автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Повышение качества судовых валопроводов и совершенствование технологии их изготовления

кандидат технических наук
Александров,
Михаил Владимирович
город
Санкт-Петербург
год
2010
специальность ВАК РФ
05.08.04
Диссертация по кораблестроению на тему «Повышение качества судовых валопроводов и совершенствование технологии их изготовления»

Автореферат диссертации по теме "Повышение качества судовых валопроводов и совершенствование технологии их изготовления"

На правах рукописи

004614235

Александров Михаил Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СУДОВЫХ ВАЛОПРОВОДОВ II СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Специальность 05.08.04 «Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 НО Я 2010

Санкт-Петербург 2010 год

004614235

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» на кафедре «Технология судового машиностроения».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, доцент В.Е. Уткин

доктор технических наук, профессор В.Ю. Лейзерман

кандидат технических наук, В .Л. Шурпяк

Ведущая организация: ОАО «Центр технологии судостроения и судоремонта», Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится «¿5 » ноября 2010г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д.212.228.05 при Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете по адресу: 190008, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская д.З, аудитория А -3/3-

Автореферат разослан октября 2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент А.Н. Муравьев

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы. Российский флот состоит из всех известных типов судов и кораблей, одним из наименее надежных компонентов которых является движительный комплекс и, в первую очередь, валопровод. Наиболее нагруженным и подверженным повреждениям, связанным с коррозией и фретинг-коррозией, считается гребной вал. Примерно половина морского коммерческого флота РФ состоит из судов, оборудованных водяной смазкой подшипников гребных валов. Гребные валы имеют бронзовые облицовки, выполняющие две функции: создания оптимального трибосопряжения в девдвудных подшипниках и защиты вала от контакта с морской водой. Кроме того, гребной вал, как правило, имеет защитное покрытие на участках, расположенных вне дейдвудных подшипников в виде лакокрасочных покрытий, композиций на основе эластомеров и эпоксидных компаундов, армированных стекловолокном. Весь речной и военно-морской флот также ориентирован на охлаждение и смазку водой подшипников гребных валов.

Опыт эксплуатации флота с водяной смазкой дейдвудных подшипников свидетельствует о том, что сопряжения «вал - бронзовая облицовка» подвержены действию коррозии и фретинг-коррозии, а защитные покрытия не обладают достаточной надежностью, разрушаясь преимущественно в зонах соединения с бронзовыми облицовками. Коррозионные процессы интенсифицируются при наличии разного электрического потенциала между валом и облицовкой. По этой причине традиционное прессовое соединение стального вала с бронзовой облицовкой является потенциальным источником повреждений гребного вала.

Гребной вал расположен в труднодоступном и необслуживаемом пространстве. Обеспечение надежной работы гребного вала не может эффективно поддерживаться за счет постоянного наблюдения и технического обслуживания. Регулярные профилактические работы также невозможны по технико-экономическим соображениям, поскольку для полноценного осмотра и ремонта необходима постановка судна в док, демонтаж гребного винта и гребного вала. Длительный простой судна и значительные издержки судовладельца (доковый тариф, ремонтные работы, запасные детали, потеря провозоспособности) приводят к дополнительным затратам и потерям, исчисляемым от тысяч до десятков тысяч долларов в сутки, в том числе и за счет упущенной прибыли.

Так как к настоящему времени приемлемых решений данной проблемы не предложено, актуальным является необходимость всестороннего анализа существующих конструкций валопроводов, способов сборки и защиты деталей, анализа технологических процессов изготовления облицовок и сборки валопроводов, а также разработка технологии использования клеевых соединений в разделительном слое между валом и облицовкой.

Решение этой проблемы требует теоретического анализа, экспериментального исследования и оценки прочности соединений «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем, обеспечивающих надежную работу валопровода. Необходимость обоснованного выбора конструкций соединения требует экспериментального исследования множества вариантов конструкторских решений, используемых материалов, влияния различных эксплуатационных факторов. Промышленные методы реализации найденных решений определяют необходимость разработки новых технологических процессов изготовления и сборки соединений

«гребной вал - облицовка» с разделительным слоем в условиях судостроительных и судоремонгных предприятий.

Поэтому сформулированные задачи диссертационных исследований являются актуальными, научно-практическое решение которых возможно только на основе комплексного подхода.

Объект исследования. Объект исследования настоящей диссертационной работы - соединение «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем и технология его изготовления.

Цель работы. Целью работы является повышение качества судовых вало-проводов и совершенствование технологии их изготовления для достижения необходимых показателей надежности.

Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:

1) исследование напряженного состояния клеевого слоя в соединении «гребной вал - облицовка» при действии нагрузок, соответствующих эксплуатации валопровода;

2) исследование на моделях и натуральных образцах влияния конструкторских, технологических и эксплуатационных факторов на характеристики клеевого цилиндрического соединения;

3) исследование клеевого соединения «облицовка - гребной вал»;

4) разработка методики расчета прочности и рекомендации по проектированию клеевых соединений;

5) разработка промышленной технологии сборки бронзовых облицовок с гребными валами;

6) внедрение в производство технологического процесса сборки облицовок с валами с применением клея.

Методы исследования. Теоретические методы анализа и синтеза конструкций соединений «гребной вал - облицовка с разделительным слоем. Экспериментальные исследования серии опытных образцов, отличающихся конструкгорско-технологическими параметрами, материалами разделительного слоя и их свойствами. Обработка результатов экспериментальных исследований на основе корреляционно-регрессионного анализа и синтеза, в том числе, программы «Advanced Grapher».

Новые научные результаты. Новые научные результаты, полученные лично автором в процессе теоретических и экспериментальных исследований:

1) впервые установлены закономерности распределения напряжений и деформации в полимерном разделительном слое соединения «гребной вал - облицовка», а также в зоне сопряжения трех элементов: гребного вала, облицовки и защитного покрытия, позволяющие обоснованно использовать современные полимерные материалы;

2) определена минимальная толщина разделительного слоя на основе эпоксидного клея или полиуретана, которая должна быть достаточной для компенсации погрешностей изготовления и сборки соединения;

3) установлено, что по таким основным параметрам, как прочность при низкой и повышенной температурах, электрическое сопротивление, масштабный фактор, податливость, работоспособность при предельных нагрузках и сплошность, разделительный слой на основе полиуретана превосходит разделительный слой на основе эпоксидной смолы.

Практическая значимость заключается в том, что: ,

1) разработан для использования при проектировании гребных валов метод расчета основных параметров соединения «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем на основе полиуретана холодного отверждения;

2) разработан для использования в судостроении и судоремонте типовой технологический процесс сборки гребных валов с облицовками и разделительным слоем на основе полиуретана;

3) сформулированы требования к технологической оснастке, к подготовке поверхностей и к окружающей среде, предназначенные для практической реализации технологического процесса изготовления вапопровода с полимерным разделительным слоем в условиях механического цеха;

4) разработан для использования в судостроении и судоремонте типовой технологический процесс нанесения защитных покрытий на основе полиуретана холодного отверждения.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и получили положительную оценку в трудах Российского НТО судостроителей им. акад. А.Н. Крылова в 2001г., на II Российской научно-практической конференции судостроителей, Санкт-Петербург, 14-15.10. 2010г., а также на заседаниях кафедры «Технология судового машиностроения» ГОУ ВПО «СПб ГМТУ» в 2008-2010Г.г.

Реализация результатов. Разработанная промышленная технология сборки гребных валов с облицовками с разделительным слоем на основе полиуретана реализована в АОЗТ «Производственное предприятие «СИГМА». Разработанные в диссертации исходные требования, технологические рекомендацию, технологическая оснастка, а также промышленная технология формирования разделительного слоя между телом гребного вала и антифрикционной облицовкой, приняты на коммерческую реализацию в ООО «ЛОМО-Инфраспек».

Публикации. По теме диссертации опубликованы 7 научно-технических работ, 6 из которых лично, одна - в соавторстве, доля автора диссертации - 50%. В изданиях из перечня ВАК опубликованы 2 научные статьи, одна - в соавторстве, доля автора диссертации - 50%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав с основными выводами, заключения, списка использованных литературных источников и двух приложений. Основное содержание работы включает 121 машинописных страниц, включая 28 рисунков, 16 таблиц, список использованных источников из 54 наименований. Приложения содержат 2 страницы.

2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность задачи, определена цель исследования, отражено основное содержание работы, выполнена краткая оценка научной новизны и практической ценности результатов исследований и разработок.

Глава I. Анализ существующих технологических методов обеспечения качества судового валопровода. Выполнен анализ существующей конструкции валопровода, способов сборки и защиты деталей. Как известно, современные судовые валопроводы состоят из гребного, промежуточного и упорного вал, присоединенного к главному судовому двигателю.

Объект исследования - гребной вал, состоящий из собственно вала, облицовки и защитного покрытия. Облицовки - это тонкостенные цилиндры, изготавливаемые из антифрикционного материала, чаще из оловянистой бронзы марки Бр010Ц2, реже из высоколегированной стали аустенитного класса типа ОХ18НЮТ. Облицовки плотно насаживаются на шейки гребных валов. Основные размеры облицовок определяются диаметром рабочей шейки вала и длиной опорной поверхности подшипника. Основным конструкторским параметром, определяющим прочность и жесткость облицовки, является толщина стенки, которая составляет -5% от диаметра шейки гребного вала. Соединения облицовок с валами выполняются с гарантированным натягом. Облицовка воспринимает внутреннее давление, участвует в передаче крутящего момента, подвергается изгибу. От величины натяга в сопряжении зависит работоспособность облицовки. Увеличенный натяг приводит к перенапряжению облицовки, что может явиться причиной её разрушения (рис. 1).

В практике мирового судостроения, по данным российских и зарубежных ученых В.А. Николаева, A.A. Старосельского, Веделера, Валкернеса, натяг в соединении «вал - облицовка» может колебаться в широком диапазоне от 0,5-10"3 до 1,2-10"3. Работоспособность прессовых соединений из-за различия свойств материалов сопрягаемых деталей и их размеров определяется не величиной натяга, а контактным давлением на сопрягаемых поверхностях, величина которого должна назначаться из условий, гарантирующих отсутствие макросмещений облицовки. Натурные измерения напряженного состояния гребного вала показывают, что в районе кормового торца дейдвудного подшипника действуют значительные напряжения изгиба, иногда достигающие 50МПа, что, снижает несущую способность прессового соединения. В работах В.П. Желтова исследовано распределение контактного давления по длине сопряжения элементов судовых валопроводов (рис. 2).

Известно, что со снижением шероховатости сопрягаемых поверхностей и увеличении размеров соединения, влияние пластических деформаций на величину контактного давления уменьшается (3. Драхман, и Ф. Аркелов). Для прессовых соединений в диссертации вычислены значения радиальных, тангенциальных и приведенных напряжений в облицовках при различных диаметрах вала в зависимости от действительных натягов в сопряжении на основе известных классических зависимостей. Эти напряжения могут достигать 35-85% предела текучести бронзы Бр010Ц2 (табл. 1).

Выполненный анализ соединения «гребной вал - облицовка» показал, что на современных судах при сборке с натягом облицовок с валами наблюдается постоянный металлический контакт деталей из разнородных материалов, что в морской среде снижает усталостную прочность и, как следствие, ресурс гребного вала. Прессовая посадка и высокотемпературный нагрев приводят к появлению в бронзовых облицовках значительных напряжений, которые могут привести к разрушению облицовок и гребных валов при эксплуатации.

В диссертации выполнен анализ особенностей технологических процессов изготовления облицовок и сборки валопроводов. Сборку соединения выполняют нагревая облицовку до 320 - 360° С при управлении скоростями нагрева и охлаждения. При этом, однако, неравномерное остывание облицовок приводит к возникновению значительных растягивающих напряжений в ее средней части. По результатам натурных измерений, выполненных в ОАО «Балтийский завод» с уча-

стием автора, после насадки облицовок на вал тепловым методом измерены значения осевых остаточных деформаций двух бронзовых облицовок с длиной 1=4500мм и (1=560мм (рис. 3).

Таблица 1

Расчетные значения напряжений в облицовках гребных валов.

Диаметр вала, мм Натяг, мм Напряжения, МПа

Тангенциальные, внутри Тангенциальные, снаружи Радиальные Приведенные

100 0,1-0,07 98,9-66,3 89,5-60,0 9,4-6,3 104,0-9,7

200 0,1-0,12 78,9-56,8 71,4-51,4 7,5-5,4 82,9-59,7

300 0,22-0,17 69,4-52,6 62,8-47,6 6,6-5,0 72,9-55,3

400 0,28-0,22 66,3-51,6 60,0-46,7 6,3-4,9 69,7-54,2

500 0,32-0,25 58,9-47,4 53,3-42,8 5,6-4,5 61,9-49,8

100 0,18-0,12 1663-115,8 150,5-104,8 15,8-11,0 174,7-121,7

200 0,31-0,24 144,2-110,5 130,5-100,0 13,7-10,5 151,5-116,0

300 0,43-035 134,7-109,4 121,9-99,0 12,8-10,4 141,5-115,0

400 0,56-0,46 130,5-1073 118,1-91,7 12,4-10,2 137,0-113,0

500 0,64-0,54 120,0-101,0 108,6-91,4 11,4-9,6 126,0-106,0

600 0,70-0,52 119,0-88,0 119,0-80,0 21,0-16,0 131,0

700 0,79-0,59 115,0-85,0 105,0-75,0 20,0-15,0 127,0

800 0,88-0,68 112,0-86,0 102,0-79,0 20,0-15,0 123,0

540 037-0^0 64,2-52,6 58,0-47,5 6,0-5,0 67,4-55,3

600 0,40-033 62,0-61,6 56,0-47,0 6,0-5,0 65,2-54,2

700 0,45-0,37 60,0-49,5 54,5-45,0 5,7-4,7 63,0-52,0

800 0,50-0,42 59,0-49,5 53,3-45,0 5,6-4,7 62,0-52,0

Прессовые посадки и применение нагрева при сборке соединения обуславливают значительные напряжения (до 150МПа), которые могут привести к разрушению бронзовых облицовок и повреждению гребных валов в процессе эксплуатации (рис. 3).

Одним из основных технических решений, способных решить задачу защиты валопроводов при работе в агрессивной среде, является применение клеевого соединения. Клеящие материалы способны обеспечить достаточно высокую прочность соединения, в том числе и металлических деталей, а также обладают одновременно удовлетворительными диэлектрическими свойствами.

Анализ особенностей конструкции и условий эксплуатации судов позволил сформулировать основные требования к клеевому составу для склеивания бронзовых облицовок со стальными валами. Это, в частности, хорошая адгезия к стали и бронзе, повышенная податливость, обеспечивающая работоспособность соединения при циклических напряжениях, жизнеспособность при нормальной температуре не менее 3 часов, низкая вязкость, а также полимеризация при невысоких температурах и давлении. С учетом этих требований для склеивания бронзовых облицовок со стальными валами выбран эпоксидно-компаундный клей, рецептура которого предложена В.Е. Сергеевым: эпоксидный компаунд К-153, (массовая доля 48,7%), полиамидная смола Л-18 или Л-19 (48,7%), полиэтиленполиамин А.В.Г. (2,5%).

Анализ работ ФГУП «ЦНИИТС» выявил особенность этих соединений: малое отношение 1/ё и наличие конических сопрягаемых поверхностей, на которые после соответствующей технологической подготовки наносится клей, а охватывающая деталь напрессовывается на вал, образуя тонкий слой клея толщиной 0,01 - 0,05мм. Такое соединение без применения дополнительного разделительного слоя позволяет обеспечить статическую и усталостную прочность, но не обеспечивает электрическую изоляцию соединяемых деталей.

В результате выполненного аналитического исследования определено минимально допустимое значение зазора, который в идеальном случае представляет собой пространство постоянной ширины между внутренней поверхностью отверстия облицовки и наружной поверхностью вала (рис. 4).

Величина зазора определена возможными погрешностями изготовления деталей, упругими деформациями под действием собственного веса, погрешностями сборки и случайными факторами, влияние которых учесть заранее невозможно. Отклонения формы поперечного сечения шейки гребного вала (овальность, огранка) установлены отраслевым стандартом ОСТ5.4097-74 и не должны превышать 50 мм независимо от номинального значения его диаметра. Отклонение формы в продольном сечении (конусность искривления оси) не должна превышать 50мм, а искривление оси может быть представлено уравнением вида:

Д = а Ь (Ш), (1)

где А - стрелка прогиба оси шейки гребного вала; а - удельная норма кривизны гребного вала; Ь -длина шейки гребного вала; с1 - диаметр шейки гребного вала.

Отклонения формы продольного и поперечного сечений для отверстия облицовки определяется аналогично (1) с учетом увеличивающего коэффициента К= 1,5.

Общая погрешность изготовления соединения «вал - облицовка») может быть определена как сумма элементарных погрешностей:

где 5 - номинальный зазор в соединении (разность диаметров);

А; - элементарная погрешность формы соединяемых деталей.

При оценке минимально допустимого зазора приняты во внимание возможные деформации гребного вала и облицовки под действием собственной массы на длине сопряжения. Устранить эти деформации в условиях реального производства практически невозможно, поэтому предложена упрощенная методика оценки этих деформаций. Схема нагружения шейки вала (облицовки) собственной массой представлена на рис. 5.

Рис. 1. Повреждения бронзовых облицовок гребных валов 1 - поперечная трещина; 2 - вырыв металла; 3 - продольная трещина

Рис. 2. Диаграмма возможного распределения фактических натягов по длине контакта в соединениях бронзовых облицовок с валами

1 - расстояние от кормового сечения, мм; <1 - диаметр вала <3=560мм

Рис. 3. Диаграмма растягивающих напряжений и остаточных деформаций в облицовках после насадки на вал тепловым методом: ♦ - облицовка № 1; О - облицовка № 2

Рис. 4. Гребной вал транспортного судна

Рис. 5. Схема нагружения шейки вала (облицовки) собственной массой Деформация шейки вала или облицовки на длине сопряжения под действием собственной массы (равномерно распределенной нагрузки) определяется с помощью соотношения:

384£/ '

где {- стрелка прогиба на длине;

q - распределенная весовая нагрузка; Ь - длина пролета; Е - модуль упругости; ] - момент инерции сечения.

Номер сечения по длине облицовки с шагом 300 мм

Для гребного вала, размеры которого приведены на рис. 4, эти деформации имеют значения f^ = 92 мкм; = И мкм, при этом погрешности составляют 943мкм до 75% за счет возможного искривления соединяемых деталей. Полученные расчетные данные показывают, что для рассмотренного примера номинальный зазор должен составлять не менее 1мм. Использование клея дает возможность разгрузить сопрягаемые детали от напряжений, вызываемых прессовой посадкой. При создании сопряжения «вал - облицовка - диэлектрик - защитное покрытие» необходимо предусмотреть минимизацию концентрации напряжений, в частности, в слое диэлектрика. Перспективным для этого случая представляется использование клеев, которые в твердом состоянии имеют деформационные характеристики, аналогичные характеристикам эластомеров.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования указывают на отсутствие единой теории, связывающей напряжения деформации, концентрацию напряжений, которую можно было бы использовать в процессе проектирования при расчетах и практическом выполнении клеевых соединений бронзовых облицовок с валами.

Глава II. Аналитическое исследование клеевых соединений валопрово-да. Выполненные исследования позволили выявить напряжения в деталях вало-провода «облицовка - гребной вал», напряжения разделительного слоя при осевом сдвиге, кручении, изгибе, температурные деформации, влияние погрешностей формы гребного вала и облицовки на минимальную толщину разделительного слоя, напряжения в защитных покрытиях.

В диссертации выполнен расчет напряжений сжатия при следующих допущениях: напряжения сжатия равномерно распределены вдоль оси вала по длине облицовки; длина облицовки L принята равной четырем диаметрам вала d; масса ш гребного винта (кг) принята равной 80D3, где D - диаметр гребного винта, м; согласно правилам Регистра D = 10d; реакция R кормовой опоры валопровода может достигать удвоенного веса гребного винта; сжимающие напряжения от весовых нагрузок принимаются из соотношения q = R/(Ld). Оценка сжимающих напряжений в сопряжении вала с облицовкой выполнена применительно к валопро-водам с d = 100...600 мм и представлена в (табл. 2).

В результате анализа условий работы валопровода установлено, что напряженное состояние клеевого слоя в соединении «облицовка - вал» характеризуется широким влиянием внешних и внутренних нагрузок различной физической природы: массой деталей, силами трения, крутящим и изгибающим моментами, температурными воздействиями, гидролизом клеевого состава. Влияние каждой из указанных сил на качественные показатели разделительного слоя довольно сложное. Поэтому в расчетах приняты некоторые ограничения, упрощающие оценку такого влияния: пренебрегаем неравномерностью разделительного слоя по сплошности, геометрическими погрешностями сопрягаемых поверхностей облицовки гребного вала и дейдвудного подшипника, а также не учитываем неравномерность физико-механических свойств материалов гребного вала, облицовки и разделительного слоя вдоль оси вала. Допустимость предложенных упрощений должна быть подтверждена экспериментальными исследованиями.

В диссертации выполнен анализ особенностей технологических процессов изготовления облицовок и сборки валопроводов. Сборку соединения выполняют нагревая облицовку до 320 - 360° С при управлении скоростями нагрева и охлаж-

дения. При этом, однако, неравномерное остывание облицовок приводит к возникновению значительных растягивающих напряжений в ее средней части. По результатам натурных измерений, выполненных в ОАО «Балтийский завод» с участием автора, после насадки облицовок на вал тепловым методом измерены значения осевых остаточных деформаций двух бронзовых облицовок с длиной 1=4500мм и с!=560мм (рис. 3).

Таблица 2

Расчетные значения сжимающих напряжений и облицовках гребных валов

<1, им Б, мм т, кг Я, Н Ь, мм Ч, МГ/а

100 1000 80 1600 400 4

200 2000 640 12800 800 8

300 3000 2160 43200 1200 12

400 4000 5120 102400 1600 16

500 5000 10000 200000 2000 20

600 6000 17280 345600 2400 24

Для обобщенных расчетов напряженного состояния и деформаций элементов приняты следующие допущения: равенство деформации, отсутствие пластических деформаций, сплошность сечений и их плоская форма. Расчет значений напряжений сдвига (т) и угловых деформаций (<р) выполнен в соответствии с известными расчетными соотношениями:

Т = (4)

где г - радиус сопряжения; Мк|, - крутящий момент; •1р - полярный момент инерции сечения

где Ь - длина соединения;

в - модуль сдвига: Сраздел,„„„„„„,мм = 4- 104МПа; С™,, = 8- 104МПа; ббронзы = 4-104МПа; остальные переменные см. (4)

Максимально возможные угловые деформации разделительного слоя при этих условиях составляют 0,004 рад (5). Исходя из равенства деформаций предельные напряжения сдвига, возникающие на поверхности вала и облицовки составляют соответственно (4) таала = 80Мпа, то6л = 40МПа. Полученные значения напряжений значительно превышают допускаемые.

Физическая картина сжатия весовыми нагрузками разделительного слоя из эластомера (резины или полиуретана) показывает, что при сжатии эластомер деформируется во всех направлениях, оставаясь одновременно и твердым телом и своеобразной жидкостью. В отличие от других твердых чел эластомер характеризуется увеличенным значением коэффициента Пуассона ц > 0,5, никогда не достигая единицы.

Если предположить, что в сопряжении отсутствуют силы адгезии разделительного слоя к валу и облицовке, а также силы трения вдоль образующих этих

деталей, можно утверждать, что деформация разделительного слоя будет равна величине:

А = (Ц Ч Ь)/Е , (б)

где Д - деформация разделительного слоя вдоль ости вала;

ц - коэффициент Пуассона материала разделительного слоя; q - напряжение сжатия разделительного слоя под действием весовых

нагрузок; Ь - длина облицовки;

Е - модуль упругости материала разделительного слоя Для эластомерного разделительного слоя облицовки длиной Ь = 2400мм, установленной на гребной вал (1 = 600мм с ц = 0,5 и Е = 8,0МПа, нагруженного весовыми силами до 24МПа, общая деформация оси Д = 36мм или 1,5% Ь, что допустимо для эластомера. При растяжении эластомера с указанными параметрами на 1,5%Ь необходимо приложить нагрузку не более 0,12МПа. Согласно закону Гука разделительный слой должен деформироваться прямо пропорционально нагрузке. Силы адгезии или трения, препятствующие деформированию разделительного слоя вдоль оси вала и в окружном направлении, должны искажать прямую линию, соответствующую закону Гука (рис. 6).

Реальная зависимость может быть получена только экспериментально. Анализ напряженного состояния разделительного слоя при осевом сдвиге, кручении, изгибе, нагружении весовыми нагрузками позволяет сделать вывод, что силы трения в сопряжении облицовки гребного вала и дейдвудного подшипника не способны создать значительных напряжений в разделительном слое между гребным валом и облицовкой, возможные напряжения сдвига ~ в 1500 раз меньше предельных для разделительного слоя, напряжения сдвига в разделительном слое при совместном кручении гребного вала и облицовки могут достигать значений, соизмеримых с допускаемыми, а напряжения сжатия разделительного слоя, вызванные весовыми нагрузками гребного винта и валопровода, соизмеримы с предельными напряжениями при нормальном сжатии. Они подвержены влиянию масштабного фактора. Эти предельные значения напряжений для разделительного слоя не поддаются расчетной оценке и должны быть определены экспериментально. Деформации сжатия разделительного слоя под действием весовых нагрузок не подчиняются закону Гука и также должны быть определены экспериментально.

В разделительном клеевом слое имеют место внутренние напряжения, обусловленные колебаниями температуры элементов соединения при эксплуатации. Не существует методических рекомендаций для оценки температурных деформаций при нагревании деталей сопряжения. В диссертационной работе выполнен качественный анализ тепловых процессов в разделительном слое. Рассмотрен процесс естественного нагрева/охлаждения гребного вала в зоне облицовки. Влияние тепловыделения при естественном процессе нагревания/охлаждения и установившимся процессе трения со стабильным выделением тепла на работу разделительного слоя аналогичны и должны быть установлены экспериментально.

Влияние погрешностей формы гребного вала и его облицовки на минимальную толщину разделительного слоя проявляется в наличии электрического разъединения вала и облицовки, определяется полной погрешностью изготовления соединения в соответствии с (2) и составляет для крупнотоннажного судна (см. рис.

4) 943мкм. Полученные данные показывают, что использование разделительного слоя на основе эпоксидного клея, обеспечивающего при толщине 1мм компенсацию погрешностей изготовления сопрягаемых деталей и прочностные характеристики соединения «гребной вал - облицовка», должно быть подвергнуто экспериментальному исследованию и оценке сопротивления изоляции. Формирование защитных покрытий валов при отсутствии и наличии разделительного слоя приводит к появлению зон с концентрацией напряжений и усталостному разрушению защитного покрытия (рис. 7).

В настоящее время количественная оценка предела выносливости защитных покрытий не предложена и перенесена на качественном уровне в сферу эксплуатации. Значительное большинство гребных валов с защитными покрытиями на основе стеклопластиков не имело повреждений после эксплуатации в течение продолжительных периодов (рис. 7,а). Защитных покрытий на основе эластомеров, совмещенных с разделительным слоем (рис. 7,6) в практике судостроения не известно. Однако такое решение является перспективным и его работоспособность должна быть подтверждена экспериментально.

Отсутствие теоретических положений, позволяющих обосновать выбор оптимальных конструктивных решений соединения «гребной вал - разделительный слой - облицовка - защитное покрытие» и технологии их изготовления, противоречивость расчетных и опытных данных о надежности эксплуатации гребных валов, приводит к необходимости выполнения широкомасштабного эксперимента для решения задачи диссертационных исследований.

3 s а, о

■ ^ — *

Контактное давление, МПа

Рис. 6. Расчет деформирования разделительного слоя 1 - классическое сжатие разделительного слоя; 2- сжатие с учетом сил адгезии или трения

Рис. 7. Схемы формирования защитного покрытия а - без разделительного слоя; б - с разделительным слоем

Глава III. Экспериментальные исследования соединений «гребной вал -облицовка» с полимерным разделительным слоем. Исходя из цели диссертационной работы и отсутствия теоретических положений по расчету параметров соединения «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем, для выполнении экспериментальных исследований были сформулированы следующие требования:

1) получение достоверных и полных сведений, подтверждающих надежность и прочность работы конструкции соединения;

2) обоснование и выбор материала разделительного слоя;

3) исследование и обоснование конструктивных параметров разделительного слоя;

4) исследование выходных контролируемых параметров разделительного слоя, определяющих его работоспособность;

5) исследование влияния условий эксплуатации на работоспособность соединения;

6) повторяемость и воспроизводимость измерений;

7) экономия затрат на создание образцов и выполнение экспериментальных исследований;

8) точность и прецизионность результатов.

В состав контролируемых параметров и факторов, подлежащих исследованию, включены:

1) в качестве материала разделительного слоя эпоксидно-тиоколовый клей и клей на основе импортного полиуретана марки «СНсаяЬ), использование эпок-сидно-тиоколового разделительного слоя обусловлено необходимостью иметь надежную базу для сравнения результатов экспериментальных исследований;

2) вид нагружения, характеризующий прочность соединения: осевой силой, создающей напряжения чистого сдвига, весовой нагрузкой и реакциями опоры, приводящими к деформации;

3) условия эксплуатации (нормальные и повышенные температуры, воздействие морской воды);

4) выходные контролируемые параметры прочности (усилие разрушения, напряжения сдвига, податливость);

5) электрическое сопротивление изолирующего слоя.

Программа экспериментальных исследований приведена в табл. 3.

Таблица 3

Программа экспериментальных исследований.

Выходной контролируемый параметр Материал разделительного слоя Условия испытаний, сс Оценка изучаемого явления

Предел прочности Э-Т 20 Прочность соединения при сдвиге

Податливость сопряжения Э-Т 20 Деформация соединения под действием весовых нагрузок и реакции опор

Электрическое сопротивление изолирующего слоя Э-Т 20 Изменения электрического сопротивления при нормальном нагружении

Обозначения в табл. 3: Э-Т - разделительный слой с эпоксидно-тиоколовым клеем; П - разделительный слой полиуретановый.

Конструктивное исполнение образцов для испытаний представлено на (рис. 8). Полная номенклатура образцов и их количество представлены в табл. 4.

Методика испытаний заключалась в том, что при испытании образцов на прочность при сдвиге контролировалась величина осевого усилия, а также пере-мецение имитатора гребного вала вдоль оси (образцы № 6-10). Испытанию на прочность при температуре г=20°С подвергнуты все образцы (табл. 4), испытанию при повышенной температуре Г=100°С подвергнуты образцы № 2, 4, 7, 9 (табл. 4). Схема испытаний образцов на прочность при сдвиге представлена на рис. 9. Измерение электрического сопротивления проводилось с помощью тестера и мегомметра (и=1000В) по схеме, представленной на рис. 10. Исследование податливости сопряжения «вал - облицовка» проводилось по схеме (рис. 11) с помощью специального стенда с использованием одного образца из группы образцов 10 (см. табл. 4).

Таблица 4

№ конструктивного исполнения образца Материал разделительного слоя о, мм 4 мм и мм мм Количество образцов

1 50 0,1 5

2 50 40 1,0 5

3 Эпоксидный 100 0,1 5

4 1.0 5

5 110 90 200 1,0 5

6 50 0,1 5

7 50 40 1,0 5

8 Полиуретан 100 од 5

9 1,0 5

10 110 90 200 3,0 2

Требования экономии затрат на испытания, ограничение по количеству образцов определили последовательность выполнения экспериментов (табл. 5).

Таблица 5

№ п/п Наименование эксперимента Номер образца

1 Электрическое сопротивление исходное 1-10

2 Податливость сопряжения 10

3 Прочность на сдвиг при нормальной температуре 1-10

4 Электрическое сопротивление при высокой температуре 2, 4,7, 9

5 Прочность на сдвиг при высокой температуре 2,4, 7,9

Разработана методика статистической обработки результатов экспериментальных исследований, включающая анализ наличия грубых выбросов, анализ и выявление определяющих параметров (конструкторско-технологических, внешних воздействующих факторов и т.д.) и разработку параметрических регрессионных зависимостей по результатам экспериментальных исследований. Результаты испытаний трех серий образцов с разделительным слоем на основе эпоксидной

смолы представлены в табл.6, графические зависимости представлены на рис. 12, 13, 14, а расчетные зависимости, полученные с помощью ПО «Advance Grapher», представлены в табл. 7.

Таблица 6

Результаты испытаний прочности образцов с разделительным слоем на основе эпоксидной смолы____

Параметры

Диаметр (1, мм 40 40

Длина Ь, мм 50 100 50 100 100

Площадь яс)Ь, см2 62,8 125,7 62,8 125,7 5*65,5

Толщина слоя ^ мм 0,1 1,0 1,0

Порядковый номер идентичного образца Усилие разрушения, Н

1 67500 91200 48300 75200 175000

2 59300 88400 47400 78600 184000

3 62700 99500 45600 79100 180500

4 58800 90300 46900 76300 190700

5 61300 97400 47100 75900 198800

Среднее 61920 93360 47060 77020 185800

Напряжения сдвига, МПа

1 10,75 7,26 7,69 5,98 3,09

2 9,44 7,03 7,55 6,25 3,25

3 9,98 7,92 7,26 6,29 3,19

4 9,36 7,18 7,47 6,07 3,37

5 9,76 7,75 7,50 6,04 3,52

Среднее 9,86 7,43 7,49 6,13 3,28

Таблица 7

Прочность соединения «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем на основе эпоксидной смолы.____

Рисунок Зависимость Параметр Уравнения регрессии Параметры и показатели расчетных зависимостей

12 1 М),1мм у,=-0,6096^+154,32х У1 - усилие разрушения, ЮОкН; х=Ь, мм - длина сопряжения

2 t-1,0 мм yi=-0,342x2+l 12,22х

13 1 L=100mm у2=9518-18,2х у2 - усилие разрушения, ЮОкН; х=1, мкм/10 - толщина раздел, слоя

2 L=50mm у2=6357-16,5х

14 1 0,1 у3=482,41/х+260 Уз - разрушающее напряжение сдвига, ЮОМПа; х=7с<1Ь, 10см2 - площадь раздел, слоя

2 1,0 Тоже

Полученные уравнения регрессии (табл. 7) удовлетворительно совпадают с результатами теоретических исследований, изложенных в гл. II.

Результаты исследования разделительного слоя на основе полиуретана Cil-cast представлены в табл. 8, графические зависимости - на рисунках 15-17, а расчетные зависимости, полученные с помощью ПО «Advance Grapher», в табл. 9.

Таблица 8

Результаты испытаний прочности образцов с разделительным слоем на основе полиуретана СПса^.

Параметры

Диаметр d, мм 40 90

Длина Ь, мм 50 100 50 100 200

Площадь пдЬ, см2 62,8 125,7 62,8 125,7 565,5

Толщина слоя 1, мм ОД 1,0 3,0

Порядковый номер идентичного образца Усилие разрушения, Н

1 87000 92200 100000 98000 550000

2 84000 98500 100000 93000 -

3 69500 96000 90000 100000 -

4 85000 94000 76500 100000 -

5 97000 - 100000 - -

Среднее 84500 95200 93300 97750 550000

Напряжения сдвига, МПа

1 13,9 7,3 15,9 7,8 9,7

2 13,4 7,8 15,9 7,4 -

3 ИЛ 7,6 14,3 8,0 -

4 13,5 7,5 12,2 8,0 -

5 15,4 - 15,9 - -

Среднее 13,5 7,6 14,8 7,8 9,7

Таблица 9

Прочность соединения «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем на основе полиуретана СПса$1_

Рисунок Зависимость Параметр Уравнения регрессии Параметры и показатели расчетных зависимостей

15 1 t=0,lMM у,=26х+926 у, - усилие разрушения, ЮкН; х~ЬЛ1 - относительная длина сопряжения

2 t= 1,0мм yi=107x+738

17 1 L=100мм у2=0,144х+133,6 у2 - напряжение сдвига, ЮМПа; мкм/10 -толщина раздел, слоя

2 L=50MM у2=0,0222х+75,8

Графические зависимости, представленные на рис. 16, имеют идентичные участки для 1=0,1мм и £=1,Омм. Участок I характеризуется возрастанием прочности пропорционально площади сопряжения. Этот участок характерен для сопряжений малой длины, когда свойства сопряжения одинаковы по всей площади кон-

такта, а влияние погрешностей изготовления минимально. Участок II невозможно предсказать на стадии аналитического исследования, но можно объяснить различным темпом влияния на прочность таких независимых факторов, как площадь сопряжения и технологические погрешности. Участок III получен для 1=1мм, где дополнительная площадь сопряжения нивелирует отрицательное влияние технологических погрешностей, что приводит к увеличению прочности.

Зависимости на рис. 17 свидетельствуют, что прочность соединения с разделительным слоем на основе полиуретана, оцениваемая по величине разрушающего напряжения сдвига, практически не зависит от толщины разделительного слоя.

Влияние повышенной температуры на прочность соединения вала с облицовкой было исследовано на отдельных образцах. Результаты этих испытаний приведены в (табл. 10) и на (рис. 18 и 19).

Таблица 10

Номер идентичного образца 2 4 7 9

Напряжение сдвига, МПа 5,3 4,1 3,4 5,5

Усилие разрушения, Н 66600 51500 43000 68500

Анализ полученных данных показывает, что увеличение температуры с 20 до 100° С приводит к уменьшению прочности не более, чем в 2 раза. В рабочем диапазоне температур прочность соединений с разделительным слоем как на основе эпоксидной смолы, так и на основе полиуретана, обеспечивается на достаточно высоком уровне.

Влияние масштабного фактора (Ь/с1) представлено в табл. И.

Таблица 11

Влияние масштабного фактора на прочность соединений гребного вала с облицовкой

Материал раздели- Длина сопря- Диаметр вала Ш Напряжение

тельного слоя жения Ь, мм (1,ММ сдвига, МПа

Эпоксидная смола 100 40 2,5 6,23

200 90 2,22 3,28

Полиуретан 100 40 2,5 7,8

200 90 2,22 9,7

Анализ экспериментальных данных показывает, что соединение с разделительным слоем на основе эпоксидной смолы подвержено существенному влиянию масштабного фактора. Падение прочности при увеличении диаметра вала в 2,5 раза объясняется высоким модулем упругости отвержденной эпоксидной композиции и наличием большого количества технологических погрешностей, связанных с изготовлением металлических деталей и неоднородностью материала разделительного слоя. Соединение с разделительным слоем на основе полиуретана стабильно в достаточно широком диапазоне. Полиуретан позволяет минимизировать технологические погрешности за счет низкой вязкости на момент заливки в зазор.

В процессе испытаний на прочность с разделительным слоем на основе эпоксидной смолы при достижении предельной нагрузки образцы мгновенно и

полностью утрачивали работоспособность - дальнейшее, взаимное перемещение вала и облицовки происходило при нагрузке, близкой к нулю. Образцы с разделительным слоем на основе полиуретана после достижения предельной нагрузки сохраняли свою работоспособность.

Исследование электрического сопротивления разделительного слоя было выполнено раздельно по группам образцов, отличающихся материалом разделительного слоя (табл. 12 и 13).

Таблица 12

Электрическое сопротивление образцов с разделительным слоем на основе эпоксидной смолы.

Номер Электрическое сопротивление, кОм

идентичного Порядковый номер испытуемого образца в группе идентичных

образца 1 2 3 4 5

1 40 13 25 0 34

2 150 210 125 165 185

3 0 16 0 11 24

4 120 80 135 110 90

5 135 110 140 170 145

Таблица 13

Электрическое сопротивление образцов с разделительным слоем на основе полиуретана СЛсаз!.__

Номер Электрическое сопротивление, кОм

идентичного Порядковый номер испытуемого образца в группе идентичных

образца 1 2 3 4 5

6 0,2 0 1500 800 5

7 >10" >106 >10" >106 >106

8 0 1300 800 1000 16(10)

9 >10ь >106 >106 >10(> >106

10 >10" - - -

Корреляционно-регрессионный анализ позволил выявить определяющий параметр электрического сопротивления разделительного слоя - толщину разделительного слоя (I) и получить значимую параметрическую зависимость оценки электрического сопротивления изоляции (у) для разделительного слоя на основе эпоксидного клея:

у= 1,53 + 136,5 х, (7)

где у - электрическое сопротивление изоляции слоя, кОм;

х = 1, - толщина разделительного слоя, мм. При малой толщине разделительного слоя I < ОДмм наблюдаются случаи короткого замыкания, обусловленные погрешностями изготовления (табл. 12, 13). Разделительный слой на основе полиуретана обладает значительно более высоким электрическим сопротивлением. Надежное электрическое разъединение деталей соединения обеспечивается при толщине разделительного слоя 1=1 мм.

Влияние повышенной температуры (100°С) на электрическое сопротивление разделительного слоя представлены в (табл. 14).

Данные табл. 14 показывают, что сопротивление разделительного слоя на основе эпоксидной смолы при повышенной температуре увеличивается примерно

на 10%. При нагревании образцов с разделительным слоем на основе полиуретана при Т=1мм наблюдается снижение электрического сопротивления, что объясняется изменением электрических свойств полиуретана. В исследованиях прочности соединения «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем достаточным является установление минимальной толщины разделительного слоя 1=1 мм, обеспечивающего надежную работу соединения по прочности и электрическим параметрам.

Таблица 14

Влияние температуры окружающей среды на электрическое сопротивление образцов соединений ______

Номео образца 1 2 3 4 5 8 9

Я, кОм 20 155 40 140 160 230 500

Дополнительно было исследовано влияние марки материала облицовки на электрическое сопротивление. Испытания показали, что марка материала облицовки не влияет на электрическое сопротивление и на прочность образцов, что объясняется адгезионными свойствами полиуретана как к бронзе, так и к углеродистой стали.

В процессе экспериментов по выявлению влияния температуры на прочность соединения была исследована методика нагревания образцов не только в термошкафу, но и в кипящей воде. При этом, совместное воздействие температуры и окружающей среды не повлияло на прочность соединения.

Проверка податливости соединений с полимерным разделительным слоем выполнялась на одном образце серии 10 (см. табл. 4), результаты измерения податливости представлены в (табл. 15) и на (рис. 20).

Таблица 15

Результаты измерения податливости образцов с разделительным слоем на основе полиуретана СНсаэТ.

Радиальная наптка. Н 4400 8800 13200 17600 22000

Контактное давление на дейд-вудный подшипник, МПа 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Перемещение облицовки, мм 0,03 0,07 0,1 0,12 0,14

Расчетная зависимость смещения облицовки у, мм/100 в зависимости от контактного давления х, МПа представлена в виде:

у = 1,875х, (8)

а экспериментальная зависимость уравнением регрессии:

у = -1,875х2 + 2,Ох - 0,25 , (9)

Анализ полученных экспериментальных данных подтверждает теоретические положения о податливости соединения вала с облицовкой при наличии разделительного слоя на основе полиуретана. Отклонения экспериментальных данных от прямолинейной зависимости объясняется неравномерным деформированием разделительного слоя и высокой адгезией полиуретана к металлическим деталям.

Сплошность разделительного слоя проверена на крупных образцах серии 5, 6 (см. табл. 4) методом обстукивания с качественной проверкой результатов. Обстукивание образцов с разделительным слоем на основе эпоксидной смолы сопровождалось глухим звуком, свидетельствующим о наличии пустот (площадь

пустот достигала -20% площади сопряжения). Для соединения с разделительным слоем на основе полиуретана пустоты не обнаружены. Экспериментальные данные подтверждают предположение, сформулированные по результатам теоретического анализа, выполненного в главе II и доказывают предпочтительность использования соединения «гребной вал - облицовка» с полиуретановым разделительным слоем марки СИсаБ^ обеспечивающим лучшие прочностные и электрические свойства в условиях работы испытуемых образцов, приближенных к реальным условиям эксплуатации.

Рис. 8. Образец для испытаний соединения «гребной вал - облицовка» 1 - имитатор гребного вала; 2 - имитатор облицовки; 3 - разделительный

^мвшюашюмшшш

Рис. 10. Схема измерения электрического сопротивления разделительного лоя между валом и облицовкой

Рис. 9. Схема испытания образцов на прочность при сдвиге

Рис. 11. Схема измерения податливости сопряжения «вал-облицовка»

и «00 к

§ гиии £ а

о -л и п юа

Длина сопряжения Ь, мм

Рис. 12. Зависимость усилия разрушения от длины сопряжения Ь 1 - для слоя толщиной 0,1мм; 2 - для слоя толщиной 1,0мм; с!=40мм

"" " гл -и ¡а и юо Толщина слоя t, мкм/10

Рис. 13. Зависимость усилия разрушения от толщины разделительного слоя t, мкм/10

1 - длина сопряжения L= 100мм; 2 - длина сопряжения L-50mm

я' 1KJD

Ч 750 v

Я 500 й я

§ g 1000 2000 3000 «00 5000 SC03

Площадь разделительного слоя rcdL, 10см2

Рис. 14. Зависимость разрушающего напряжения сдвига от площади сопряжения 1 - толщина слоя 0,1мм; 2-толщина слоя 1,0мм

í=b=s== J 1

1 Т.1 1,г 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Относительная длина сопряжения «вал-облицовка» ЫА Рис. 15. Зависимость усилия разрушения от длины сопряжения 1 - толщина разделительного слоя 1=1,0 мм; 2 - толщина разделительного слоя 1=0,1 мм

i 60 К 30

к ■

fn к.

// V—

h » III

10D0 2000 3000 <000 5000 600Q

Площадь сопряжения judL- 10см2 Рис. 16. Зависимость разрушающего напряжения от площади контакта 1 - «тонкий» слой клея t=0,1 мм; 2 - «толстый» слой клея t= 1,0мм

* с 2 150

— 1

40 60 80 100

Толщина разделительного слоя мкм/10

Рис. 17. Зависимость разрушающего напряжения сдвига от толщины разделительного слоя: I - длина сопряжения Ь=50мм; 2 - длина сопряжения Ь=100мм

еооао 60000

3 ^ __ 2 _

ад во во Температура,0 С

Рис. 18. Влияние температуры на прочность соединения 1 - полиуретан; Ь= 100мм; 1=1,0мм; 2 - эпоксидная смола; Ь=100мм; 1=0,1мм; 3 - полиуретан; Ь=100мм; 1=0,1мм; 4 - эпоксидная смола; Ь=100мм; 1=1,0мм

в 800 I 700

I 400' |

I 3008 20 40 60 80 100 К

Температура,0 С Рис. 19. Влияние температуры на прочность соединения 1 - полиуретан; Ь=Т00мм; 1=1,0мм; 2 - эпоксидная смола; Ь= 100мм; 1=0,1мм; 3 - полиуретан; Ь=100мм; 1=0,1мм; - эпоксидная смола; Ь=100мм; 1=1,0мм

| О 2 А 6 8 10

Контактное давление, 10МПа Рис. 20. Зависимость радиального смещения облицовки от контактного давления в дейдвудном подшипнике

1 - расчетная зависимость; 2 - экспериментальная зависимость

Глава IV. Разработка технологических процессов изготовления вало-проводов с полимерным разделительным слоем и защитным покрытием. В

результате исследований качества соединения «гребной вал - разделительный слой - облицовка» установлено, что определяющими параметрами, влияющими на прочность соединения, являются: диаметр вала, ё, мм, длина сопряжения, Ь, мм, толщина разделительного слоя, 1, мм и площадь разделительного слоя, пбЬ, см2. Названные параметры демонстрируют тесную статистическую линейную связь с показателями прочности (величиной усилия разрушения и напряжением сдвига).

Автором предложена методика расчета конструктивных параметров соединения в процессе проектирования, базирующаяся на результатах выполненных исследований, требованиях Российского Морского Регистра Судоходства, ограничениях максимальной толщины разделительного слоя, которые приводят к увеличению габаритных размеров дейдвудного устройства, усложнению технологического процесса его формирования, повышенному расходу дорогостоящих материалов без получения дополнительных эксплуатационных преимуществ. Диаметр отверстия облицовки гребного вала 01 (см. рис. 8) предложено определять по формуле:

Э, =кс1, (10)

где с1 - диаметр гребного вала, определенный по действующим правилам Регистра;

к=1,01-1,05 - коэффициент, учитывающий габаритные размеры гребного вала.

Большие значения к должны использоваться для гребных валов малых диаметров <1=(30-50)мм.

Проверочный расчет суммарного допуска на отклонение шейки гребного вала предложено выполнять по формуле:

(Д,+Д2)<п(01-с1), (11)

где Д> - суммарный допуск на отклонение шейки гребного вала;

Д2 - суммарный допуск на отклонение диаметра отверстия облицовки; п=0,2-0,5 - предложенное значение коэффициента запаса. Остальные параметры назначаются по действующим правилам. Наличие податливого разделительного слоя из полиуретана марки СПсаБг оказывает положительное влияние на распределение контактных давлений в дейдвудных подшипниках. Поэтому при расчете технологических параметров центровки валопро-вода необходимо учитывать влияние разделительного слоя.

Рис. 21. Способ сборки с помощью фиксаторов 1 - гребной вал; 2 - облицовка; 3 - разделительный слой; 4 - фиксаторы Выход Вход Ни пи Вход

~ТГЛ7тГ77ГГГТ!7Г

Отверстие дзя выхода воздуха и смеси

Отверсгнс дм заливки

Рис. 22. Схема сборки гребного вала с облицовкой с использованием разделительного слоя на основе полиуретана

1 - гребной вал; 2 - облицовка; 3 - фиксатор; 4 - разделительный слой На основании опыта изготовления экспериментальных образцов разработана промышленная технология изготовления соединений для выполнения работ в судостроении и судоремонте (рис. 22).

В диссертации разработана технология сборки соединений с полимерным разделительным слоем на основе полиуретана. В качестве технологического приема нанесения разделительного слоя предложен метод заливки с помощью специальных фиксаторов (рис. 21), пригодный как для вертикальной, так и горизонтальной сборки. При подготовке поверхностей перед заливкой выбрана наиболее эффективная абразивная струйная обработка с последующим нанесением ад-гезива на поверхности сопряжения и антиадгезива на поверхности фиксаторов.

В результате разработки промышленной технологии изготовления соединения определены требования к заготовкам, технологической оснастке, окружающей среде технологического процесса сборки вала с облицовкой в условиях механического цеха, подготовке сопрягаемых поверхностей, а также слесарно-сборочной и контрольной операциям. Разработан технологический процесс нанесения защитного покрытия, включающий токарную, слесарную, малярную, слесарную и контрольную операции (рис. 23).

Сформулированные технологические требования, состав и последовательность выполнения работ по изготовлению соединения «гребной вал - облицовка» (рис.

22), разработанная технология нанесения защитных полимерных покрытий (рис.

23) предложены для последующей промышленной реализации в судостроении и судоремонте.

1 - гребной вал; 2 - облицовка кормовая; 3 - облицовка носовая; 4 - разделительный слой; 5 - защитное покрытие.

Глава V. Практическое использование результатов исследований. Внедрение методики расчета конструктивных параметров соединения «гребной вал -облицовка» с разделительным слоем на основе двухкомпонентного полиуретана марки СИсаБ! предполагает два этапа: опытное внедрение при проектировании соединений в судостроении и судоремонте и внедрение исследований и разработок в Правила Российского Морского Регистра Судоходства, а также стандарты различного уровня.

АОЗТ «Производственное предприятие «СИГМА», выполняющее по заданию Российского Морского Регистра Судоходства НИР в области судовых дви-жительных комплексов, использовало в проекте «идеального» судового движи-тельного комплекса «ЭКОДЕЙДВУД» (ЕСОЗМАРТГЫв) результаты исследования и разработки, изложенные в диссертации.

В проект «ЭКОДЕЙДВУД» проведена эксплуатационная проверка гребных валов с разделительным слоем на основе полиуретана, а в качестве одного из основных компонентов включен гребной вал сборной конструкции, в котором облицовки установлены с помощью разделительного слоя на основе полиуретана холодного отверждения марки СПсаБ):.

ООО «ЛОМО-Инфраспек» приняло на коммерческую реализацию промышленную технологию формирования разделительного слоя между телом судового

гребного вала и антифрикционной облицовкой. При разработке технологии были использованы исходные требования, технологические рекомендации и технологическая оснастка, разработанные в диссертации.

Оценка экономической эффективности выполнена при условии, что движи-тельный комплекс является одним из часто повреждаемых элементов судна. Наибольшая частота отказов (~33,8%) связана с гребным валом и кормовым дейдвуд-ным подшипником, смазываемым водой (-30,3%).

Денежное выражение от ущерба, нанесенного судовладельцам отказами элементов судового движительного комплекса (СДК), связано с арендой дока, выполнением ремонтных работ, приобретением запасных деталей и потерей провозоспособности. Стоимость замены любого из компонентов СДК составляет десятки тысяч долларов, упущенная выгода в связи с простоем судна оценивается сотнями тысяч долларов в день. Общий размер убытков по освидетельствованным судам, по данным Российского Морского Регистра Судоходства, оценивается около1 млрд. долл. США за последние 5 лет, без учета стоимости ущерба, нанесенного природе и штрафов природоохранных органов. Внедрение результатов диссертационных исследований приведет к снижению числа отказов СДК. Если предположить, что уменьшение числа отказов составит -1% (пессимистическая оценка), то экономический эффект от внедрения результатов исследований в сферу эксплуатации флота будет не менее 2 млн. долл. США в год.

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Обоснована целесообразность и возможность применения гребных валов с разделительным слоем между телом вала и облицовкой, физико-механические и технологические свойства которого соответствуют определенным требованиям, сформулированным на основе теоретических и экспериментальных исследований. Применение такого технического решения позволяет достичь сформулированную цель, то есть повысить надежность валопровода за счет уменьшения пиков концентрации напряжений, эффективной гидроизоляции вала и равномерного нагру-жения дейдвудных подшипников.

2. Аналитическими исследованиями установлено, что разделительный слой на основе эпоксидной смолы не соответствует полному набору требований, предъявляемых к подобному элементу гребного вала. Показано, что из-за большого абсолютного значения модуля упругости композиций на основе эпоксидной смолы, в разделительном слое могут возникать напряжения, превышающие предел выносливости. Причиной возникновения этих напряжений может стать наложение негативных воздействий, вызванных погрешностями изготовления и сборки гребного вала, а также условиями его эксплуатации.

3. Аналитически показано влияние масштабного фактора на прочность разделительного слоя между валом и облицовкой. Нагрузки от веса гребного винта и гребного вала, воспринимаемые разделительным слоем, возрастают прямо пропорционально диаметру гребного вала.

4. Доказано, что использование тонкой пленки клея (1 < 0,1мм) в качестве разделительного слоя малоэффективно. Наличие технологических погрешностей не обеспечивает надежной изоляции гребного вала и облицовки. Предложена методика аналитической оценки суммарной технологической погрешности изготов-

ления и сборки. Доказано, что толщина разделительного слоя должна быть больше, чем сумма технологических погрешностей.

5. Установлено, что температурные деформации и напряжения в разделительном слое при естественном нагреве или охлаждении гребного вала, а также при установившемся режиме тепловыделения в процессе трения облицовки вала о дейдвудный подшипник невелики и поэтому учитывать их при оценке надежности разделительного слоя нецелесообразно.

6. Определены преимущества технического решения, в котором используется современный эластомер для одновременного выполнения функций защитного покрытия и разделительного слоя. Показано, что такое решение может обеспечить снижение напряжений в разделительном слое от эксплуатационных нагрузок, а также обеспечить надежность защитных покрытий во всем диапазоне размеров гребных валов и эксплуатационных нагрузок.

7. Экспериментально установлено, что разделительный слой на основе эпоксидного клея или полиуретана способен обеспечить эффективное электрическое разъединение гребного вала и облицовки. Для этого необходимо, чтобы толщина разделительного слоя была достаточной для компенсации погрешностей изготовления и сборки соединения. Показано, что толщина слоя должна быть 1-3 мм. При такой толщине разделительного слоя абсолютные значения электрического сопротивления составляют десятки кОм и десятки МОм соответственно для эпоксидной смолы и полиуретана.

8. Установлено, что повышение температуры до 100 ° С в зоне дейдвудного подшипника возможно в процессе нормальной эксплуатации, однако это не оказывает влияния на работу соединения «гребной вал_ - облицовка» при толщине разделительного слоя 1=1-3 мм.

9. Доказано, что по таким основным параметрам, как прочность при низкой и повышенной температурах, электрическое сопротивление, масштабный фактор, податливость, работоспособность при предельных нагрузках и сплошность, разделительный слой на основе полиуретана превосходит разделительный слой на основе эпоксидной смолы.

10. По результатам аналитических и экспериментальных исследований разработаны методы расчета основных параметров соединительного устройства «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем на основе полиуретана холодного отверждения для использования при проектировании.

11. Разработаны типовые технологические процессы сборки гребных валов с облицовками и разделительным слоем и нанесения защитного покрытия на основе полиуретана холодного отверждения для использования в судостроении и судоремонте.

12. Сформулированы требования к технологической оснастке, к подготовке поверхностей и к окружающей среде, которые должны быть соблюдены в условиях механического цеха судостроительного, судоремонтного или специализированного предприятия.

13. Разработана и реализована в практике промышленная технология сборки гребных валов с облицовками с разделительным слоем на основе полиуретана. Обеспечение заданных параметров по качеству разделительного слоя были проверены на специальных образцах, имитирующих гребной вал малотоннажного судна (проект «ЭКОДЕЙДВУД»);

13. Исходные требования, технологические рекомендации и технологическая оснастка, а также промышленная технология формирования разделительного слоя между телом гребного вала и антифрикционной облицовкой, разработанные в диссертации, приняты на коммерческую реализацию в ООО «ЛОМО-Инфраспек».

14. Ожидаемый экономический эффект в сфере эксплуатации флота от полной реализации рекомендаций, изложенных в диссертации, может быть оценен суммой около 2,0 млн. долларов США в год.

4. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

В изданиях, рекомендованных перечнем ВАК:

1. Александров М.В. Об опыте сборки бронзовых облицовок с гребными и дейдвудными валами. «Вестник технологии судостроения», № 9,2001, с. 36-38.

2. Александров М.В., Лысенков П.М. Напряженное состояние разделительного слоя между гребным валом и его облицовкой. «Судостроение», № 6, 2001, с. 57-58. Доля автора диссертации - 50%.

В других изданиях:

3. Александров М.В. Влияние погрешностей формы деталей сопряжения «вал - втулка» на минимальную толщину разделительного слоя. Сб. трудов НТО им. академика А.Н. Крылова, 2001, вып. 31, часть 4.

4. Александров М.В. Некоторые особенности технологического процесса сборки облицовок с гребными валами с использованием клея. Сборник рефератов ДР ВИМИ, вып. 3,2001.

5. Александров М.В. К вопросу о применении клея для соединения деталей судового машиностроения. Сборник рефератов ДР ВИМИ, вып. 4,2001.

6. Александров М.В. Прочность соединений «вал - втулка» с разделительным слоем на основе полиуретана холодного отверждения. Сборник рефератов ДР ВИМИ, вып. 1,2002.

7. Александров М.В. Повышение качества судовых валопроводов и совершенствование технологии их изготовления. Тезисы трудов II Российской научно-практической конференции судостроителей «Единение науки и практики», СПб, 14-15.10.2010г., с.78-79.

ИЦСПбГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 19.10.2010. Зак. 4057. Тир.80.1,5 печ. л.

Оглавление автор диссертации — кандидат технических наук Александров, Михаил Владимирович

Введение.

Глава I. Анализ существующих технологических методов обеспечения качества судового валопровода.

1.1. Анализ существующей конструкции валопровода, способов сборки и защиты деталей.

1.2. Анализ особенностей технологических процессов изготовления облицовок и сборки валопроводов.

1.3. Анализ использования клеевых соединений в судовом машиностроении.

1.4. Анализ требований к клеевым соединениям при использовании валопроводов.

1.5. Выводы. Цель и задачи исследования.

Глава II. Аналитическое исследование клеевых соединений валопровода.

2.1. Анализ напряжений в деталях валопровода облицовка - гребной вал».

2.2. Анализ напряженного состояния разделительного слоя при осевом сдвиге, кручении, изгибе.

2.3.Температурные деформации в разделительном слое.

2.4. Исследование влияния погрешностей формы гребного вала и его облицовки на минимальную толщину разделительного слоя.

2.5. Напряжения в защитных покрытиях.

2.6. Выводы.

Глава III. Экспериментальные исследования соединения «гребной вал облицовка» с полимерным разделительным слоем.

3.1. Планирование экспериментальных исследований.

3.2. Исследование прочности соединения «гребной вал-облицовка» с разделительным слоем.

3.3. Исследование электрического сопротивления разделительного слоя.

3.4. Специфические эксперименты.

3.5. Проверка податливости соединений с полимерным разделительным слоем.

3.6. Исследование сплошности разделительного слоя.

3.7. Выводы.

Глава IV. Разработка технологических процессов изготовления валопроводов с полимерным разделительным слоем и защитным покрытием.

4.1. Расчет конструктивных параметров соединения.

4.2. Технология сборки соединений с полимерным разделительным слоем на основе полиуретана.

4.3. Технология нанесения полимерных защитных покрытий.

4.4. Выводы.

Глава V. Практическое использование результатов исследований.

5.1. Внедрение в нормативно-техническую документацию.

5.2. Внедрение в проектирование.

5.3. Внедрение в производство.

5.4. Эксплуатационная проверка соединений с разделительным слоем и защитным покрытием.

5.5. Оценка экономической эффективности.

5.6. Выводы.

Введение 2010 год, диссертация по кораблестроению, Александров, Михаил Владимирович

Российский флот состоит из всех известных типов судов и кораблей, таких как сухогрузные, наливные, пассажирские, рыбопромысловые морские и речные суда, ледоколы, научно-исследовательские и вспомогательные суда, надводные и подводные боевые корабли и прочие плавсредства. По данным Российского Морского Регистра Судоходства [45] одним из наименее надежных компонентов судна является движительный комплекс (ДК), в первую очередь валопровод. Наиболее нагруженным и подверженным повреждениям, связанным с коррозией и фретинг-коррозией, считается гребной вал [8, 9].

Примерно половина морского коммерческого флота состоит из судов, оборудованных водяной смазкой подшипников гребных валов. Соответственно гребные валы имеют бронзовые облицовки, которые выполняют две функции: создания оптимального трибосопряжения в дейдвудных подшипниках и защиты вала от контакта с морской водой. Кроме того, гребной вал, как правило, имеет защитное покрытие на участках, расположенных вне дейдвудных подшипников. Эти участки защищают лакокрасочными средствами, композициями на основе эластомеров и эпоксидных компаундов, армированных стекловолокном. Весь речной и военно-морской флот также ориентирован на охлаждение и смазку водой подшипников гребных валов.

Опыт эксплуатации флота с водяной смазкой дейдвудных подшипников [8, 9, 14, 15, 23, 45] свидетельствует о том, что сопряжения «вал - бронзовая облицовка» подвержены действию коррозии и фретинг-коррозии, а защитные покрытия не обладают достаточной надежностью, разрушаясь преимущественно в районах соединения с бронзовыми облицовками. Коррозионные повреждения интенсифицируются при наличии прямого электрического контакта между деталями, имеющими различный электрический потенциал. Таким образом, можно утверждать, что традиционное прессовое соединение стального вала с бронзовой облицовкой является потенциальным источником повреждений гребного вала, который активно проявляется при контактах с морской водой.

Гребной вал расположен в недоступном и необслуживаемом пространстве. Его надежная работа не может быть обеспечена за счет постоянного наблюдения и технического обслуживания. Регулярные профилактические ремонтные работы также невозможны по технико-экономическим соображениям. Так, для выполнения полноценного осмотра и ремонта необходима постановка судна в док, демонтаж гребного винта и гребного вала, простой судна в течении длительного времени. При этом судовладелец несет издержки, исчисляемые тысячами долларов в сутки (доковый тариф, ремонтные работы, запасные детали) и десятками тысяч долларов в сутки (потеря провозоспособности) за счет упущенной прибыли. Одним из путей сокращения названных издержек является повышение надежности валопровода и его технического ресурса.

Решение этой задачи приводит к необходимости всестороннего анализа существующих конструкций валопровода, способов сборки и защиты деталей, анализа технологических процессов изготовления облицовок и сборки валопроводов, а также использования клеевых соединений в разделительном слое между валом и облицовкой. Таким образом, объектом исследования настоящей диссертационной работы является конструкция соединения «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем и технология его изготовления.

Указанное выше требует всестороннего исследования и анализа теоретических методов оценки прочности соединений «гребной вал -облицовка» с разделительным слоем, обеспечивающих надежную работу валопровода.

Таким образом, целью диссертационных исследований является повышение надежности валопровода за счет совершенствования конструкции соединения «гребной вал - облицовка» и технологии его монтажа.

В диссертационной работе выполнены теоретические исследования конструкций соединений «гребной вал - облицовка», определены диапазоны варьируемых конструктивно-технологических параметров, проанализированы свойства клеевых соединений на основе эпоксидной смолы и полиуретана, определены параметры прочности соединений, подлежащие экспериментальному исследованию.

Спроектированы конструкции и созданы серии опытных образцов соединений, отличающиеся конструктивно-технологическими параметрами и материалом разделительного слоя.

В процессе создания серии образцов отработана технология сборки соединения, предложенная впоследствии для промышленного использования.

Выполнены всесторонние экспериментальные исследования прочности, электрического сопротивления и дополнительных качественных параметров разделительного слоя. На основе исследований определены оптимальные конструктивно-технологические параметры соединения «гребной вал - разделительный слой - облицовка», обеспечивающие надежную работу валопровода. Отработан технологический процесс изготовления и осуществлено опытное внедрение промышленной технологии формирования разделительного слоя между телом судового гребного вала и антифрикционной облицовкой (в ООО «ЛОМО-Инфраспек»).

Результаты диссертационных исследований и разработок использованы в проекте «идеального» движительного комплекса «Экодейдвуд» (в АОЗТ «Производственное предприятие «Сигма»).

Новые научные результаты работы заключаются в том, что впервые установлены закономерности распределения напряжений и деформаций в полимерном разделительном слое соединения типа «вал-облицовка», а также в зоне сопряжения трёх элементов: вал, облицовка, защитное покрытие, позволяющие обоснованно использовать современные полимерные материалы для достижения целей работы.

Практическая ценность работы состоит в том, что впервые разработана промышленная технология крепления бронзовых облицовок на гребных валах с применением современных полимерных материалов, обеспечивающая заданную прочность и надежную защиту гребных и валов от коррозии.

Данные, полученные в настоящей работе, свидетельствуют о надежности валопроводов, созданных с использованием предложенной конструкции соединения «гребной вал - облицовка» с полиуретановым разделительным слоем.

Заключение диссертация на тему "Повышение качества судовых валопроводов и совершенствование технологии их изготовления"

5.6 Выводы

1. Результаты исследований и разработок внедрены в научно-исследовательский проект «ЭКОДЕЙДВУД». Гребной вал с облицовками, установленными с помощью разделительного слоя на основе полиуретана, использован в проекте в качестве одного из элементов «идеального» судового движительного комплекса.

2. Научные результаты внедрены в производство при изготовлении натурной модели «идеального» движительного комплекса «ЭКОДЕЙДВУД».

3. Экономический эффект от внедрения исследований и разработок, изложенных в диссертации, в судостроение и судоремонт Российской Федерации оценивается суммой, эквивалентной не менее 2млн. долларов США в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Обоснована целесообразность и возможность применения гребных валов с разделительным слоем между телом вала и облицовкой, физико-механические и технологические свойства которого соответствуют определенным требованиям, сформулированным на основе теоретических и экспериментальных исследований. Применение такого технического решения позволяет достичь сформулированную цель, т.е. повысить надежность валопровода за счет уменьшения пиков концентрации напряжений, эффективной гидроизоляции вала и равномерного нагружения дейдвудных подшипников.

2. Аналитическими исследованиями установлено, что разделительный слой на основе эпоксидной смолы не соответствует полному набору требований, предъявляемых к подобному элементу гребного вала. Показано, что из-за большого абсолютного значения модуля упругости композиций на основе эпоксидной смолы, в разделительном слое могут возникать напряжения, превышающие предел выносливости. Причиной возникновения этих напряжений может стать наложение негативных воздействий, вызванных погрешностями изготовления и сборки гребного вала, а также условиями его эксплуатации.

3. Аналитически показано влияние масштабного фактора на прочность разделительного слоя между валом и облицовкой. Нагрузки от веса гребного винта и гребного вала, воспринимаемые разделительным слоем, возрастают прямо пропорционально диаметру гребного вала.

4. Доказано, что использование тонкой пленки клея (1=0,1мм) в качестве разделительного слоя малоэффективно. Наличие технологических погрешностей не обеспечивает надежной изоляции гребного вала и облицовки. Предложена методика аналитической оценки суммарной технологической погрешности изготовления и сборки. Доказано, что толщина разделительного слоя должна быть больше, чем сумма технологических погрешностей.

5. Установлено, что температурные деформации и напряжения в разделительном слое при естественном нагреве или охлаждении гребного вала, а также при установившемся режиме тепловыделения в процессе трения облицовки вала о дейдвудный подшипник невелики и поэтому учитывать их при оценке надежности разделительного слоя нет необходимости.

6. Сформулированы преимущества технического решения, в котором используется современный эластомер для одновременного выполнения функций защитного покрытия и разделительного слоя. Показано, что такое техническое решение может обеспечить снижение напряжений в разделительном слое от эксплуатационных нагрузок, а также обеспечить надежность защитных покрытий во всем диапазоне размеров гребных валов и эксплуатационных нагрузок.

7. Экспериментально установлено, что разделительный слой на основе эпоксидного клея или полиуретана способен обеспечить эффективное электрическое разъединение гребного вала и облицовки. Для этого необходимо, чтобы толщина разделительного слоя была достаточной для компенсации погрешностей изготовления и сборки соединения. Показано, что толщина слоя должна находиться в диапазоне 1-3 мм. При такой толщине разделительного слоя абсолютные значения электрического сопротивления составляют десятки кОм и десятки МОм соответственно для эпоксидной смолы и полиуретана.

8. Установлено, что повышение температуры до 100 °С в зоне дейдвудного подшипника возможно в процессе нормальной эксплуатации, однако это не окажет влияния на работу соединения «гребной вал -облицовка» при толщине разделительного слоя 1=1-3 мм.

9. Доказано, что по всем основным параметрам (прочность при низкой и повышенной температурах, электрическое сопротивление, масштабный фактор, податливость, работоспособность при предельных нагрузках, сплошность) разделительный слой на основе полиуретана превосходит разделительный слой на основе эпоксидной смолы.

10. По результатам аналитических и экспериментальных исследований сформулированы методы расчета основных параметров соединительного устройства «гребной вал - облицовка» с разделительным слоем на основе полиуретана холодного отверждения для использования при проектировании.

11. Разработаны типовые технологические процессы сборки гребных валов с облицовками и разделительным слоем и нанесения защитного покрытия на основе полиуретана холодного отверждения для использования в судостроении и судоремонте.

12. Сформулированы требования к технологической оснастке, к подготовке поверхностей и к окружающей среде, которые должны быть соблюдены в условиях механического цеха судостроительного, судоремонтного или специализированного предприятия.

13. Осуществлено опытное внедрение результатов диссертационной работы в научно-исследовательский проект «ЭКОДЕЙДВУД», выполненный в АОЗТ «Производственное предприятие «СИГМА». Технологические процессы формирования разделительного слоя проверены в производственных условиях ООО «ЛОМО-Инфраспек».

14. Ожидаемый экономический эффект в сфере эксплуатации флота от полной реализации рекомендаций, изложенных в диссертации, оценивается суммой не менее 2,0 млн. долларов США в год.

БиблиографияАлександров, Михаил Владимирович, диссертация по теме "Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства"

1. Александров М.В. Об опыте сборки бронзовых облицовок с гребными и дейдвудными валами. «Вестник технологии судостроения», № 9, 2001. С. 3638.

2. Александров М.В. Влияние погрешностей формы деталей сопряжения «вал-втулка» на минимальную толщину разделительного слоя. Сб. трудов НТО им. акад. А.Н. Крылова. 2001. Вып. 31, часть 4.

3. Александров М.В. Некоторые особенности технологического процесса сборки облицовок с гребными валами с использованием клея. Сборник рефератов Д.Р. ВИМИ, выпуск 3, 2001.

4. Александров М.В. К вопросу о применении клея для соединения деталей судового машиностроения. Сборник рефератов ДР ВИМИ, выпуск 4, 2001.

5. Александров М.В. Прочность соединений «вал-втулка» с разделительным слоем на основе полиуретана холодного отверждения. Сборник рефератов ДР ВИМИ, выпуск 1, 2002.

6. Александров М.В., Лысенков П.М. Напряженное состояние разделительного слоя между гребным валом и его облицовкой. «Судостроение», № 6, 2001, стр. 57-58.

7. Александров М.В. Повышение качества судовых валопроводов и совершенствование технологии их изготовления. Сборник докладов на II Российской научно-практической конференции судостроителей, 2010, стр.78-79, СПб.

8. Бабанин В.Ф., Лысенков П.М., Орехов A.B., Постовалов Г.И. Совершенствование технологичности судового валопровода. «Технология судостроения», №5, 1986.

9. Балацкий Л.Т., Филимонов Г.И. Повреждения гребных валов. Изд. «Транспорт», М., 1970.

10. Балацкий Л.Т., Филимонов Г.Н. Фреттинг в судовых деталях. Изд. «Судостроение», 1973.

11. Беляев Г.С. Технология выполнения клеевого соединения типа гребной винт вал. Труды ЦНИИТС, 1967, № 73.

12. Беляев Г.С. Теоретическое и экспериментальное исследование существующих и новых способов крепления гребных винтов на судовых валах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Ленинград, 1967.

13. Валы судовых валопроводов. Общие технические условия. ОСТ5.4097-74.

14. Валы судовых валопроводов. Типовые технологические процессы изготовления. ОСТ5.9648-76.

15. Вейнгартен А.М. и др. Результаты обследования состояния гребных валов на судах. «Технология судостроения», 1966, № 2.

16. Виноградов С.С, Гавриш П.И. Износ и надежность винторулевого комплекса судов. Изд. «Транспорт», 1970.

17. Гречищев Е.С. Прочность соединений с гарантированным натягом в условиях кругового изгиба. «Вестник машиностроения», 1962, № 4.

18. Державец Ю.А., Сивчиков СБ., Турков А.И. Применение полиуретанов в судостроении. Труды Первого Международного симпозиума по транспортной триботехнике «Транстрибо-2001». СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.

19. Драхман 3., Аракелов Ф. Расчет надежности посадок облицовок из пластических бронз на гребные валы». «Морской флот», 1967. № 9.

20. Елизаветин М.А., Сатель Э.А. Технологические способы повышения долговечности машин. Изд. «Машиностроение», М., 1969.

21. Желтов В.П. Исследование несущей способности соединительных элементов судовых валопроводов сборной конструкции. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Ленинград, 1970.

22. Лысенков П.М., Постовалов Г.И., Рубин М.Б. Технологичность судовых валопроводов. Издание ЦНИИ «Румб», 1982.

23. Лысенков П.М. Эффективность использования разработок, направленных на экономию материальных и трудовых ресурсов. Сб. «Вопросысудостроения». Серия «Судоверфь». № 5, 1985

24. Лысенков П.М. Технологические проблемы производства судовых валов. Тезисы докладов на всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы повышения надежности судовых валопроводов». Л. Изд-во «Судостроение», 1988.

25. Лысенков П.М. Влияние масштабного фактора на контактные давления в опорах гребных валов. «Судостроение», № 12, 1990.

26. Лысенков П.М. Тенденции развития технологии судовых движительных комплексов. Технология судостроения, 1991, № 7.

27. Лысенков П.М. Судовой движительный комплекс как сложная трибосистема. «Трение, износ, смазка». № 2, 1999. Электронный ресурс wvyw.tribo.ru.

28. Николаев В.А. Конструирование и расчет судовых валопроводов. Судпромгиз, 1956.

29. Перри Г.А. Склеивание армированных пластиков. Перевод с англ. Судпромгиз, Л., 1962.

30. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев, «Наукова думка», 1975.

31. Подъяпольский B.C. Исследование способов соединений гребных винтов и муфт с судовыми валами при соблюдении условий электрической защиты кораблей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Ленинград, 1964.

32. Покрытия защитные из стеклопластика гребных и дейдвудных валов. Типовой технологический процесс. ОСТ5.9558-74.

33. Российский Речной Регистр. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания. «Марин инжиниринг сервис», М., 1995.

34. Рубин М.Б., Бахарева В.Е. Подшипники в судовой технике. Справочник. Л., «Судостроение», 1987.

35. Сажин A.M. Расчет напряжений в клеевых соединениях металлических пластин при сдвиге. «Вестник машиностроения», 1964, №11.

36. Сергеев В.Е., Подъяпольский B.C. Насадка облицовок на гребные валы с помощью эпоксидно-полиамидного клея. «Технология судостроения», 1970, №5.

37. Сергеев В.Е. Вопросы прочности клеевых соединений облицовок с судовыми валами. Труды ЦНИИТС, 1972, вып. 125.

38. Сергеев В.Е. Способ сплошной гидроизоляции гребных валов. Сборник «Судоремонт флота рыбной промышленности», № 24, 1974.

39. Сергеев В.Е., Подъяпольский B.C., Нестеров В.Г. Гидропрессовые и клеевые соединения в механомонтажном производстве. «Технология судостроения», 1974, № 4.

40. Сергеев В.Е., Марков А.П., Раздрогин Ю.В. Применение полимерных материалов при сборке и монтаже судового механического оборудования. Сб. Рипорт, 1976, №25.

41. Старосельский A.A. К расчету облицовок гребных валов. Научн. техн. сб. «Судостроение и судоремонт», вып. 1, ОИИМФ, 1967.

42. Фрейдин A.C. Прочность и долговечность клеевых соединений. М., «Химия», 1971.

43. Харченко В.Г., Суворов A.C. Анализ-обобщение данных повреждений валопроводов морских судов по результатам освидетельствований за период с 1 ноября 1982 г. по 31 октября 1987 г. Регистр СССР. Научн.-техн. сб., 1991, вып. 17.

44. Шавырин В.Н., Андреев Н.Х., Чукович A.A. Клее-механические соединения в технике. Изд. «Машиностроение», М, 1968.

45. Шнуров З.Е. Вопросы прочности клеевых соединений. Сб. статей «Клеи ичтехнология склеивания», Оборонгиз, 1960.

46. Ясовский СР., Фрейдин А.С. Усталостная прочность клеевых соединений металлов на эпоксидных клеях холодного отверждения. «Вестник машиностроения», 1968, № 7.

47. Valckernes G A Schroefassen en Schrofaskokers ship en Werf, vol 27, N 3, 1960.

48. Vedeler В On Stresses and Failures in Propeller Shafts of Single Screw Vessels. «European Shipbuilding», vol II, N2,1962.

49. ГОСТ ИСО P 5725-1-2002. Государственный стандарт Российской Федерации. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений.

50. Герман Г.В. Методология управления технологией монтажа судового электрооборудования. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н., СПб., 2002г.

51. Российский Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов, СПб, 2007г.го

52. Утверждаю Директор по научной работе ООО "ЛОМО-Инфраспек"1.1. Актвнедрения технологии формиро.айтельного слоя.технических наук \ /1 Лысенков П.М.21 мая 2010 г.

53. Заместитель директора по производству АОЗТ "Производственное предприятие "СИГМА"1. Актвнедрения в проектирование и производство технологических рекомендаций, изложенных в кандидатской диссертации М.В. Александрова.1. З.И. Валов2010 г.

54. Помощник директора АО "СИГМАи1. Е.П. Белоусова