В результате продолжительных стендовых испытаний уплотнительных элементов было создано новое уплотнение, которому присвоили наименование "СимплексКомпакт" (рис. 5). Это уплотнение, по мнению фирмы, надежно герметизирует дейдвудное устройство при давлении забортной воды до 0,3 МПа.

Рис. 5. Кормовой (а) и носовой (б) сальники уплотнения "Симплекс-Компакт"
Увеличить рисунок

Манжеты уплотнения выполнены из материала, стойкого к высоким температурам и обладающего значительно большей долговечностью, чем ранее применяемая резина. Ряд конструктивных решений привели к возможности применить один тип. манжет для носового и кормового сальников, а также обеспечить их легкую замену. Благодаря блочной конструкции отдельных элементов уплотнения любой из сальников можно собрать с двумя, тремя или даже четырьмя манжетами. При этом манжета 1 также выполняет защитные функции уплотнительных манжет 3 и 2, между которыми находится масляная полость.

Загрузить документ в формате PDF

Использованная литература