Стенд для испытания судового дейдвудного подшипника Советский патент 1984 года по МПК B63H23/34 

Изобретение относится к судостроению, в частности к стендам для испытания .судовых дейдвудных подшипников. Известен стенд для испытания судового дейдвудного подшипника, содержащий приводной вал для установки его в исг1ытуемом подшипнике, имитирующий гребной вал, и устройства для управления и контроля 1. Однако при работе подшипникового узла на известном стенде не обеспечены возможность изменения давления и температуры воды, а также поступления в подшипник воды с примесями, что понижает достоверность результатов испытаний. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем приближения их условий к эксплуатационным. Указанная цель достигается тем, что стенд для испытания судового дейдвудного подшипника, содержащий приводной вал для установки его в испытуемом подшипнике имитирующий гребной вал, и устройства для управления и контроля, снабжен емкостями для воды с примесями и чистой воды, а также гидравлическими камерами, механически и гидравлически связанными с указанными подшипником и емкостями, при этом упомянутые камеры гидравлически сообщены между собой посредством зазора, образуемого между испытуемым подщипником и приводным валом. При этом емкости для воды с примесями и чистой воды выполнены с терморегулируемыми нагревателями. Стенд снабжен дозаторами примесей, установленными на входе в емкость для воды с примесями. Гидравлические камеры выполнены кольцевыми. Приводной вал стенда снабжен сменными облицовками для взаимодействия с испытуемым подшипником. На фиг. 1 изображен стенд для испытания судового дейдвудного подшипника, общий вид; на фиг. 2 - модификация стенда, имитирующего смазку и охлаждение дейдвудного устройства путем прокачки воды через носовой и кормовой подшипники судна; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - схема установки датчиков контактного давления и термопар; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. б и 7 - разновидности подшипника. Стенд для испытания судового дейдвудного подшипника содержит приводной вал 1 типа гребного, установленный в испытуемом подшипнике 2 с регулируемыми опорами 3. Консольная часть вала имеет механизм нагружения, гидравлические камеры.4 для поддержания постоянства гидродинамического напора в системе пр1окачки, соединенные механически с корпусом подшипника и гидравлически посредством трубопровода 5 с испытуемыми подшипником 2 и емкостями 6 и 7 соответственно для воды и воды с примесями, а также между собой посредством водяного зазора 8 и канавок 9 для воды, имеющихся в испытуемом подтип нике 2, взятых в виде набора 10, между смен ной облицовкой 11 приводного вала 1 и набором 10. В предлагаемом стенде гидравлическая камера 4, по крайней мере одна, может быть установлена в средней части подшипника 2, что .позволит имитирировать работу дейдвудного устройства судна, состоящего из двух подшипников (носового и кормового), когда воду для смазки и охлаждения подают одновременно со стороны носового дейдвудного подшипника и между подшипниками. Гидравлические камеры 4 могут быть выполнены, например, кольцевыми или другой формы. Необходимая при испытаниях температура воды для смазки и охлаждения испытуемых подшипников 2 устанавливается в емкостях 6 и 7 с помощью терморегулируемых нагревателей 12. Температуру воды для смазки и охлаждения подшипников 2 измеряют термометрами 13, термопарами 14. Давление воды на входе в кольцевые гидравлические камеры 4 регулируют кранами 15, измеряют манометрами 16 и контролируют по расходомерам 17. Для исследования работоспособности испытуемого подшипника 2, взятого в виде набора 10 различных антифрикционных материалов (например бакаута, резины, текстолита, капролона) в условиях абразивного износа, используют воду для смазки и охлаждения с механическими примесями в виде песка ил1. других абразивных частиц из емкости 7. Поддержание механических примесей в состоянии «кипящего слоя осуществляют с помощью сжатого воздуха, который подводят в нижнюю часть емкости 7 по трубопроводу 18 (фиг. 1) и регулируют краном 19. Для регулирования содержащия механических примесей в воде емкость 10 содержит дозатор 20, например, весового типа, установленный в верхней части емкости 7. Кольцевые гидравлические камеры 4 стенда соединены трубопроводами в нижней части с мерными сливными емкостями 21 для определения фактического расхода воды, проходящей через подшипник на различных режимах ее прокачки. Объем воды в емкостях 21 определяют по водомерному стеклу 22. Кольцевые гидравлические камеры 4 для поддержания постоянства общего гидродинамического напора в системе прокачки испытуемого подщипника 2 соединены с мерными сливными емкостями 21 таким образом, чтобы уровень слива был выше верхнего уровня водяного зазора 8 или кадавок 9 для воды.

В подшипнике 2, взятом в виде набора 10, установлены датчики 23 контактного давления для измерения величины давлений, действующих со стороны приводного вала 1, в различных сечениях как по длине испытуемого подшипника 2, так и по окружности. Если подшипник 2 можно устанавливать относительно вала 1 с различным перекосом, имитирующим деформацию корпуса судна в период эксплуатации, а также монтажные погрешности при сборке подшипника 2, то возрастает количество эксплуатационных факторов, которые можно учитывать при исследовании прокачки воды с фактическим распределением контактных давлений и тем пературы в зоне трения испытуемого подшипника 2, что создает возможность на основании полученных замеров достаточно воспроизвести в трехмерном пространстве условия смазки и охлаждения подшипников гребного вала при эксплуатации.

Стенд позволяет путем перестановки сменных облицовок 11 приводного вала 1 производить испытания подшипника 2, взятого в виде набора 10, при трении по стальиому контртелу, например из стали марки CT.08XI8H10T, ИЛИ по бронзовому контртелу, например из бронзы марки Бр.ОЦ10-2.

Стенд работает следующим образом.

В исходном состоянии в соответствии с программой испытаний испытуемый подщип ник 2 взят в виде набора 10 по схеме «Бочка (фиг. 4) с расточкой по внутреннему диаметру для обеспечения установочного зазора 8 заданной величины, например 1,4 мм.

При этом приводной вал 1 соосен с испытуемым подшипником 2 (фиг. 1), а кольцевые гидравлические камеры 4, емкости 6 для воды, емкости 7 для воды с примесями, зазор 8 и канавки 9 для воды заполнены водой. В дозатор 20 загружена примесь в виде песка, к емкости 7 по трубопроводу 18 подведен сжатый воздух.

Устройства для управления и контроля работы узлов стенда настроены и отрегулированы. Краны перед мерными сливиыми емкостями 21 закрыты.

После иастройки узлов стенда приводят во вращение приводной вал 1 и открывают кран перед одной из мерных сливных емкостей 21, например правой, а также открывают кран 15 после одной из емкостей 6 для воды, например левой.

Для имитации условий эксплуатации меняющейся осадки, килевой качки или дифферента судна путем создания гидрозатвора (гидростатического напора), действующего на «живое сечение подшипника, на предлагаемом стенде воду подают из правой емкости 6 в правую кольцевую гидравлическую камеру 4.

Для имитации работы подшипников судна на мелководье или в загрязненных песком (илом) районах на предлагаемом стенде воду с примесями подают из емкости 7 в левую кольцевую гидравлическую камеру 4. Для поддержания примесей (песка), загру- жаемых дозатором 20 в емкость 7, в состоянии «кипящего слоя по трубопроводу 18 подают в емкость 7 сжатый воздух, расход которого регулируют краном 19.

Для имитации условий эксплуатации подшипников гребного вала судна при различных температурах воды, например 4- 35°С, воду в испытуемый подшипник 2 подают после терморегулирования из одной емкости 6, например левой, или из емкости 7.

Для имитации смазки и охлаждения дейдвудного устройства, осушествляемых путем прокачки воды через носовой и кормовой подшипники судна, когда воду для смазки и охлаждения подводят перед носовым подшипником и между носовым и кормовым подшипниками, например на атомном ледоколе «Ленин, в предложенной модификации стенда (фиг. 2) воду подают рдновремен ко из одной крайней емкости 6, например из левой, в одну из крайних кольцевых гидравлических камер 4, например в левую, а из средней емкости 6 - в среднюю кольцевую гидравлическую камеру 4.

Для имитации работы подшипников в условиях эксплуатации судна при реверсах гребного вала или при его работе на задний ход, когда гидростатическое давление заборной воды повышается за счет дополнительного динамического напора от потока воды, отбрасываемого гребным винтом, при появ лении заноса примесей, например, песка в подшипник с кормового торца под действием образующегося противодавления воду с примесями из емкости 7 подают в правую кольцевую гидравлическую камеру 4 (фиг. 2) с одновременной прокачкой воды через испытуемый подшипник 2 из левой и средней емкостей 6.

Для имитации состояния подшипникового узла при деформации корпуса судна в вер тикальной или горизонтальной плоскостях или при наличии монтажных погрешностей, оставшихся после сборки подшипников, испытуемый подшипник 2 устанавливают наклонно относительно приводного вала 1, например, с зазором между сменной облицовкой 11 приводного вала 1 и левым торцом испытуемого подшипника 2 (фиг. 1).

Для имитации условий эксплуатации подшипников гребного вала судна (накануне ремонта и замены набора ввиду имеющегося предельно допустимого зазора между облицовкой гребного вала и подшипниками вследствие износа последних испытуемый подшипник 2 устанавливают с увеличенным (по

сравнению с исходным состоянием) зазором, равным, например, 5,0 мм.

Для испытания материалов контактных пар трения, характерных для подшипников гребного вала судна при эксплуатации, на предлагаемом стенде используют сочетание испытуемого подшипника 2, взятого в виде набора 10 из бакаута, и приводного вала, снабженного сменной облицовкой 11, из бронзы марки БР.ОЦ10-2.

Аналогично проводят испытания подшипника 2, взятого в виде набора 10, для схемы «Ласточкин хвост и схемы «Втулка с боковыми карманами для воды.

Испытания заканчивают получением искомых данных о границах работоспособности подшипникового узла в конкретных условиях.

Таким образом, предлагаемый стенд для испытания подшипников позволяет приблизить условия испытаний к эксплуатационным. Это дает возможность подбирать антифрикционные материалы повышенной износостойкости в условиях абразивного износа, что в целом увеличит надежность подшипников гребных валов в период эксплуатации судна и продлит межремонтные сроки, дав экономический эффект в народном хозяйстве.

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СУДОВОГО ДЕЙДВУДНОГО ПОДШИПНИКА, содержащий приводной вал для установки его в испытуемом подшипнике, и.митирующий гребной вал, и устройства для управления и контроля, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний путем приближения их условий к эксплуатационным, упомянутый стенд снабжен емкостями для воды с примесями и чистой воды, а также гидравлическими ка1мерами, механически и гидрав.шчоски связанными с указанными под11 ипн11ком и емкостями, при этом упомянутые камеры сообщены гидравлически между собой посредством зазора, образуемого Между испытуемым подщипником и приводным валом. 2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что емкости для воды с примесями и чистой воды выполнены с терморегулируемыми нагревателями. 3.Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен дозаторами примесей, установленными на входе в емкость для воды с примесями. 4.Стенд по пп. 1-3, отличающийся тем, что гидравлические камеры выполнены кольцевыми.Q 5.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что S приводной вал снабжен сменными облипоЕ (Л ками для взаимодействия с испытуемым подшипником. со 00 00 О5 4: