PL182325B1

PL182325B1 - Zespól napedowy statku PL PL PL

Info

Publication number: PL182325B1
Application number: PL96325906A
Authority: PL
Inventors: Wilhelm F Schaefer
Original assignee: Flender A F & Co
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 2001-12-31
Also published as: WO1997013682A3; EP0853577B1; JPH11514946A; US6033271A; NO312659B1; DK0853577T3; DE19623914C2; PL325906A1; ATE178854T1; NO981390L; DE19623914A1; NO981390D0; KR100389214B1; KR19990063959A; DE59601681D1; WO1997013682A2; EP0853577A1

Abstract

1. Zespól napedowy statku, skladajacy sie z maszyny napedowej i polaczonego z nia bezposred- nio walu srubowego ze sruba, której napór przej- mowany jest przez lozysko oporowe, jak równiez z napedu dodatkowego, skladajacego sie z maszyny elektrycznej pracujacej w charakterze silnika lub w charakterze pradnicy, która za posrednictwem sprzegla polaczona jest z przekladnia i obejmuje duze kolo zebate przekladni osadzone na wale sru- bowym, i polaczone z nim za posrednictwem sprze- gla elastycznego, przy czym pomiedzy przekladnia a maszyna napedowa, na oddzielnym odcinku walu srubowego, umieszczone jest wlaczalne sprzeglo, do przenoszenia naporu sruby, znamienny tym, ze sprzeglo (2) osadzone na oddzielnym odcinku (10) walu srubowego jest bezluzowe i jest polaczone z bezluzowym pomocniczym lozyskiem oporowym (3) wlaczalnym do pracy pomocniczej lub awaryj- nej, które to pomocnicze lozysko oporowe (3) sta- nowi element posredni do przenoszenia naporu sru- by na lozysko oporowe maszyny napedowej umiesz- czonej w kadlubie statku. Fig 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół napędowy statku, składający się z maszyny napędowej i połączonego z nią bezpośrednio wału śrubowego ze śrubą której napór przejmowany jest przez łożysko oporowe, jak również z napędu dodatkowego, składającego się z maszyny elektrycznej pracującej w charakterze silnika lub w charakterze prądnicy, która za pośrednictwem sprzęgła połączona jest z przekładnią i obejmuje duże koło zębate przekładni osadzone na wale śrubowym, i połączone z nim za pośrednictwem sprzęgła elastycznego, przy czym pomiędzy przekładnią a maszyną napędową na oddzielnym odcinku wału śrubowego, umieszczone jest włączalne sprzęgło, do przenoszenia naporu śruby.

Zespoły napędowe statków wyposażone w tylko jedną maszynę napędową mogą w przypadku zakłóceń w niej, lub całkowitego wyłączenia stanowić duże zagrożenie dla bezpieczeństwa statku. W najgorszym przypadku prowadzą do całkowitej utraty zdolności manewrowej. Dlatego, zwłaszcza w przypadku statków transportujących ładunki niebezpieczne bądź oddziaływujące szkodliwie na środowisko, stała zdolność manewrowa statku ma również w sytuacjach awaryjnych najwyższy priorytet.

Najprostsze znane rozwiązanie, mające na celu usunięcie takich zagrożeń, polega na wbudowaniu napędu dodatkowego śruby napędowej. Napęd dodatkowy składa się z silnika elektrycznego, który za pośrednictwem przekładni napędza wał śrubowy, czyli śrubę, przy czym w tym przypadku wał śrubowy wymaga odsprzęglenia za pomocą urządzenia rozłączającego od uszkodzonej maszyny. Z drugiej strony konieczne jest jednak odprowadzanie do kadłuba występującego w tym pomocniczym bądź awaryjnym trybie pracy, zmniejszonego w porównaniu z warunkami normalnej pracy, naporu śruby.

Z jednym z takich rozwiązań można zapoznać się na podstawie prospektu firmy Lohmann & Stolterfoht, „FLESALUS” (Flexibles Sicherheits - Antriebsystemen fiir Schiffe Elastyczne systemy napędowe bezpieczeństwa dla statków), RDE 75153 z 93.12. W tej konstrukcji przełączane pneumatycznie sprzęgło kłowe dokonuje rozłączenia nie przedstawionej tu maszyny napędowej i również nie przedstawionej śruby. Równocześnie to sprzęgło kłowe jest łożyskiem oporowym do przenoszenia naporu śruby. Wada tego rozwiązania polega na tym, że sprzęgło kłowe ma pewien luz i powstające w związku z tym drgania są trudne do opanowania. Wadą jest również to, że sprzęgło kłowe wraz z łożyskiem oporowym, dla umożliwienia przeniesienia sił na kadłub statku, wymaga własnego fundamentu.

Z opisu szwajcarskiego CH 173 968 znana jest kombinowana okrętowa instalacja napędową w której do wału śrubowego można dołączać na przykład maszynę tłokową i turbinę. Dla zapobieżenia uszkadzaniu agregatu napędowego przy nagłym zatrzymaniu wału śrubowego, między przekładnią i śrubą zastosowano sprzęgło bezpieczeństwą które przy przekroczeniu zadanego momentu obrotowego instalacji maszynowej powoduje całkowite odłączenie od wału śrubowego.

Zadaniem technicznym wynalazku jest opracowanie zespołu napędowego statku, z maszyną napędową i napędzanym bezpośrednio wałem śrubowym, jak również napędu dodatkowego dla pracy pomocniczej lub awaryjnej, za pomocą którego zmniejszony napór śruby można odprowadzić do kadłuba statku bez luzów w elementach urządzenia rozłączającego, a przy tym bez konieczności stosowania oddzielnego fundamentu.

Zespół napędowy statku, składający się z maszyny napędowej i połączonego z nią bezpośrednio wału śrubowego ze śrubą której napór przejmowany jest przez łożysko oporowe, charakteryzuje się według wynalazku tym, że sprzęgło osadzone na oddzielnym odcinku wału śrubowego jest bezluzowe i jest połączone z bezluzowym pomocniczym łożyskiem oporowym włączalnym do pracy pomocniczej lub awaryjnej, które to pomocnicze łożysko oporowe stanowi element pośredni do przenoszenia naporu śruby na łożysko oporowe maszyny napędowej umieszczonej w kadłubie statku.

182 325

Korzystnie, maszyna napędowa ma zamocowany po stronie napędu, kołnierz połączony za pomocą połączenia śrubowego z ukształtowanym pierścieniowo kołnierzem, który z kolei połączony jest ze sprzęgłem osadzonym na odcinku wału śrubowego.

Korzystnie, na odcinku wału śrubowego, umieszczonym pomiędzy wałem śrubowym a zamocowanym od strony napędu kołnierzem, osadzony jest wieniec oporowy, który za pośrednictwem tarczy pierścieniowej zaopatrzonej w kształtki dociskowe ruchu w przód współdziała z tarczowo - pierścieniowym kołnierzem sprzęgła, przy czym zwłaszcza na odcinku wału śrubowego, umieszczonym pomiędzy wałem śrubowym a zamocowanym od strony napędu kołnierzem, osadzony jest wieniec oporowy, który za pośrednictwem tarczy pierścieniowej zaopatrzonej w kształtki dociskowe ruchu do tyłu współdziała z odgiętym kołnierzem przytrzymującym, przy czym kołnierz przytrzymujący połączony jest z pierścieniowym kołnierzem sprzęgła, a wieniec oporowy jest pozycjonowany za pomocą przeciwnakrętki.

Korzystnie, połączenie śrubowe zabezpieczone jest nakrętką, która za pośrednictwem osiowo naprężającego pierścienia i współdziałającej z nim przeciwnakrętki połączona jest z pierścieniowym kołnierzem, a odcinek wału śrubowego ma, biegnący promieniowo w zamocowanym po stronie napędu, kołnierzu kanał, do smarowania miejsc łożyskowania wału naporowego, połączony z przechodzącym w odcinku wału śrubowego osiowym kanałem, przy czym ten centralny kanał ma odgałęziające się od niego promieniowe kanały prowadzące do miejsc łożyskowania.

Korzystnie, ułoży skowanie odcinka wału śrubowego ukształtowane jest od strony zamocowanego od strony napędu kołnierza jako łożysko centrujące

Korzystnie, w zamocowanym po stronie napędu kołnierzu znajduje się biegnący promieniowo kanał, uchodzący do przestrzeni pośredniej między wałem naporowym a tym kołnierzem.

Przekładnia osadzona na wale śrubowym i dołączona do maszyny elektrycznej może być wykonana jako jednobiegowa lub dwubiegowa.

W rozwiązaniu według wynalazku znane sprzęgło bezluzowe jest połączone z bezluzowym pomocniczym łożyskiem oporowym, które uaktywniane jest przy pracy pomocniczej bądź awaryjnej statku. Za pomocą tego pomocniczego łożyska oporowego zmniejszony napór śruby przenoszony jest na łożysko oporowe zainstalowane w maszynie napędowej. Korzystne jest, jeżeli sprzęgło jest ukształtowane jako znane uruchamiane hydraulicznie stożkowe sprzęgło palcowe. Specjalne ukształtowanie pomocniczego łożyska oporowego gwarantuje, że części składowe sprzęgła nie podlegają wpływom napom śruby, tak że zapewnione jest bezluzowe pozycjonowanie wszystkich części.

Rozwiązanie według wynalazku ma tę zaletę, że wyraźnie rozdzielone jest przenoszenie momentu obrotowego i napom, przy czym w obu przypadkach wymaganiem najważniejszym jest bezwzględna bezluzowość poszczególnych części składowych z powodu dużych wahań momentu obrotowego i napom w przypadku zwykłych napędów z silnikami dwusuwowymi. Jako następną zaletę rozwiązania według wynalazku należy wymienić to, że obydwa łożyska oporowe, to znaczy łożysko w maszynie napędowej i pomocnicze łożysko oporowe związane ze sprzęgłem, nie mogą wpływać na siebie wzajemnie.

Zespół napędowy według wynalazku jest objaśniony dokładniej w przykładowej odmianie wykonania przedstawionej na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia w częściowym przekroju wzdłużnym napęd okrętowy według wynalazku; a fig. 2 przedstawia przekrój w kierunku A-A z fig. 1.

Figura 1 przedstawia w częściowym przekroju wzdłużnym ukształtowany według wynalazku fragment zespołu napędowego statku. Nie przedstawiona tu maszyna napędowa, z reguły wolnoobrotowy silnik Diesla, za pośrednictwem kołnierza napędowego 1 i poniżej omówionego włączanego bezluzowego sprzęgła 2 jest połączona ze zintegrowanym pomocniczym łożyskiem oporowym 3 z pośrednim wałem śrubowym 4. Nie przedstawiono połączenia pośredniego wału śrubowego 4 z właściwym wałem śrubowym ani zamocowanej na nim śruby. W tym przypadku istotne jest tylko to, że chodzi o tak zwany napęd bezpośredni, przy którym ustawienie żądanej prędkości obrotowej śruby odbywa się przez regulację prędkości obrotowej maszyny napędowej. W takim przypadku nie jest potrzebne instalowanie przekładni między maszyną napędową a śrubą. Aby statek również przy unieruchomieniu maszyny

182 325 napędowej i śruby zachował w dalszym ciągu możliwości manewrowe, przewiduje się zastosowanie napędu dodatkowego. Składa się on z maszyny elektrycznej 42 pracującej, zależnie od wyboru, w charakterze silnika lub w charakterze prądnicy, która za pośrednictwem sprzęgła 43 połączona jest z przekładnią 5. W tym przykładzie wykonania, przekładnia 5 ukształtowana jest jako jednobiegowa, i duże jej koło zębate 6 osadzone jest na tulei 7, na pośrednim wale śrubowym 4. Połączenie przekładni 5 z pośrednim wałem śrubowym 4 odbywa się za pośrednictwem wysokoelastycznego sprzęgła 8, które za pomocą pierścieniowego kołnierza 9 połączone jest z pośrednim wałem śrubowym 4. Dla zamocowania włączalnego sprzęgła 2 i pomocniczego łożyska oporowego 3, pomiędzy pośrednim wałem śrubowym 4 a kołnierzem 1 strony napędu umieszczony jest wał naporowy w postaci odcinka 10 wału śrubowego.

Włączalne sprzęgło bezluzowe 2 jest ukształtowane w znany sposób jako sprzęgło palcowe. Składa się ono z pierścieniowego kołnierza zewnętrznego 11, pierścieniowego kołnierza wewnętrznego 12, kołnierzowego pierścienia przytrzymującego 13 i stożkowych sworzni 14. Kołnierz 15 uchwytu pierścieniowego przejmuje zamocowanie i prowadzenie stożkowych sworzni 14, przy czym te stożkowe sworznie 14 za pomocą specjalnych nakrętek mocujących 16 dociągnięte są do kołnierza 15 uchwytu pierścieniowego. Położenie końcowe w stanie rozłączenia sprzęgła palcowego 2 wyznaczane jest przez sworzeń 18 zaopatrzony w ogranicznik 17. Szczegóły przedstawienia przesuwu hydraulicznego stożkowych sworzni 14 usunięto, jako że nie są istotne dla wynalazku. Przenoszenie momentu obrotowego włączonego sprzęgła palcowego 2 na wał naporowy w postaci odcinka 10, bądź na wał pośredni śruby 4 odbywa się za pośrednictwem kołnierza 19 o przekroju w kształcie litery U, który przez połączenie śrubowe 20 sprzężony jest z odcinkiem 10 wału.

Według wynalazku znane samo w sobie sprzęgło palcowe 2 scalone jest z bezluzowym pomocniczym łożyskiem oporowym 3. Zawiera ono następujące elementy. Za pośrednictwem połączenia śrubowego 21, znajdujący się po stronie napędu kołnierz 1, nie przedstawionej tu maszyny napędowej, połączony jest z ukształtowanym pierścieniowo kołnierzem 22, który z kolei za pośrednictwem połączenia śrubowego 23 sprzężony jest z wspomnianym już zewnętrznym kołnierzem pierścieniowym 11 sprzęgła palcowego 2. Kołnierz pierścieniowy 22 pomocniczego łożyska oporowego 3 opiera się za pośrednictwem łożyska na odcinku 10 wału. Do tego kołnierza pierścieniowego 22 po stronie wewnętrznej dociskany jest bezluzowo wieniec oporowy 25. Możliwość przesuwu osiowego osiąga się przez stożkowe naprężanie zarówno na odcinku 10, jak również w otworze wieńca oporowego 25. Osiowe pozycjonowanie wieńca oporowego 25 odbywa się za pomocą przeciwnakrętki 35, która osadzona jest na gwintowanym odcinku 10. Po drugiej stronie, wieniec oporowy utrzymywany jest przez zawinięty pod kątem kołnierz 26 wsparty za pośrednictwem łożyska 27 na odcinku 10. Między tym, ostatnio wymienionym, kołnierzem 26 a wieńcem oporowym 25 po jednej stronę, jak również pomiędzy wieńcem oporowym a kołnierzem pierścieniowym 22 po drugiej stronie, zamocowana jest jedna z dwóch tarcz pierścieniowych 28, 29 które zaopatrzone są w kształtki dociskowe. Zawinięty kołnierz 26 za pośrednictwem śrub 30 połączony jest z kołnierzem pierścieniowym 22. To połączenie śrubowe zabezpieczone jest nakrętką 31, przy czym między nakrętką 31 a kołnierzem pierścieniowym 22 umieszczony jest pierścień naprężający 32. Ten pierścień naprężający 32 współdziała z przeciwnakrętką 33. Przeciwnakrętka 33 może być luzowana i napinana za pomocą nie przedstawionego bliżej, mechanizmu przestawiającego 34. Jedną z możliwych odmian wykonania, w postaci szczegółu, przedstawiono na fig. 2.

Smarowanie wspomnianych miejsc łożyskowania 24, 27 odbywa się w ten sposób, że przy wyłączonym palcowym sprzęgle 2 i nieruchomym kołnierzu 1 po stronie napędu, przez biegnący promieniowo w kołnierzu 1 kanał 36, do przechodzącego w wale pchającym 10 centralnego otworu 37 i do odgałęziających się od niego promieniowych kanałów 38, 39 wspomnianych miejsc łożyskowania 24, 27 doprowadza się środek smarny. W kołnierzu 1, znajdującym się po stronie napędu, znajduje się ponadto jeszcze jeden kanał 40 biegnący promieniowo, który uchodzi do przestrzeni pośredniej 41 między, znajdującym się po stronie napędu, kołnierzem 1, a stanowiącym wał naporowy odcinkiem 10. Do tej przestrzeni pośredniej 41 przy odłączaniu łożyska 'pomocniczego 3 tłoczony jest płyn, współdziałający przy rozdzielaniu.

182 325

(A-A)

182 325

39

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół napędowy statku, składający się z maszyny napędowej i połączonego z nią bezpośrednio wału śrubowego ze śrubą, której napór przejmowany jest przez łożysko oporowe, jak również z napędu dodatkowego, składającego się z maszyny elektrycznej pracującej w charakterze silnika lub w charakterze prądnicy, która za pośrednictwem sprzęgła połączona jest z przekładniąi obejmuje duże koło zębate przekładni osadzone na wale śrubowym, i połączone z nim za pośrednictwem sprzęgła elastycznego, przy czym pomiędzy przekładnią a maszyną napędową, na oddzielnym odcinku wału śrubowego, umieszczone jest włączalne sprzęgło, do przenoszenia napom śruby, znamienny tym, że sprzęgło (2) osadzone na oddzielnym odcinku (10) wału śrubowego jest bezluzowe i jest połączone z bezluzowym pomocniczym łożyskiem oporowym (3) włączalnym do pracy pomocniczej lub awaryjnej, które to pomocnicze łożysko oporowe (3) stanowi element pośredni do przenoszenia napom śruby na łożysko oporowe maszyny napędowej umieszczonej w kadłubie statku.
2. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że maszyna napędowa ma zamocowany po stronie napędu, kołnierz (1) połączony za pomocą połączenia śmbowego (21) z ukształtowanym pierścieniowo kołnierzem (22), który z kolei połączony jest ze sprzęgłem (2) osadzonym na odcinku (10) wału śmbowego.
3. Zespół napędowy według zastrz. 2, znamienny tym, że na odcinku (10) wału śrubowego, umieszczonym pomiędzy wałem śrubowym (4) a zamocowanym od strony napędu kołnierzem (1), osadzony jest wieniec oporowy (25), który za pośrednictwem tarczy pierścieniowej (29) zaopatrzonej w kształtki dociskowe mchu w przód współdziała z tarczowo - pierścieniowym kołnierzem (22) sprzęgła (2).
4. Zespół napędowy według zastrz. 3, znamienny tym, że na odcinku (10) wału śmbowego, umieszczonym pomiędzy wałem śrubowym (4) a zamocowanym od strony napędu kołnierzem (1), osadzony jest wieniec oporowy (25), który za pośrednictwem tarczy pierścieniowej (28) zaopatrzonej w kształtki dociskowe mchu do tyłu współdziała z odgiętym kołnierzem przytrzymującym (26), przy czym kołnierz przytrzymujący (26) połączony jest z pierścieniowym kołnierzem (22) sprzęgła (2).
5. Zespół napędowy według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że wieniec oporowy (25) jest pozycjonowany za pomocą przeciwnakrętki (35).
6. Zespół napędowy według zastrz. 4, znamienny tym, że połączenie śmbowe (30) zabezpieczone jest nakrętką (31), która za pośrednictwem osiowo naprężającego pierścienia (32) i współdziałającej z nim przeciwnakrętki (33) połączona jest z pierścieniowym kołnierzem (22).
7. Zespół napędowy według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że odcinek (10) wału śmbowego ma, biegnący promieniowo w zamocowanym po stronie napędu, kołnierzu (1) kanał (36), do smarowania miejsc łożyskowania wału naporowego, połączony z przechodzącym w odcinku (10) wału śmbowego osiowym kanałem (37), przy czym ten centralny kanał (37) ma odgałęziające się od niego promieniowe kanały (38, 39) prowadzące do miejsc łożyskowania (24, 27).
8. Zespół napędowy według zastrz. 7, znamienny tym, że ułożyskowanie (24) odcinka (10) wału śmbowego ukształtowane jest od strony zamocowanego od strony napędu kołnierza (1) jako łożysko centmjące.
9. Zespół napędowy według zastrz. 7, znamienny tym, że w zamocowanym po stronie napędu kołnierzu (1) znajduje się biegnący promieniowo kanał (40), uchodzący do przestrzeni pośredniej między wałem naporowym (10) a tym kołnierzem (1).
10. Zespół napędowy statku według zastrz. 1, znamienny tym, że przekładnia (5) wykonana jest jako jednobiegowa.

182 325
11. Zespół napędowy statku według zastrz. 1, znamienny tym, że przekładnia (5) wykonana jest jako dwubiegowa.

* * *