Võlliliin, ülesanne ,
ehitus, põhiosad ja lühike iseloomustus:Võlliliini ülesanne on
peamasina pöördemomendi
edastamine väntvõllilt sõukruvile.
Sõukruvi
pöörlemisel arendatav tõukejõud kantakse peatugilaagri kaudu
laeva korpusele, mis paneb laeva liikuma..
Võlliliini ehitus, paigutus
laeval ja mõõtmed määrab peajõuseadmete tüüp ja sõukruvide
arv.
Ühe sõukruviga võlliliin:
1.
Dedvudseade 7. Masinaruumi
vaheseina tihend 2. Sõuvõll 8. Peatugilaager
3.
Kandelaager 9. Tugivõll
4. Võllipidur 10. Tugivõlli ja peamasina vahevõll
5.
Vahevõllide kandelaagrid 11.
Peamasin 6. Vahevõllid
Võlliliin
koosneb sõuvõllist , vahevõlli(de)st ja tugivõllist . Vahevõllide
arv ja võlliliini pikkus oleneb laeva
suurusest ja masinaruumi ning
peamasina asetusest laevas .Võlliliini pikkus võib olla 100 m ja
rohkem.
Laeva telgjoone suhtes on võlliliin tavaliselt nurga all kuni 5 o
.
Kahe võlliliiniga laevadel on võlliliinid laeva diametraaltelje
suhtes nurga all kuni 3o
.
Kui peamasin asub laeva
ahtriosas võib sõuvõll olla otseselt ühendatud läbi tugilaagri
peamasina väntvõlliga.
Iga
vahevõll
toetub ühele või kahele kandelaagrile. Tugivõll toetub
tugi-kandelaagrile . Vanematel pika võlliliiniga transportlaevadel
kasutatakse eraldi peatugilaagrit, mille kaudu sõukruvi poolt
arendatav tõukejõud kantakse üle laevakerele. Tänapäeva laevadel
integreeritakse peatugilaager reeglina peamasina või
peaülekandemehhanismiga (reduktoriga). Võlliliini pikkuse täpseks
sobitamiseks ehitamise ajal kasutatakse vajaliku töötlemisvaruga
vahevõlli (vahetükki ) peamasina ja tugivõlli vahel. Nimetatud
vahetükk on mõeldud ka kaitseelemendina ekstreemkoormustel, mis
purunedes kaitseb kallimaid seadmeid ja osi vigastuste eest.
Sõuvõll läheb läbi võlliliini dedvudtoru , toetub dedvudlaagritele ja ühele
kandelaagrile.
Vanemates
mereveega määritavate dedvudseadmetega laevades tihendati sõuvõlli
laeva sisenemiskoht pehme õliga
immutatud nöörpunutisesttihendiga.
Tänapäeval kasutatakse
põhiliselt kummist
mansett -tihendeid. Õliga määritavaid dedvudseadmeid tihendatakse õlikindlast kummist mansett-
tihendite või täpselt töödeldud ja omavahel kokkusobitatud otspindadega
mehaaniliste tihenditega.
Sõuvõlli kaitsmiseks
elektrokeemilise korrosiooni eest võib ahtripoolsele vahevõllile
olla paigutatud kontaktrõngas laevakerega elektriliselt ühendatud
grafiitharjadega, mis tagavad hea kontakti
laevakere protektorkaitsesüsteemiga.
Pika
võlliliini korral asub võlliliin võllikoridoris, mis on
masinaruumist eraldatud veekindla uksega ja vaheseinaga . Võlliliin
läbib veekindla vaheseina läbi
tihendi . Lekete tõkestamiseks
võlliliini veekindlatest vaheseintest läbiviigukohtades kasutatakse
mitut tüüpi vaheseinatihendeid.
Ahtri poolt võib tihendi
kere sisse olla pressitud pronksvõru. Laagrite läbivajumisel saavad
võllid toetuda sellele pronksvõrule .
Ohutuse
tagamiseks peab võllikoridoris võlliliini kõrval kulgev
teeninduskäik olema vähemalt 500mm lai ning varustatud
võlliliinipoolsete kaitsepiiretega.
Võlliliini fikseerimiseks
seisuasendisse laeva pukseerimisel või remonttööde tegemisel
varustatakse võlliliin lint- või klotstüüpi võllipiduriga.
Laeva ekspluateerimisel
vastavalt laeva laadungile, ilmastikutingimustele jne, töötab
võlliliin väga erinevates sageli muutuvates tingimustes ,
tekitades võlliliinis erinevaid pingeid ja koormusi.
Peamasin
annab läbi võlliliini sõukruvile edasi vahelduvalt muutuva
jõumomendi , mis võrdub Mp = 9554 Ne/ n * ηvl (Nj m ). , kus ηvl on
võlliliini kasutegur.
Vastavalt
laadungi paigutusele ja suurusele või lainetusele toimub vähemal
või
suuremal määral laeva kere
pikki paine . Paine võib tekkida
ka välisõhu ja vee temperatuuri muutusest. Koos laeva kerega toimub
ka pöörleva võlliliini paindumine, mis kutsub esile võlliliinis
paindepinge.
Peamasina pöördemomendi
ülekandel sõukruvile tekivad võlliliini
materjalis tekivad väändepinged.
Väändevõnkumised tekivad
perioodiliselt muutuvast pöördemomendist. Omavõngete ja
sundvõngete perioodide kokkulangemisel võivad tekkida võlliliinis
ohtlikud resonanantsvõnkumised, mis võivad võlliliini purustada.
Ristvõnkumised võivad tekkida võlliliini ebatäpsest töötlusest või materjali tiheduse ebaühtlusest.. Selline võll võib mingitel
pööretel hakata vibreerima, tekitades laagritele täiendavaid
pingeid.
Võlliliini
vibreerimine võib tekkida ka teistel põhjustel, nagu peamasina madalast tasakaalustusastmest ja sõukruvi hüdrodünaamilisest
tasakaalustamatusest . Viimane sõltub sõukruvi
labade sammu
ebaühtlusest, sõukruvi vigastusest ja lainetusest. Sõukruvi
vigastused või kruvi labade arvu mittevastavus antud laevale ja peamasina töö tasakaalustamatus võivad kutsuda esile kogu laeva
kere üldise vibratsiooni.
Võlliliini projekteerimisel
arvestatakse, et võlliliin koos peamasina väntvõlliga moodustab jäika süsteemi , millel peab olema küllaldane vastupidavus
väändevõnkumistele. Võlliliini materjali
valikul arvestatakse ,et tegelik omavõnkesagedus ei tohi ületada arvestuslikku üle 5 %.
Tegelikud võnkesagedused mõõdetakse torsiomeetriga. Mootori
formulaaris on antud mootori töötamise keelatud pöörete diapasoon , kus võib tekkida omavõnkumise ja sundvõnkumise
resonants. Mida lühem ja jäikam on võlliliin, seda väiksem on
võimalus resonantsi tekkimiseks. Ohtike võngete summutamiseks
kasutatakse võlliliinil demfereid. Põhiliselt kasutatakse vedru ja
silikoondemfereid . esimesel juhul kulutatakse tekkiv võnkeenergia
demferi vedrude jäikuse ületamiseks,
kusjuures eraldub
soojus .
Silikoondemferite puhul kulutatakse võngete energia demferi korpuse
ja demferi hooratta vahel asuva silikoonvedeliku hõõrdejõule.
Dempferi põhiosaks
on kere, mille
rumm (
1)
on jäigalt ühendatud väntvõlliga ja omab seega võlli võnkumise
amplituudi. Kere sees silikoonõlis (räniorgaanilised vedelikud,
mille voolavus säilib suures
temperatuurivahemikus – kuni 2500)
on vabalt liikuv summutav mass (
2
)
kolb või ringhooratas , mis püüab säilitada oma võnkumise amplituudi.
Korpuse ja summutava massi vahelise õli hõõrdejõu ületamiseks
saadakse energiat süsteemi väände või pikivõngete summutamisest.
Saadud energia muundatakse soojusenergiaks, mis kantakse üle
silikoonõlile (
3).
1. Dempferi rumm
2. Vabalt pöörlev mass
3. Silikoonõli
1. Õli väljavool
2. Vabalt pöörlev ja aksiaalsuunas
liikumisvõimalusega kolb
3. Mootori võll
4. Kaas
5.
Silinder 6. Õli sissevool
7.Tühjendusava
Võlliliini osade diameetrid
peavad vastama nn. registrivalemitele :
Dv = Dt,
Dv
= 92 (
1+ ) , kus Dv on vahevõlli väline
diameeter ,
Dt - tugivõlli diameeter , n - sõukruvi pöörete arv,
Ne -
peamasina efektiivvõimsus ,
- tegur ,mis oleneb mootori taktilisusest , silindrite arvust ja
sõukruvi tasakaalustusastmest.
Ds = 1,12 Dv +k Dsk , kus Ds
- on sõuvõlli diameeter, Dsk sõukruvi diameeter,
k- sõuvõlli tegur ,( k= 7
ilma pronkshülsita , k = 10 pronkshülsiga )
Võlliliini
osad valmistatakse vähese või keskmise süsinikusisaldusega kvaliteetsest
terasest , mis tagab võlli tsükliliste töö
tingimustes väga hea väsimuskindluse. Võllide tõmbetugevus ulatub 600…800 MPa. Suure läbimõõduga võllide toorikud on
reeglins vabasepised, mis vajavad töömahukat lõppmõõtudesse
töötlemist .
Kuna võlli
painde- ja väändvõnketele töötavad praktiliselt ainult võlli
välised kihid tehakse diameetriga üle 150 mm ja RSS võllid
seest õõnsad.
Võlliliinide osade
omavaheliseks ühendamiseks kasutatakse laialdaselt töökindlaid
äärikliiteid.
Äärikute
läbimõõdud , paksused ja poltide arv peab vastama
tugevusarvutustele ja klassifikatsiooniühingute poolt kehtestatud
normidele . Äärikud ühendatakse omavahel silindriliste (a) või
kooniliste (b) täppispoltidega.
Poltide
mutrid pingutatakse ettenähtud väändemomendiga. Silindrilised
poldid on äärikliites
koormatud ainult tõmbejõuga. Koonilised
poldid töötavad nii tõmbele kui ka lõikele. Nii silindrilised kui
koonuspoldid nihke vältimiseks avas peavad avadega olema väga
täpselt
sobitatud .
Kooniliste
poltide eelis on demontaazi lihtsus, sest silindrilised poldid võivad
olla kinni kiilunud kogu pikkuse ulatuses, mis nõuab nende
väljapressimisel
avast suuremat jõudu.
Äärikühenduste
kõrval kasutatakse võlliliini osade ühendamisel hüdraulilist
presspuksliidet (SKF ühendus Rootsi). Sellistes liidetes toimub
pöördemomendi ülekandmine hõõrdejõudude kaudu ilma võlle
nõrgestavate
liistude ja teiste lisaelementidega.
Liide ei vaja
võllil äärikud on võllide valmistamine lihtsam. Ilma äärikuteta
võllil on võimalik kasutada väikese hõõrdeteguriga ja
suhteliselt töökindlaid kuul- ja rulllaagrid. Puuduseks on
presspuksi suhteliselt suuri gabariite ja massi.
1. Vahevõllide
otsad 2.
Koonilise välispinnaga hülss
3. Sisemise koonuspinnaga puks
4. Tugimutter
5. Tihendrõngas
6 ja 7. Õli puurkanalid
Vabas
olekus on täpsesse mõõtu töödeldud võllide otste ja koostatud
presspuksi läbimõõdu vahel väike lõtk, mis võimaldab presspuksi
paigaldamist võllile ja liigutamist eelnevalt õlikilega kaetud
võllil. Võlli koostamisel asetatakse presspuks ühele võllile ja
lükatakse nii kaugele, et võlli ots ulatuks puksist välja .
Seejärel paigaldatakse laagritele ja tsentreeritakse presspuksiga võlli suhtes järgmine võll.
Puksi puuritud õliavade (6) kaudu täidetakse õlikanalid õliga ja
tekitakse käsipumbaga sisemise hülsi (2) ja paksuseinalise puksi
(3) vahel õlirõhk (kuni 100 MPa), mis tekitab nende vahel õliga
täidetud
pilu . Kõrge õlisurve surub hülsi tihedalt vastu võlle
ja deformeerib puksi, mille läbimõõt suureneb u 0,1 %. Hülsi ja
puksi vahelisest pilust kogu perimeetri ulatuses väljuv õli näitab, et nende vahel on moodustunud õlikiht.
Hoides pumbaga õlirõhku hülsi ja puksi vahel, survestatakse ava (7 ) kaudu survekamber (a), mille tulemusel puks (3) nihkub hülsi (2) suhtes
kuni ettenähtud nihkeulatuse (∆ ) saavutamiseni. Hoides õlirõhku
Rõhukambris (a) vabastatakse hülsi ja puksi vaheline pilu rõhu
alt, mille tulemusena puksi läbimõõt elastsusjõudude mõjul
väheneb, õli surutakse puksi ja hülsi vahelt välja ning hülss
liibub tihedalt vastu võlle. Peale selle vabastatakse surve alt ka
survekamber (a), eemaldatakse
pumbad ja suletakse õliavad
keermestatud korkidega. Liite lahtivõtmiseks tuleb õliga survestada
hülsi ja puksi vaheline pilu, puks nihutatakse algasendisse. Pärast
õlisurve mahavõtmist on liide vaba.
Võlliliini
projekteerimisel arvestatakse, et võlliliin koos peamasina väntvõlliga moodustab jäika süsteemi , millel peab olema
küllaldane vastupidavus väändevõnkumistele. Võlliliini materjali
valikul arvestatakse ,et tegelik omavõnkesagedus ei tohi ületada arvestuslikku üle 5 %. Tegelikud võnkesagedused mõõdetakse torsiomeetriga. Mootori formulaaris on antud mootori töötamise
keelatud pöörete diapasoon , kus võib tekkida omavõnkumise ja
sundvõnkumise resonants. Mida lühem ja jäikam on võlliliin ,seda
väiksem on võimalus resonantsi tekkimiseks. Ohtike võngete
summutamiseks kasutatakse võlliliinil demfereid. Põhiliselt
kasutatakse vedru ja silikoondemfereid . esimesel juhul kulutatakse tekkiv võnkeenergia demferi vedrude jäikuse ületamiseks, kusjuures
eraldub soojus. Silikoondemferite puhul kulutatakse võngete energia
demferi korpuse ja demferi hooratta vahel asuva silikoonvedeliku
hõõrdejõule.
Tugivõll ja tugilaagrid .Tugivõll on võlliliini äärmine mootoripoolne võll. Tugivõll on varustatud tugikettaga,
mis on
sepistatud koos tugivõlliga. Tugivõll valmistatakse
tavaliselt võimalikult lühike ,sellega on ka mugavam tugilaagri
monteerimine ja demonteerimine.
Tugilaagri ülesanne on
toetada sõuvõlli , võtta vastu sõukruvi tõmbe ja tõukejõud ja anda need edasi laeva kerele. Tugivõlliga võib olla ühendatud
ka käsiajamiga või elektriline võllipeli
Tugilaager võib
asuda mootorist väljaspool või mootori sees .
Reduktorülekandega võlliliinidel võib tugilaager asuda reduktori korpuses. Laevadel võimsate peamasinatega Ne
> 20 tuhat kW asub peatugilaager väljapool mootorit ja
reduktorit. See väldib võimaliku reduktori korpuse deformeerimise teljesuunalise pulseeriva tugijõujõu mõjul.
Võlliliinidel kasutatakse
põhiliselt ühekettalisi isetsentreeruvate tugipatjadega
tugilaagrit. Telgjõud tugilaagri kettalt võtavad vastu tugipadjad
,mis kujutavad endast
pronksist või terasest valmistatud segmente.
Segmentide tugipind on üle valatud babiidiga.
Edasi ja tagasi käigu jaoks
on eraldi kahel pool tugiketast
segmendid . Töötades edasi käigul,
on tagasi käigu segmendid vabad ja vastupidi.
Segmendid toetuvad läbi
tugisõrmede laagri korpusele. Tugisõrmed on segmenti tsentri suhtes
nihutatud võlli pöörlemise suunas.
Võlli tugiketta pöörlemise
tõttu veetakse õli tugiketta ja segmendi vahele. Õlikiilu
tekkimiseks on segmendi ja tugiketta vahel vajalik lõtk. Tugilaagrid
ketta diameetriga 100 - 400 mm omavad lõtku 0,55 - 1,2 mm.
Paremaks õli sattumiseks segmendi ja ketta vahele on segmendi
babiidikihi serv õli pealejooksu poolt töödeldud kaldu. Kuna
segment on tsentrist nihutatud ,tekib ketta ja segmendi vahele
õlikiil. Õlirõhu epüüri ebasümmeetrilise jaotuse tõttu (
segmendi pindalad tsentri suhtes on erinevad ) pöördub segment
kaldu , mis omakorda soodustab õlikiilu tekkimist. Õlikiil segmendi
alumises osas on õhuke ja rõhk suur, segmendi ülemises osas on
õlikiil
paksem ja rõhk madalam.
Tugivõll,
Tugiketas,
Laagri segmendid,
Kandelaagrid,
Toetussõrmed.
Laagri korpus,
Jahutustoru,
Õlinäidik.
Tugilaagrite õlitus võib
olla autonoomne või mootori tsirkulatsioonõli süsteemist.
Samas
korpuses, kummalgi pool tugiketast asuvad ka peatugilaagri
kandelaagrid .
Tugilaagri korpus ja
otsakaaned on valmistatud malmist . Korpuse alumises osas asub õli
jahutusspiraal , kus tsirkuleerib merevesi. Otsakaande ja võlli
hermeetilisus tagatakse tihenditega. Korpuse küljele on välja
toodud õlinäidik.
Vahevõllid ja kandelaagrid.
Vahevõlli pikkused sõltuvad
kogu võlliliini pikkusest, masinaruumi paigutusest. Ühe vahevõlli
pikkus väikese diameetritega võllide korral võib olla 2 - 6 m ,
suurte diameetrite korral kuni 12 m. Veekindlatest vaheseintest
läbimise kohtadel on vahevõllidel spetsiaalselt töödeldud pinnad
,mis varustatakse veekindlate tihenditega.
Vahevõllid võivad olla
omavahel vahetatavad.
Võllid ühendatakse omavahel
äärikutega või ühendatakse kaks võlli omavahel hüdropressmeetodil ühendusmuhvi abil
Äärikud võivad olla sepistatud koos võlliga (jäik äärik ) või on monteeritavad .
Tavaliselt on võlli üks äärik monteeritav, mis kinnitatakse võlli
ühele koonilisele otsale.
- kiilu ja mutri abil
- pressistu abil ilma kiiluta
Äärikud on omavahel
ühendatud silindriliste või koonuseliste poltidega .Poldid
töötavad lõike ja tõmbepingetele . Poltide arv olenevalt võlli
diameetrist on 6 - 12 , 25% poltidest peavad olema kalibreeritud
ja sobitatud sisse värvi järgi.
Kandelaagreid on igal
vahevõllil 1 või 2. , üldjuhul 2. Kandelaagrite vahekaugus on
määratud Registri nõuetega . L rangelt tsentreeritud. Normaalse erirõhu korral
ühele laagrile ( 0,2 - 0,3 Mpa ) , peab kandelaagri pikkuse ja vahevõlli diameetri suhe olema lähedane ühele .
Malmist laagrikere
kinnitatakse laeva vundamendile.
Kandelaagrid võivad olla liug või veerelaagrid ( tavaliselt rulllaagrid). Veerelaagri
monteerimiseks võlli üks ots peab olema ilma äärikuta.
Veerelaagri eeliseks on .
- suurem kasutegur,
- töökindlus,
- väiksem hooldusmaht, ei vaja pidevat järelvalvet.
puuduseks.
- Suure diameetriga erilaagrite valmistamine kallis
- suurem müra.
- Ilma äärikuteta võllide kasutamise vajadus ,mis teeb võlli valmistamise kallimaks
Liuglaagrite korral võib ahtifriktsioonsulamiga (babiidiga ) olla valatud ainult laagriliu alumine osa, kuna kandelaagrile ei mõju ülessuunas mõjuvaid
jõude.
Ülemine liud võib puududa ja
babiidist poolrõngas valatakse otse kandelaagri kaane mõlemale
otsale.
Liuglaagri põhiosad:
Laagri kere
Kaas,
Malmist või terasest paksuseinalised babiidiga ülevalatud ( 2 -3 mm ) laagriliud,
Laagri otsatihendid,
Õlijahutus,
Õlitusseade,
Kahel pool laagri otsas pronksrõngas, mis takistavad võlli läbivajumist laagriliu avarii (laagri sulamise ) korra.
Kandelaagrite õlitus võib
olla konsistentse määrdega ( tavaliselt veerelaagritel ) või autonoomse õlitusega .
Vedela määrdega õlitus võib
olla
- lokaalne taht (fitiil ) või kombineeritud süsteemi põhimõttel , kus iga laagri jaoks on oma õlivann, jahutus jne. , või
- tsentraalne ,kus ühest süsteemist (õlipaagist ) pumbatakse õli läbi ühiste filtrite ja jahutite kõikidele võlliliini kandelaagritele..
-
Lokaalse õlituse korral valatakse õli laagri õlivanni ja õli ülesviimiseks võlli
pöörlemisel kasutatakse võllile asetatud õlitusrõngaid või
õlituskettaid.
Rõngasmäärimise korral
toetub võllidiameetrist tunduvalt suurema diameetriga määrimise
rõngas vabalt võlli kaelale ja pöörleb õlivannis võlli kaela
ja rõngavahelise hõõrdejõu tõttu kandes õli laagri ülemisele
poolele.
Ketasmäärimise korral pöörleb õlitusketas samuti laagri õlivannis koos võlliga ,kuid
rõngas on jäigalt kinnitatud võllile. Õlikettal on nokake , mis
kindlustab õli kandmise laagri tööpindadele ka võlli väikeste
pöörete korral.
Ühele vahevõllidest ,
tavaliselt ahtripoolsele , võib olla monteeritud võlliliini pidur, mida kasutatakse võlliliini pöörlemise vältimiseks näiteks
laeva peamasina remondi või laeva pukseerimisel jne . Tavaliselt on võllipidurid loogaga kinnitõmmatavad klotspidurid .
Sõuvõll ja dedvudseade.
Võlliliini
kõige ahtripoolsem võlliosa , mis väljub läbi ahtertäävi laevast väljapoole ja mille otsa on kinnitatud laeva sõukruvi,
nimetatakse sõuvõlliks ehk sabavõlliks . See võlliliini osa
töötab kõige raskemates tingimustes. Sõuvõllile mõjub sõukruvi
raskus, mis tekitab lisaks võlli pöörlemisel tekkivatele
väändepingetele ka paindepinge. Merevee keskkonnas töötavad võlli laagrites ja võllil võib soolase merevee mõjul tekkida korrosiooni kahjustusi ,mis vähendavad võlli vastupidavust mehaanilistele koormustele. Sõuvõll valmistatakse kõrgendatud
kvaliteediga süsinikterasest.
Korrosioonikindluse suurendamiseks on sõuvõlli laagritappide kohad ja mõnikord sõuvõll kogu täävtoru ulatuses kaetud võlli peale pressitud
pronks- või roostevaba hülsiga. Peale korrosioonikindluse vähendab
pronkshülss ka kadusid hõõrdele. Võllitapid võivad olla ka üle
keevitatud roostevabaterasega ja peale keevitust mõõtu treitud..
Laagrite kaela vahelised mereveega kokkupuutuvad võlliosad ,
kaetakse vett mitteläbilaskva sünteetilisest ainest kaitsekihiga nagu epoksüüdvaik armeeritud klaasriidega jne.. Babiitlaagrite
korral ja laagrite õliga määrimisel korrosioonivastase hülsi
vajadust ei ole.
Konstruktsioonilt võivad
sõuvõllid olla äärikuga või ilma äärikuta. Äärikuga
sõuvõllid paigaldatakse läbi täävitoru seestpoolt , ilma
äärikuta sõukruvid väljastpoolt. RSS sõukruvi korral on
sõuvõll tehtud äärikuta ja sõuvõll pannakse paika ahtrist. RSS
sõuvõllid on seest õõnsad, kus sõukruvi labade pööramise
juhtajam paigutatakse võlli sisse.
Sõuvõlli läbimõõt võrreldes teiste võlliliini osadega valitakse veidi suurem ,kuid peavad vastama registri nõuetele(Vt. Registrivalem ). .
Sõuvõlli ahtripoolne ots on
tehtud koonuseline ja lõpeb sõukruvi kinnitusmutri keermega.
Sõukruvi kinnitatakse sõuvõlli koonusele liistuga või ilma. Viimasel juhul on sõukruvi koonusele pressitud hüdrauliliselt.
Sõukruvi rumm on surutud
kinnitusmutriga vastu pronkshülssi . Sõukruvi rummu ja sõuvõlli
otsa vahel on kummist tihendusrõngas.
Dedvudseade on
sõuvõlli laevakerest veetiheda väljaviigu seade
( dead
wood, surnud puu ; dedvudi nimetus tuleneb prussidest , millega
tihendati puulaeva kiilu ja täävide ühenduskohtade piirkonnad , et
sinna ei koguneks vesi ). Dedvudseade koosneb dedvud - ehk
täävtorust , täävtoru karptihendeist , jahutus- ja
määrdesüsteemist ning võlli asendi kontrollimise seadmest. Kui
laeval vastavalt otstarbele on mitu sõuvõlli on tal ka sama palju
dedvudseadmeid nii ahtris kui vööris. Harilikult paiknevad
dedvudseadmed allveeosas ahterpiigi vaheseina ja ahtertäävi vahel diametraalasendis jäigalt kinnitatuna. Pardas paikneva kahe
sõuvõlli korral kasutatakse sõuvõlli väljundis nn. mortiiri. Mortiir on lühike terastoru , mis on äärikute abil kinnitatud põiki vaheseina flooride ja kereplaadistuse külge. Toru sisse on
pressitud pronksist või muust antikorrosioonimaterjalist
töösilinder.
Dedvudseadmete ülesanne on
vastu võtta sõuvõlli ja sõukruvi staatilised ja dünaamilised
koormused ja kindlustada merevee mittetungimine laeva sisemusse .
Täävtorusse
pressitud liuglaagrite määrimise ja jahutuse alusel eristatakse
avatud
ja suletud süsteemiga dedvudseadmeid.
Avatud süsteemi korral
kasutatakse nn. mitte-metalseid laagreid ,kus laagripuksi sisepinda kattev antifriktsioonmaterjal on bakaut ( Kesk-Ameerikas ja Kariibi
mere saartel kasvav kõva , suure tihedusega ja kuni 30% õlist
vaiku sisaldav puu ).
Hõõrdumisel vastu
metallilist pinda on bakaudil väga head antifriktsioonilised
omadused.
Bakaudi asendajatena
kasutatakse kaprolooni ,tekstoliiti, puitkiudplasti , kummi või muu tehismaterjali . Kuna mittemetallilisi laagreid määritakse ja
jahutatakse mereveega on dedvudseadme tihendid sel juhul üksnes täävtoru vööripoolses osas.
Suletud
süsteemiga dedvudseadme nn. metalllaagrite antifriktsioonmaterjal
on babiit ning määrdeainena kasutatakse mineraal või
sünteesõlisid, mis emulgeerides mereveega ei kaota määrdeomadusi.
Sel juhul on täävtoru mõlemas otsas karptihend, mis ei lase õli
merevette ega laevakere sisemusse.
Kinnise süsteemiga
dedvudseadmed on konstruktsioonilt keerukamad ja kallimad , kuid
samade mõõtmete korral taluvad metall - laagrid suuremat erikoormust
ja on pikaealisemad kui mittemetall-laagrid.
Täävtoru valmistamise
materjalideks võib olla teras st.3. st 5, või harvem malm 18-36 , valgevask L-15, L 25 või muud sulamid. Täävtoru seina
paksus peab olema vähemalt ( 0,1 - 0,15 ) Dsv, kus Dsv on sõuvõlli
diameeter.
Täävtoru võib olla
keevitatud või kinnitatud äärikute ja poltidega ahtertäävi,
laeva korpuse flooride ja ahterpiigi vööripoolse tugevdatud seina
külge .
Keeviseta kinnitusel pressitakse täävtoru ahertäävi õuna sisse seestpoolt,
tihendatakse kummirõngastega ja kinnitatakse mutriga , mis peab
olema fikseeritud spetsiaalse stopperiga. Kummitihendid on paigutatud
ühelt poolt täävtoru ääriku ja ahtertäävi õuna vahele
teiselt poolt ahtertäävi õuna ja kinnitusmutri vahele.
Täävtoru vööripoolne ots
kinnitatakse äärikuga ahterpiigi vaheseina külge.
Dedvudseadme kinnitus -
ahtertäävi õun , dedvudtoru, laeva korpus ja ahterpiigi vahesein
,peavad moodustama ühtse jäiga konstruktsiooni, mis on võimeline
vastu võtma dedvudseadmele mõjuvad pinged ja vibratsiooni laeva
ahtriosas
Täävtoru sees on ahtri -
ja vööripoolsed dedvudtoru hülsid laagrite jaoks. Hülsid
fikseeritakse koos võlliga pöörlemise takistamiseks
stopperkruvidega ja pikisuunas liikumise takistamiseks
stopperrõngaga.
Dedvudlaagrid.
Täävtoru sees asuvad dedvudlaagrid.. Laagrid koormatud sõuvõlli ja sõukruvi massi ja
staatilise tasakaalustamatuse pingetega. Ekspluatatsiooni käigus
lisanduvad staatilistele koormustele täiendavad koormused olenevalt sõukruvi töötamise tingimustest.
Maksimaalse osa koormustest võtab enda peale ahtripoolne laager ja see valmistatakse tavaliselt
pikem.
Laagrid võivad olla mittemetalsed või metalsed .
Mittemetalliliste laagrite
antifriktsioonmaterjaliks võib olla bakaut või seda asendavad
materjalid .
Mittemetalseid laagreid
määritakse ja jahutatakse mereveega. Sellised laagrid
nõuavad korralikku jahutust ,
muidu võivad nad kergesti üle kuumeneda . Sõidu ajal toimub
laagrite mereveega pidev läbipumpamine .Eriti intensiivne peab
läbipumpamine olema sõites madalas vees ,et laagritesse ei satuks
väljapoolt sodi ja mustust.
Sagedamini bakauti asendatavaks materjaliks on kaproliin. ( s.o. termoplastmaterjal, mida saadakse sünteetiliste komponentide polümeersel meetodil)
Kaproloon kannatab erirõhke
kuni 1 Mpa , hõõrdekoefitsent on lähedane bakaudi
hõõrdekoefitsendile. Kui bakaudi töötemperatuur ei või ületada 50 C kraadi ,siis kaproloon hakkab sulama temperatuuril 140- 150 C
kraadi. Kaproloonlaagreid kasutatakse suuretonnaaziga laevadel
võllidiameetriga kuni 400mm ja rohkem.
Sageli kasutatakse kumm - metall laagreid. Neid on kahte tüüpi
- metallist hülsile on vulkaniseeritud jahutusvee kanalitega kumm.
- Laager on koostatud kumm-metallist segmentidega, milledel on sees metallarmatuur.
Laagriteks kasutatav kumm peab
olema kõrge õli ja kulumiskindlusega. Kummlaagrid nõuavad
intensiivset mereveega jahutust rõhul kuni 0,35 Mpa.
Traditsioonilised
dedvudlaagrid koostatakse üksikutest liistudest, mis on paigutatud laagri pronks- või valgevasest hülsi sisse ja ühendatakse
omavahel "kalasabameetodil " või " tünnimeetodil".
Viimasel ajal põhiliselt nn
" tünnmeetodil"
Kalasabameetodil
on pronkshülsi sisse freesitud liistukujulised pesad. Laagriliistud töödeldakse vastavalt pesa kujule ja lükatakse
nendesse pesadesse. Liistude vahele jäätakse vahed , millede kaudu
saab liikuda õlitus ja jahutusvesi.
"Tünnimeetodil" koostatud laagrite liistud töödeldakse vastavalt laagri
diameetrile vajalikule laiusele ja nurga all . Seejärel kinnitatakse
rakise peale ja treitakse pealmine pind mõõtu. Peale seda laotakse
liistud laagri hülssi ja fikseeritakse kahelt poolt
horisontaaltaspinnas fikseerimisliistudega. Edasi treitakse laager
seestpoolt. Teise treimise operatsiooniga lastakse treitera laagri
lõtku jagu alla ja treitakse uuesti.
Komplekteeritud laagri hülsid
pressitakse dedvudtoru sisse üks vöörist teine ahtrist.
Bakautlaagrite
korral valmistatakse laagri alumised liistud puidukiu ristisuunas ja ülemised pikisuunas . ülemiste ja alumiste liistude vahele on
pandud valgevask tugiliistud ,
mis fikseerivad liistude
asendi hülsis ega anna neile võimalust sõuvõlliga kaasa pöörlemiseks.
Kõige levinenum kaasaegsetel
laevadel on metalliliste laagrite kasutamine. Sel juhul kujutavad
dedvudlaagrid endast malmist või roostevabaterasest valmistatud
pukse, mis on seest üle valatud babiidiga. Puksi ehk hülsi paksus
peab olema vähemalt 10 % sõuvõlli diameetrist ja babiidi
kihi paksus sõltuvalt võlli diameetrist 3 - 5 mm.
Babiitlaagrid nõuavad rõhu
all õlitust .
Õlirõhk
hoitakse pidevalt ühtlane võlliliinist kõrgemal asuva õlipaagi ühtlase tasemega ja õlirõhk peab ületama merevee hüdrostaatilise
rõhu 0,03 - 0,04 MPa. Hülsi välimisel küljel on õli juhtimiseks laagritele neli õlikanalit.
Babiitlaagrite kasutamisel võrreldes mittemetalliliste laagrite kasutamisega on järgmised
eelised .
- väiksem hõõrdetegur võrreldes veeõlitusega,
- sõuvõll töötab õlivannis ega vaja spetsiaalset korrosioonivastast töötlust,
- laagrilõtk on väiksem ,mis vähendab sõuvõlli vibratsiooni ja müra,
- võtab vastu suuremad erirõhud kuni 0,7 - 1,0 Mpa.
- laagri pikkuse ja võlli diameetri suhe võib olla väiksem ( 1 / 1 ).
- Ei nõua laagri tihendite perioodilist pingutamist ,nagu veega õlitamisel.
- normaalse ekspluatatsiooni korral laagri babiidikihi kululumine on väga väike.
Põhiliseks puuduseks on
keerulisem tihenduse konstruktsioon õli lekke vältimiseks merre ja
laeva kere sisemusse . Õli lekke põhjuseks võivad olla tihendusmanzettide pragunemine ülekuumenemisel või loomuliku
vananemise tagajärjel.
Dedvudseadme tihendid .
Vesiõlitusega dedvudseadmed
tihendatakse ainult vööripoolt.
Traditsiooniline dedvudseadme
tihend on kaneptopendiga karptihend , mis koosneb topend
rasvanöörist , surveäärikust ja pingutusseadmest.
Surveäärik valmistatakse
terasest või värvilisest metallist. Karptihendi pingutamine peab
olema ühtlane ja võlli pöörlemisel veidi läbi tilkuma . Suurema
diameetriga surveääriku pealetõmbamiseks kasutatakse hammasvöörakist.
Antifriktsioonlahusega
läbiimmutatud tihendnöör võib olla ümmarguse või nelinurkse
läbimõõduga ühtlase ristlõikega. Nööri välispind peab olema
ühtlaselt sile ja materjal elastne.
Metalliliste
laagritega dedvudseadmetel on kasutatavamad Simpleks ja Cederwall -
tihendid.
Simpleks tihendi põhiosad on
õlikindlad kaelustihendid . Eristatakse Simpleks ja
Simpleks - kompakt tihendeid .
Simpleks- kompakt tihendid on
koosnevad üksikutest elementidest ja selle võib koostada ühe-
või mitmemanzetilise. Nad on tehtud universaalsed ahtri ja
vööripoolse tihendi jaoks on kergesti vahetatavad.
Ahtri ja vööripoolsed
Simpleks tihendid on konstruktsioonilt erinevad.
Ahtripoolne tihendikarp
Vööripoolne tihendikarp
Ahtripoolse tihendi ülesanne
on kaitsta õli sattumist dedvudtorust merre ja merevee tungimist
dedvudlaagritele.
Simplekstihendi korpused on
valmistatud malmist ,mille on vööri ja ahtripoolne kaan
Tihendi korpus kinnitatakse äärikutega täävtoru külge poltidega ja on liikumatu. Korpuse ja
kaante vahel on kummaski pool silfoontüüpi tihendi manzetid.
Manzettide
materjaliks on spetsiaalne kumm ,mis talub merevett ,õli ja
hõõrdumist. Manzettide vahel on juhtrõngas , mis seest on üle
valatud babiidiga. Juhtrõngas on ka õlituskanal rõnga tööpinna
õlitamiseks. Juhtrõngas ja manzetid töötavad sõuvõllile
pressitud kroomterasest või keraamilisest materjalist hülsil.
Ahtripoolses
osas on täiendavalt lisamanzett, mis kaitseb ahtripoolset
põhitihendusmanzetti sinna veega sattunud mehaaniliste lisandite ja
mustuse eest.
Manzetid surutakse vastu
tihenduspinda sarnaselt Simmerling tihendiga -spiraalvedrudega .
Ahtripoolne tihend
autonoomset jahutussüsteemi ei vaja ,kuna teda pidevalt jahutatakse
väljastpoolt mereveega.
Vööripoolses Simpleks tihendis kasutatakse silfoontüüpi manzettide asemel kaht
tihendusmanzetti. Manzettide vahel asuv rõngas on poltidega
kinnitatud tihendi liikumatu korpuse külge ,mis omakorda
kinnitatakse poltidega dedvudtoru vööripoolse otsa külge.
Manzetid surutakse vastu sõuvõlli hülssi spiraalvedrudega. Hülss
on poltidega kinnitatud kahest poolest lahtikäiva ääriku
külge, mis on poltidega kinni tõmmatud sõuvõlli ümber.
Vööripoolse
tihendi õlitus toimub väikemahulisest ( 1,5 l ) õlipaagist, mis
asub vähemalt1m kõrgusel tihendist . Isetsirkuleeriv õli valgub
mööda toru tihendi vaherõngale ja soojenedes tõuseb tagasi paaki.
Cederwall (Rootsi firma )
tihendi põhiosadeks on kaks vedrudega teineteise vastu surutud lihvitud pindadega võru .Üks neist pöörleb koos võlliga ,teine on jäigalt kinnitatud dedvudtoru külge. Võrud võivad olla
valmistatud pronksist või hallmalmist , kusjuures ühe ketta
tööpind on üle valatud babiidi kihiga .
Tihenduspinna " ujuv
süsteem " kindlustab hea tiheduse ka võlliliini
radiaalvõngete korral , samuti ei ole nad tundlikud vee mustusele .
Normaalsel ekspluateerimisel võib Cedervelli tihendite tööiga ulatuda kuni 10 aastat.
Ahtripoolne ja vööripoolne Cerervall- tihendid on tööpõhimõttelt ja konstruktsioonilt
sarnased . Erinevus on tihendi poolte kinnitusel ja tihendi
jahutusel...
Ahtripoolne tihend
valmistatakse lühem. Sellega püütakse sõukruvi tuua korpusele
võimalikult lähedale
Ahtripoolse tihendi ahtripoolne äärik ,mille sees on lihvitud pinnaga malmist võru kinnitatakse äärikuga rummu külge.
Ahtripoolse tihendi
vööripoolne osa kinnitatakse äärikuga dedvudtoru ahtripoolse otsa
külge . Selle osa sees liigub vabalt babiitpinnaga tihendusrõngas
.Rõnga sisse on puuritud rida auke. Aukudesse on vaheldumisi pandud
vedrud , mis suruvad rõnga vastu ahtripoolse (koos sõukruvi ja
võlliga pöörleva) , tööketta vastu ja sõrmed ,mis takistavad rõnga pöörlemist. Merevee tõkestamiseks tihendi korpuse ja tihendusrõnga vahele kasutatakse kummirõngastihendeid. Kuna
tihend asub merevee sees ,siis eraldi jahutussüsteemi ahtripoolne
tihend ei vaja .
Vööripoolne osa mille sees
on vedrudega pealesurutav lihvitud tööpinnaga rõngas kinnitatakse
äärikuga pöörleva sõuvõlli peale . Teine pool kinnitatakse
dedvudtoru vööripoolse otsa külge . Selle osa töörõngas on
seest õõnes ja sinna juhitakse jahutussüsteemist jahutusvesi.
Peale kirjeldatute
kasutatakse ka teisi dedvudtihendite konstruktsioone. Rootsi firma
Gustav Hunn kasutab grafiitsegmentidega kummitihendeid ,millede
remondiks ja vahetuseks on tihendi ehituses ette nähtud nn
"pneumostop" . süsteem. Viimasega on võimalik tihendi
vahetamise ajaks juhtida suruõhk spetsiaalsesse kummist
tihendusrõngasse tihendi korpuses ,mis takistab vee tungimist laeva
sisemusse .
Dedvudseadmete ekspluatatsioon .
Mereohutuse seisukohalt on
õige võlliliini ja dedvudseadmete ekspluatatsioon eriti tähtis.
Laeva mõõtmete ja energeetika seadmete võimsuse suurenemisega kaasneb laeva dedvudseametele suurem hüdrodünaamiline koormus.
Eriti tundlikud ekspluatatsioonieeskirjade eiramisele on mittemetallilised dedvudlaagrid ,millede jahutus ja määrimine toimub mereveega. See
on tinginud viimasel ajal mittemetalliliste laagrite asendamise õliga
määreitavate babiitlaagritega.
Mittemetalliliste laagrite
ekspluateerimisel tuleb meeles pidada ,et bakaudi või tema
asendajate kulumine kutsub esile võlliliini ebatsentreerituse,
sõuvõlli vibreerimise ,mille tulemusena suurenevad dedvudlaagritele dünaamilised koormused. See kutsub võlliliini
materjalis paindepinged ja mikropraod. ,mille lõpptulemuseks võib
olla võlli purunemine . Sellepärast on ekspluatatsiooni esmaseks nõudmiseks jälgida dedvudseadme vibratsiooni tekkimist.
Vibratsiooni või kõrvalise müra dekkimisel dedvudseadme piirkonnas
on vaja vähendada peamasina pöördeid ja selgitada välja võimalik
põhjus.
Avariide ennetamiseks tehakse
dedvudseadmete ülevaatused ja kontrollitakse laagri lõtkusid kaks
korda aastas , tulemused kantakse formulari.
Instaleeritavad lõtkud on
antud vastavalt võlli diameetrile ja laagrimaterjalile .
Kaproloonist laagrite alglõtkud on kaprolooni võimaliku tursumise
jagu vees bakautlaagrite lõtkudest suuremad .
Bakautlaagrite lubatud
piirlõtkud on :
δ = 0,012 Dv + 1,8 mm kui
Dv δ = 0,005 Dv + 6 mm kui Dv > 600 mm. ,kus Dv on sõuvõlli diameeter.
Babiitlaagrite õlipilude
suurus määratakse valemiga .
δ = 0,001 Dv + 0,5 mm
Veega
jahutavate dedvudseadmete temperatuurilst reziimi on
ekspluatatsioonis väliselt raske määrata ,kuna jahutusvesi väljub
merre ja mittemetalliliste laagrid on koostatud üksikutest
liistudest ,millede soojusjuhtivus on väike. Selliste laagrite ja
sõuvõlli tehnilist olukorda on ekspluatatsiooni käigus raske
hinnata ja alles laeva dokkimisel võib ilmneda osa laagrite
sissekõrbemine või sõuvõlli antikorrosioonokatte purunemine või
mikropraod sõuvõllis.
Deidvudseadme tööks
ettevalmistamisel on vaja :
- teostada väline ülevaatus,
- kontrollida võlliliini äärikute kinnitust,
- torustiku korrasolekut,
- pöörata võlliliini käsiajamiga (kui võimalik) või võllipeliga pöörates tähelepanu koormuse suurusele,mis peab olema ettenähtud piires.
Sadamas seistes tuleb
võlliliini pöörata kord päevas ,jättes võlli algsest
erinevasse asendisse. Seda eriti kummmetallist laagrite korral ,kuna
kumm sisaldab väävlit , mis võib sõuvõlli pronkkattele tekitada korrossiooni jäljed.
Sõites madalas või sogases
vees tuleb dedvudseametele antavat filtreerida ja rõhku suurendada
,et laagrite vahele ei satuks mustust.
Kaneptopendiga karptihend
peab töö ajal veidi vett läbi laskma . Normaalset tihendi
pingutust saab hinnata tihendi karbi välistemperatuuri järgi.
Tihendi
surveäärik või olla maksimaalselt peale tõmmatud 2/3 oma
pikkusest , peale selle tuleb lisada tihendi rõngaid või tihend
välja vahetada. Uued tihendi rõngad peavad vastama nõutud
diameetrile ,nad peavad tihendi süvisesse minema vabalt ilma
pingeta. Rõngaste ühenduskohad peavad võllil jaotuma ühtalaselt
. Peale tihendusrõngaste vahetust või juurdelisamist peab
surveäärik ulatuma tihendi korpusesse 3 - 5 mm .
Metalliliste dedvudlaagrite teenindamine töö ajal seisneb põhilisel õli
taseme jälgimises laagrite ja tihendite õlituse õlipaagis.
Õlituseks kasutatakse tavaliselt peamasinas kasutatavat õli. Õli
temperatuur normaalse töö korral ei ületa 50o
C .
Suur õlikulu on märgiks
dedvudseadme kulumisest. Õli lekked võivad tekkida silfoontihendite purunemisest , manzettide pragunemisest, manzettide
vahele kogunenud mustusest ja abrasiivainetest jne.
Kuigi õlitusega
metalllaagrid on tunduvalt suurema vastupidavusega võrreldes mittemetalsete laagritega , vajavad nad ranget kontrolli õli sattumise vältimiseks merre , mille piirväärtus on määratud rahvusvahelise konventsiooni MARPOL nõuetega.
Kõik kommentaarid