Reductoare navale

7/27/2019 Reductoare navale

1/17

MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI

133

Cap. 7. Reductoare cu roti dintate utilizate la

liniile de arbori navale

7.1.Tipuri de instalatii de propulsie navale cu transmisie prin reductor

Instalatiile de propulsie cu transmisie prin reductor s-au realizat

ndeosebi cu masini de propulsie de tipul motoarelor semirapide, iar n unelecazuri (nave militare de mare viteza) si cu motoare rapide. In ultimii ani, n

cadrul acestor instalatii de propulsie navale s-au utilizat si motoare lente,

turatia propulsorului ajungnd la 50 60 rot/min. La aceste instalatii de

propulsie se introduce n plus fata de cele cu transmisie directa, reductorul

(reductoarele, n cazul instalatiilor de propulsie cu mai multe linii de arbori)

si cuplajele.

Masina de propulsie poate fi amplasata paralel cu planul diametral

sau n planul diametral al navei, pe un postament mai nalt.

Instalatiile de propulsie navale cu mai multe masini de propulsie

cuplate prin intermediul unui reductor la o singura linie de arbori se

utilizeaza, n general, la navele mici (sub 10000 tdw). Pentru navele maimari, sau la navele cu putere instalata mare, se vor utiliza mai multe linii de

arbori.

Fig. 7.1.

Fig. 7.2.


2/17


134

Fig. 7.3.

Fig. 7.4.

In fig. 7.1 este prezentata schema unei instalatii de propulsie cu omasina de propulsie, arborele cotit al masinii si linia de arbori sunt situate pe

directii paralele.

In fig. 7.2 este prezentata tot o schema a unei instalatii de propulsie

cu o masina de propulsie, flansa de cuplare a arborelui cotit si linia de arbori

fiind coaxiale.

In fig.7.3 este prezentata schema unei instalatii de propulsie cu doua

motoare de propulsie, tata si fiu, cu turatii diferite. Aceste tipuri de

instalatii de propulsie sunt utilizate pe navele de pescuit. In timpul navigatiei

libere, toata puterea furnizata de motoare este transmisa la elice. Cnd aparconsumuri energetice suplimentare, motorul fiu completeaza puterea

furnizata de motorul tata sau generatorul electric de arbore. Pentru a face

posibila cuplarea sau decuplarea motoarelor de la reductorul de turatie, se

utilizeaza cuplaje elastice.

In fig. 7.4 este prezentata o instalatie de propulsie cu doua masini de

propulsie cuplate la reductor coaxial prin intermediul unui pinion. Cele doua

motoare de propulsie sunt cuplate la reductorul de turatie prin intermediul

cuplajelor elastice.


3/17


135

In fig. 7.5, instalatia de propulsie este prevazuta tot cu doua motoare,

dar de aceasta data cuplate la reductor prin doua pinioane. Distanta dintre

motoare si mecanismele aferente, n comparatie cu schema prezentata n fig.

7.4., fiind mai mare.

Fig. 7.5.

Fig. 7.6.

Fig. 7.7.


4/17


136

Fig. 7.8.

Fig. 7.9.

Fig. 7.10.

In fig. 7.6 este prezentata o instalatie de propulsie navala n care cele

doua motoare de propulsie se afla cuplate la reductor de aceiasi parte a axei


5/17


137

liniei de arbori. Aceasta conceptie este foarte des ntalnita n constructiile

navale. In aceasta situatie, toti arborii sunt amplasati la acelasi nivel.

Instalatia de propulsie cu doua pinioane si doua roti ngemanate (fig.

7.7) este utilizata atunci cnd distantele dintre rotile dintate trebuie sa fie

corelate cu dimensiunile principale ale motoarelor, privind valoarea naltimii

acestora, datorita spatiului permis n compartimentul de masini.

In fig. 7.8 este prezentata o instalatie de propulsie cu trei motoare depropulsie, un motor fiind situat deasupra liniei de arbori. Aceasta asezare este

tipica pentru instalatiile de propulsie la care postamentul motorului poate fi

amplasat n pupa navei, n apropierea peretelui picului pupa.

In fig. 7.9 este prezentata o instalatie de propulsie cu patru motoare

de propulsie, motoarele fiind doua cte doua coaxiale. Acesta solutie

prezinta costuri mai ridicate n comparatie cu cea prezentata n fig. 7.10,

deoarece angrenarea va fi mai lenta, reducnd eficienta instalatiei. Instalatia

de propulsie din fig. 7.10 are tot patru motoare de propulsie si patru pinioane,

cele doua motoare dinspre pupa navei avnd postamentele mai apropiate

dect n situatia anterioara. Toate cele patru motoare sunt cuplate la

reductorul de turatie prin cuplaje elastice.In figurile 7.11-7.14 sunt prezentate diverse variante constructive de

prize de putere pentru cuplarea la reductoarele de turatie a diversilor

consumatori de putere (generatoare electrice de arbore, pompe,).

Fig. 7.11.


6/17


138

Fig. 7.12.

Fig. 7.13.

Fig. 7.14.


7/17


139

7.2. Clasificarea reductoarelor navale

Reductoarele utilizate n domeniul naval se pot clasifica astfel :

- dupa raportul de transmisie ;- dupa momentul transmis ;- din punct de vedere constructiv.

Dupa valoarea momentului transmis, vom ntalni :a) reductoare de moment redus se folosesc pentru instalatiile de propulsie

cu putere redusa (pna la 150 250 kW), n acest caz raportul de

transmisie este situat n limitele 5...5,2=i ;

b) reductoare de moment mediu se utilizeaza n componenta instalatiilorde propulsie cu motoare semirapide sau chiar lente, raportul de transmisie

realizat fiind 5,4...5,1=i ;

c)

reductoare de moment mare se folosesc pentru instalatiile de propulsienavale cu turbine, raportul de transmisie realizat fiind 60...5=i

Fig. 7.13.


8/17


140

Din punct de vedere constructiv, reductoarele pot fi :

a) cu roti dintate cilindrice avnd dantura exterioara ;b) cu roti dintate cilindrice avnd dantura exterioara si interioara ;c) cu roti dintate conice ;d) cu un arbore conducator la intrare si un arbore condus la iesire ;e) cu un arbore conducator la intrare si mai multi arbori condusi la iesire ;f) cu mai multi arbori conducatori la intrare si mai multi arbori condusi la

iesire.In continuare vor fi prezentate principalele tipuri de reductoare utilizate n


9/17


instalatiile de propulsie navale.

Fig. 7.14.

Fig. 7.15.

141


10/17


142

Fig. 7.16.

Fig. 7.17.

Reductorul prezentat n fig. 7.13, de o constructie simpla, cu o treapta

de reducere, este cu roti dintate cilindrice cu dantura exterioara si are

ncorporat lagarul de mpingere. Arborele condus nu are acelasi sens derotatie fata de arborele conducator si se afla n acelasi plan orizontal (axa

longitudinala a motorului si axa liniei de arbori sunt dezaxate pe orizontala).Dantura rotilor este de obicei nclinata iar lagarele sunt de regula de tipul

rulmentilor. Aceste reductoare se folosesc pentru instalatii de propulsie

navale de mica putere si au raportul de transmisie 5...5,1=i .

In fig. 7.14 este prezentat un reductor asemanator celui din fig. 7.13,

are de asemenea ncorporat lagarul de mpingere, iar arborele conducator si

arborele condus se afla n acelasi plan vertical (axa longitudinala a motorului

si axa liniei de arbori sunt dezaxate pe verticala).

Un reductor foarte des ntalnit este prezentat n fig. 7.15, la care

miscarea de la arborele conducator (pinionul arborelui conducator) setransmite prin mai multe pinioane satelit. In acest caz solicitarile danturii sunt

mult mai mici. Sensul de rotatie al arborelui condus este invers sensului de

rotatie al arborelui conducator. La acest tip de reductor distanta dintre axa

arborelui si axa arborelui conducator este zero (arborele condus este coaxial

cu arborele conducator).

In cazul instalatiilor de propulsie navale se folosesc n mod frecvent

reductoare cu doua trepte de reducere (fig. 7.16 si fig. 7.17). Aceste tipuri de

reductoare, construite si la Renk-Resita, au nglobat un cuplaj de frictiune


11/17


143

care permite cuplarea si decuplarea motorului si au un raport de transmisie

.5...3=i

In fig. 7.18 este prezentat un reductor de tipul cu mai multi arbori

conducatori si mai multi arbori condusi. Aceste tipuri de reductoare se

utilizeaza n cadrul instalatiilor de propulsie navale cu mai multe motoare de

propulsie. La iesirea din reductor exista un arbore principal pentru actionarea

propulsorului si mai multi arbori secundari necesari pentru actionarea unor

agregate auxiliare (pompe, generatoare electrice de arbore,). La acest tip de

reductor vom ntlni :

- doi arbori conducatori si trei arbori condusi ;- cuplaje de frictiune, ce permit obtinerea mai multor regimuri de

functionare (motorul din Bb functioneaza iar cel din Tb este oprit,

motorul din Bb este oprit iar cel din Tb functioneaza, functioneaza

ambele motoare).O problema importanta n cazul acestor reductoare este cea a

distantei (fig. 7.19), pentru cuplarea masinilor de propulsie.1L

Fig. 7.19.


12/17


144

Conform R.N.R. :

2121

12

22

2 DDDD

L +=+= .

Daca iD

D=

1

2 , atunci

( ) mm lBiDL +=+= 111 .

Rezulta

i

lBD mm

+

+=

11 .

In relatiile de mai sus, s-au facut urmatoarele notatii :

1D - diametrul rotii dintate a arborelui condus ;

2D - diametrul rotii dintate a arborelui conducator ;

ml - distanta dintre motoare (trebuie sa fie de cel putin 0.6 m, conform

normelor R.N.R.) ;

mB - latimea batiului motorului de propulsie.

3. Alegerea reductoarelor de turatie navale

Alegerea reductoarelor din componenta instalatiilor de propulsie

navale se face n functie de doua marimi :

- fnPA me= - raportul de transmisie realizat

n

ni m= ,

unde

- eP , [CP], - puterea efectiva a motorului de propulsie ;- mn , [rot/min], - turatia motorului ;


13/17


145

- n , [rot/min], - turatia arborelui condus (arborele intermediar sauportelice) ;

- f - factor de corectie care depinde de tipul navei (destinatia naveirespectiv de clasa ei de gheata) si de registrul naval de clasificatie sub

care se preiecteaza nava (instalatia de propulsie).In prospectele reductoarelor sunt indicate o serie de grafice, cum este

si cel prezentat n fig. 7.20, dupa care se alege reductorul dorit.

Fig. 7.20.

Fig. 7.21.


14/17


146

Din diagrama prezentata, n functie de marimea A (de exemplu

A=34.5) si de valoarea raportului de transmisie I (de exemplu i=3.05), va

rezulta un punct situat ntre curbele 1000 si 1120. Se alege numarul 1000 (n

exemplul ales, reductorul ales este HSCZ-1000). Cu numarul ales se intra

ntr-un tabel (tabelul 7.1), din care rezulta caracteristicile reductorului ales

(fig. 7.21) (lungimea A, latimea de constructie H, masa, diametrul flansei decuplare la arborele condus,).

Tabelul 7.1.


15/17


147

7.4. Instalatia de ungere si racire a reductoarelor navale

Reductoarele navale au instalatie separata de ungere cu ulei de

vscozitate diferita de a celui utilizat la masina de propulsie. De asemenea,

rolul instalatiei de ungere este si de a elimina un debit de caldura.

Fig. 7.22. Instalatia de ungere a unui reductor.

In fig. 7.22 este prezentata schema unei instalatii de ungere a unui

reductor, avnd urmatoarele elemente componente :

1 rezervor de ulei peentru sistemul de ungere al reductorului ;

2 filtre grosiere ;

3, 3 pompe de ulei ;


16/17


148

4 filtre fine ;

5 termoregulator ;

6 schimbator de caldura ;

7 rezervor gravitational de ulei ;

8 conducta de ungere ;

9 conducta de preaplin.

In cazul n care pompa 3 nu functioneaza, pentru recirculareauleiului se pune n functiune pompa de rezerva 3. La unele reductoare de

putere mai mica poate sa existe o legatura directa pentru ungere (10).

Instalatia de ungere a reductoarelor este prevazuta cu urmatoarele

aparate de masura si contrul : indicatoare de nivel la rezervoarele de ulei,

manometre pentru indicarea presiunii nainte si dupa filtre, termometre

nainte si dupa schimbatorul de caldura (racitor).

Fig. 7.23. Instalatie de ungere a reductoarelor navale.


17/17


149

La unele instalatii de ungere a reductoarelor navale mai exista si filtre

magnetice pentru retinerea particulelor metalice fine.

In fig. 7.23 este prezentata o alta schema de instalatie de ungere a

reductoarelor navale. Elementele componente ale instalatiei sunt : 1- ventil de

nchidere ; 2- ventil de suprapresiune ; 3- pompa de ulei; 4- sorb de ulei ; 5-

circuit de racire cu apa a uleiului de ungere ; 6- filtru de ulei si racitor de

ulei ; 7- pompa de pornire si de rezerva ; 8- electromotor de actionare apompei de rezerva.

In timpul functionarii normale, uleiul de ungere este antrenat prin

intermediul pompei de ungere antrenate de la priza de putere a reductorului.

Cnd pompa 3 se defecteza, automat pompa de rezerva 7 intra n functiune.

Deoarece la pornire turatia furnizata de motorul de propulsie este scazuta,

intra n functiune pompa de pornire 7, deoarece presiunea asigurata de pompa

antrenata de la priza reductorului este scazuta. Cnd presiunea uleiului ajunge

la aproximativ 0.6 kgf/cm2, pompa de ulei antrenata de la reductorul de

turatie intra automat n functie, pompa 7 fiind decuplata. Instalatia de ungere

este simpla sau dubla cu mari performante.

Documents

Reductoare navale