Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка и обоснование методики прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами при ремонте

Диссертация: Разработка и обоснование методики прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами при ремонте
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В четвертой главе выполнены расчеты долговечности гребных валов с трещинами при эксплуатации ДВС на долевых режимахвыполнены расчеты долговечности гребных валов с трещинами в зависимости от диаметра валаразработана экспериментальная проверка методики прогнозирования долговечности на образцах-моделях судового вала. В литературе имеются сведения о длительной эксплуатации деталей ответственного… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Состояние вопроса и задачи исследования
    • 1. 1. Назначение, условия работы, особенности конструкции и технологические характеристики судовых валов
    • 1. 2. Природа и механизм возникновения трещин при циклическом нагружении
    • 1. 3. Развитие трещин с позиций механики разрушения
    • 1. 4. Повреждения судовых валов при эксплуатации и их ремонт
    • 1. 5. Цель и задачи исследования
  • 2. Теоретические основы исследования развития трещин в судовых валах
    • 2. 1. Виды трещин, возникающих в судовых валах и оценка их характеристик
    • 2. 2. Эксплуатационные факторы, влияющие на процесс развития трещин в валах
      • 2. 2. 1. Напряжения в гребных валах
      • 2. 2. 2. Крутильные колебания
      • 2. 2. 3. Влияние температуры и коррозионной среды
    • 2. 3. Коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещин
    • 2. 4. Методика прогнозирования долговечности вала с трещинами
    • 2. 5. Выводы
  • 3. Расчет долговечности гребных валов с трещинами в зависимости от их расположения и характера
    • 3. 1. Долговечность гребных валов с трещинами в зависимости от их начального размера
    • 3. 2. Расчет долговечности гребных валов с трещинами, перпендикулярными к оси вала в районе большого основания конуса
    • 3. 3. Расчет долговечности гребных валов с трещинами, наклонными к оси вала в районе большого основания конуса
    • 3. 4. Расчет долговечности гребных валов с трещинами, перпендикулярными к оси вала под концами кормовой облицовки
    • 3. 5. Расчет долговечности гребных валов с трещинами, наклонными к оси вала под концами кормовой облицовки
    • 3. 6. Расчет долговечности гребных валов с трещинами, перпендикулярными к оси вала в районе шпоночного паза
    • 3. 7. Расчет долговечности гребных валов с трещинами, наклонными к оси вала в районе шпоночного паза
    • 3. 8. Оценка долговечности гребных валов при наличии в них одновременно несколько трещин
    • 3. 9. Выводы
  • 4. Пути продления долговечности гребных валов с трещинами
    • 4. 1. Расчет долговечности гребных валов с трещинами при эксплуатации ДВС на долевых режимах
    • 4. 2. Расчет долговечности гребных валов с трещинами в зависимости от диаметра вала
    • 4. 3. Экспериментальная проверка методики прогнозирования долговечности на образцах-моделях судового вала
    • 4. 4. Выводы
  • 5. Рекомендации по использованию результатов исследования
  • 6. Определение экономического эффекта при эксплуатации гребного вала с трещинами

Разработка и обоснование методики прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами при ремонте (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Судовые валы являются ответственными элементами судовых энергетических установок, к которым предъявляются высокие требования по надежности и долговечности. В процессе эксплуатации валы приобретают дефекты в виде усталостных трещин, которые являются сильными концентраторами напряжений и приводят к усталостному разрушению.

В процессе освидетельствования Российским морским регистром судоходства или при ремонте в случае обнаружения трещин любых размеров гребные валы бракуются. Судно выводится из эксплуатации и длительное время находится в вынужденном простое из-за отсутствия нового гребного вала. Продолжительность такого простоя по опытным данным составляет 6−8 неделей и более.

В литературе имеются сведения о длительной эксплуатации деталей ответственного назначения, имеющих трещины в зависимости от параметров трещин, материала и условий нагружения, а также условий возникновения трещин. Эти сведения для судовых валов и практика их эксплуатации с трещинами отсутствуют.

Прогнозирование долговечности судовых валов с трещинами позволило бы определить остаточный ресурс, тем самым продлить его эксплуатационный период, выполнить подготовку к ремонту, сократить вынужденные простои судна и уменьшить затраты на ремонт и сроки его выполнения.

Поэтому изучение проблемы прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами является актуальной.

В мировой практике эксплуатации крупнотоннажных судов систематически наблюдаются повреждения и поломки гребных валов. Причины повреждений весьма разнообразны. Наиболее опасными повреждениями в валах являются усталостные трещины. Усталостная трещина зарождается в поверхностных слоях и затем развивается в глубь вала, образуя острый надрез.

Такие трещины являются сильными концентраторами напряжений, которые под действием циклических нагрузок приводят к разрушению валов.

Изучение повреждений гребных валов и анализ приведенных данных показали, что наиболее повреждаемые участки вала следующие: участок шпоночного пазаучасток в районе большого основания конуса и участки вала под торцами облицовок.

В процессе освидетельствования Морским регистром судоходства или дефектации гребных валов при обнаружении трещин они могут располагаться по окружности, то есть перпендикулярно оси вала, наклонно к оси вала, а также встречаются х-образные трещины.

Целью диссертационной работы является продление долговечности судовых валов с трещинами в эксплуатации. Для достижения поставленной цели необходимо обнаружить трещины, возникающие в судовых валахопределить их расположение и начальные размерырассмотреть и оценить факторы, влияющие на процесс развития трещин и на основе теории механики разрушения разработать методику прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами.

Работа состоит из введения, шести глав, заключения и приложений.

В первой главе приведен анализ конструкции судовых валовпроизведено изучение природы, механизма возникновения трещин и развития трещин с позиций механики разрушенияизучены повреждения гребных валовсформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены виды усталостных трещин, их расположение и начальные размеры в гребных валахисследовано влияние факторов на процесс развития трещин в гребных валахразработана методика определения коэффициента интенсивности напряженийопределены постоянные величины С и У1, входящие в выражении Пэриса по результатам экспериментального исследованияразработана методика прогнозирования долговечности гребных валов с трещинами.

В третьей главе выполнены расчеты долговечности гребных валов с трещинами для разных судов в зависимости от различного вида, места расположения и начальных размеров трещинприведена оценка долговечности гребных валов при наличии в них одновременно несколько трещин.

В четвертой главе выполнены расчеты долговечности гребных валов с трещинами при эксплуатации ДВС на долевых режимахвыполнены расчеты долговечности гребных валов с трещинами в зависимости от диаметра валаразработана экспериментальная проверка методики прогнозирования долговечности на образцах-моделях судового вала.

В пятой главе разработаны рекомендации по использованию результатов исследования. Одним из путей продления долговечности гребных валов с трещинами является эксплуатация ДВС на долевых режимах. Такая эксплуатация валов с трещинами позволяет повысить остаточную долговечность от 2 до 12 раз по сравнению с номинальной в зависимости от выбранного режима эксплуатации.

В шестой главе приведено определение экономического эффекта при эксплуатации гребного вала с трещинами на примере гребного вала танкера дедвейтом 3500 т вьетнамской постройки диаметром 290 мм и длиной 7850 мм. В результате применения методики расчета остаточной долговечности гребного вала с трещинами сокращается время на подготовку судна к ремонту с 6 недель до 1 недели, увеличивается эксплуатационное время судна и судовладелец получает прибыль в размере 191 300 USD или 5 930 310 рублей.

Результаты диссертационной работы положены в основу практических рекомендаций для прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами.

7. Результаты исследования позволяют продлить долговечность гребных валов с трещинами в эксплуатации, уменьшить вынужденные простои судна, снизить затраты на ремонт и сроки его выполнения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.Г. Некоторые закономерности роста трещин при циклических нагрузах / В. Г. Алексеев // Выбор и обоснование методов и норм контроля качества сварных соединений. Л.: ДАНТП, 1976. — с.36 — 43.
  2. JI. Т. Анализ повреждений гребных валов на крупнотоннажных нефтеналивных судах типа «Прага» / JI.T. Балацкий и др. // Морской флот, 1970, № 2.
  3. JI. Т. О развитии трещин в процессе усталости пр фретинге / Балацкий J1. Т., Филимонов Г. Н. // Судостроение, 1968, № 11.
  4. Л. Т. Повреждения гребных валов / Л. Т. Балацкий, Г. И Филимонов. -М.: Транспорт, 1970. 141 с.
  5. Л. Т. Ремонт гребных валов / Л. Т. Балацкий. Одесса: Маяк, 1970.-58 с.
  6. Л. Т. Усталость валов в соединениях / Л. Т. Балацкий. Киев: Техшка, 1972.- 180 с.
  7. М. А. Упрочнение деталей машин / М. А. Балтер. М.: Машиностроение, 1978. — 184 с.
  8. М. Л. Механические свойства металлов / М. Л. Бернштейн, В. А. Займовский. М.: Металлургия, 1979. — 495 с.
  9. В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций / В. В. Болотин. М.: Машиностроение, 1984 — 312 с.Ю.Броек Д. Основы механики разрушения / Д. Броек. — М.: Высш. шк., 1980.-367 с.
  10. В. Усталостные испытания и анализ их результатов / В. Вей- < булл. М.: Машиностроение, 1964. — 275 с.
  11. B.C. Техническая эксплуатация судовых дизельных установок / B.C. Гаврилов и др. М.: Транспорт, 1975. — 296 с.
  12. Т.А. Анализ изломов при оценке надежности материалов / Т. А. Гордеева, И. П. Жегина. М.: Машиностроение, 1978. — 200 с.
  13. ГОСТ 25.502−79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. Введ. 1981−01−01. — М.: Изд-во стандартов, 1979.-32 с.
  14. ГОСТ 25.504−82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости. — Введ. 1983 07 — 01. — М.: Изд-во стандартов, 1982. — 55 с.
  15. ГОСТ 27 609–88. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Основные положения и требования к проведению и нормативно — техническому обеспечению. — Введ. 1989 01- 01. — М.: Изд-во стандартов, 1988. — 13 с.
  16. ГОСТ 8536–79. Заготовки судовых валов и баллеров рулей. Технические условия. — Введ. 1981 01- 01. -М.: Изд-во стандартов, 1979. -31с.
  17. П. А. Технология производства судовых энергетических установок / П. А. Дорошенко, А. Г. Рохлин, В. П. Булатов и др. Л.: Судостроение, 1988. — 440 с.
  18. В. С. Механические свойства металлов / В. С. Золото-ревский. 2-е изд. — М.: Металлургия, 1983. — 352 с.
  19. В. С. Природа усталости металлов / В. С. Иванова, В. Ф. Терентьев. М.: Металлургия, 1975. — 455 с.
  20. Д. Е. Усталость металлов в конструкциях / Д. Е. Искриц-кий. М.: Физматгиз, 1960. — 87 с.
  21. В. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: справочник / В. П. Когаев, Н. А. Махутов, А. П. Гусен-ков. М.: Машиностроение, 1985. — 223 с.
  22. В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / В. П. Когаев. — М.: Машиностроение, 1977. 232 с.
  23. В.В., Курылев А. С. Валопроводы рыбопромысловых судов. 4.1: Конструкция, эксплуатация и общие вопросы проектирования. -Астрахань.: издательство АГТУ, 1997, 166 с.
  24. Н. М. Ремонт валопроводов морских судов : б-чка судомеханика / Н. М. Кохан, В. И. Друт. М.: Транспорт, 1980. — 240 с.
  25. Т.А. Разработка и обоснование технологии восстановле- ¦ ния работоспособности судовых валов с трещинами при ремонте. Дис.канд.техн.наук.-Астрахань, 2009.-135с.
  26. И. В. Усталость крупных деталей машин / И. В. Кудрявцев и др. М.: Машиностроение, 1981. — 237 с.
  27. И. В. Экспериментальные исследования конструкционной прочности машиностроительных материалов и деталей машин / И. В. Кудрявцев, Н. М. Савина. М.: Машиностроение, 1967. — 228 с.
  28. Ю. М. Материаловедение / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. -М.: Машиностроение, 1990. 525 с.
  29. П. Основы технологической механики / П. Людвик // Расчеты на прочность.-М.: Машиностроение. 1971.-Вып. 15.-С. 132−166.
  30. О.Н. Двигатели внутреннего сгорания речных судов / О. Н. Лебедев и др. М.: Транспорт, 1990. — 328 с.
  31. В.А. Сопротивление усталости крупных валов из углеродистой стали в связи с технологией обработки / В. А. Масол, М. Я. Белкин, В.Н. Тарасова//Проблемы прочности, 1971, № 5.-с 101−106.
  32. A.A. Технологические методы повышения долговечности деталей машин / A.A. Маталин.- Киев: Техшка, 1971. 142 с.
  33. Н.Ф. Математические вопросы теории трещин / Н. Ф. Морозов. М.: Наука, 1984. — 256 с. 35,Олейник Н. В. Выносливость деталей машин / Н. В. Олейник. Киев: Техника, 1979. — 199с.
  34. Н. В. Несущая способность элементов конструкций при циклическом нагружении / Н. В. Олейник. Киев: Наук, думка, 1983. -238с.
  35. ОСТ 5.4097−85. Валы судовых валопроводов. Общие технически условия. Введ. 1987- 01- 01. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 106 с.
  36. ОСТ 5.9049−78. Валы гребные судовых валопроводов. Типовой технологический процесс упрочнения. Введ. 1980- 01- 01. — М.: Изд-во стандартов, 1978. — 12 с.
  37. ОСТ 5.9648−76. Валы судовых валопроводов. Типовые технологические процессы изготовления. Введ. 1978 — 01−01.-М.: Изд-во стандартов, 1976. — 122 с.
  38. ОСТ 5.9670−77. Соединения конические судовых валопроводов. Сборка и разборка. М.: Изд-во стандартов, 1977. — 49 с.
  39. В.З. Механика упругопластических разрушения / В. З. Партон, Е. В. Морозов. М.: Наука, 1985. — 504 с.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!