РАМА АМОРТИЗИРОВАННОГО СУДОВОГО ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА

Полезная модель относится к области конструкций общих рам амортизированных судовых дизель-генераторов.
Конструкции общих рам амортизированных судовых дизель-генераторов известны и многообразны {Брасловский М.И. Судовые дизель-генераторы малой мощности / М.И. Брасловский. - Л. «Судостроение», 1968. - 174 с. (стр. 9-11, рис. 1-3)}. Они зависят от особенностей дизель-генераторов, под которые их проектируют, а также от района его расположения на судне.
К нагрузкам, воспринимаемыми общей рамой судовых дизель-генераторов относятся:
- нагрузки от собственного веса дизеля и генератора, распределенные в пределах обшей рамы;
- силы инерции, вызванные двигателем судна при бортовой, килевой и вертикальной качке, при торможении и при столкновении с препятствием;
- усилия, возникающие от опрокидывающего момента, инерционные усилия неуравновешенных движущих частей и моментов сил инерции двигателя.
Для судовых дизель-генераторов, вероятность вибрационных повреждений общих рам возрастает, если дизель неуравновешенный {Минасян М.А., Медведев В.В. Снижение вибрации дизель-генераторов и судовых конструкций за счет демпфирования мастичными покрытиями. Судостроение №3, 2006 г. (стр. 36-38, рис. 2)} - прототип.
Измерения вибрации большего числа дизель-генераторов марки ДГ 5AL 25 с неуравновешенными пятицилиндровыми, четырехтактными с наддувом двигателями марки 5ЧН 25/30 на некоторых рефрижераторных судах, показали, что амплитуда упругих колебаний опорных конструкций общих рам дизель-генераторов превышают допустимую норму 0,16 мм по Правилам Российского морского регистра судоходства {Минасян М.А. Опыт практического использования спиральных тросовых виброизоляторов в судовых условиях. Двигателестроение №2, 1996 г. (стр. 35-37)}. Особенно велико превышение вертикальной и траверзной вибрации газотурбонагнетателя (0,6-1,0 мм), блока дизеля (0,36-0,45 мм) и лапы генератора (0,3-0,8 мм) - с. 36.
Для удобства обоснования указанных недостатков известной (заводской - штатной) общей рамы дизель-генератора ДГ 5AL 25 на фиг. 1 представлен его общий вид, а на фиг. 2 - вид рамы снизу с обозначением позиций всех элементов:
1-4 - продольные балки (фиг. 1, 2);
5-10 - опорные полосы (фиг. 1);
11-16 - поперечные связи (бракеты) продольных балок 1, 2 (фиг. 1, 2);
17 - торцевая поперечная связь продольных балок 3, 4 (фиг. 1, 2);
18-23 - верхние полки поперечных связей продольных балок 1, 2 (фиг. 1);
24 - корытообразный лист (фиг. 1);
25-35 - поперечные ребра жесткости (фиг. 1, 2);
36-46 - нижние полки поперечных связей балок 1, 2 (фиг. 2);
47-50 - промежуточные поперечные связи продольных балок 3, 4 (фиг. 2);
А - отверстия, выполненные в продольных балках 1, 2 (фиг. 1, 2).
I-Х - наружные ячейки-секции (I-VI в районе дизеля, VII-X в районе генератора).
Известная общая рама судового дизель-генератора содержит продольные балки под дизель и генератор 1-4 (фиг. 1, 2), общие нижние 5, 6 опорные полосы дизель-генератора и отдельные верхние полосы 7, 8 под опорные лапы дизеля и 9, 10 - генератора, поперечные связи 11-17 продольных балок 1-4, верхние 18-23 и нижние 36-46 полки поперечных связей 11-17, поперечные связи продольных балок 3, 4 в районе генератора, поперечные ребра жесткости 25-35 с наружных сторон продольных балок 1, 4, корытообразный лист 24.
Корытообразный стальной лист, с продольной стороны приварен к опорным полосам 9, 10 (фиг. 1), а с внутренней стороной - к поперечным связям 17 (фиг. 1) и 47-50 (фиг. 2) и поперечным связям 36-46 продольных балок 3, 4 (Фиг. 2).
С нижней стороны общей рамы поперечные связи 17, 47-50 выполнены с полками 42-46.
В результате повышенной вибрации на некоторых рефрижераторных судах на верхних опорных полосах 7, 8 (фиг. 1) продольных балок 1, 2 общих рам дизель-генераторов ДГ 5AL 25 примерно в средней части (ячейка-секция VI, фиг. 1) - район расположения маховика дизеля появились трещины.
Существенным недостатком известной общей рамы дизель-генераторов
ДГ 5AL 25 является несовершенство конструкции, а именно недостаточная жесткость рамы, что приводит к недопустимому увеличению амплитуд вибросмещения, особенно при оборотной - частоте (12,5 Гц) одноузловой формы колебаний. Поэтому, повышенные вибрации рамы привели к образованию трещин в узловых точках, то есть в районе маховика дизеля (ячейка-секция VI, фиг. 1).
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является усовершенствование конструкции общей рамы с целью обеспечения ее надежности по предотвращению трещин на примере рам судовых дизель-генераторов марки ДГ 5AL 25.
Общая амортизированная рама судового дизель-генератора содержит продольные балки под дизель и генератор, поперечные связи продольных балок, нижние и верхние полки продольных балок, нижние и верхние полосы поперечных связей продольных балок, поперечные ребра жесткости по левому и правому бортам с наружных сторон продольных балок между верхними и нижними полками с образованием соответствующих наружных ячеек рамы в районах расположения соответственно дизеля и генератора. Корытообразный стальной лист, приваренный с продольной стороны к верхним полкам, а с внутренней стороной - к поперечным связям продольных балок, согласно полезной моделиуказанный технический результат достигается тем, что:
1. Продольные балки с полками по левому и правому бортам выполнены цельными по всей длине рамы;
2. Полки под лапы генератора установлены на упомянутых продольных балках на ребрах жесткости;
3. Общая рама для обеспечения дополнительной жесткости в пределах средних поперечных связей выполнена с дополнительными продольными балками на расстоянии от основной балки, равном от нуля до половины ширины верхней полки продольной балки.
Техническое решение обеспечивает снижение частоты свободных колебаний и существенное увеличение жесткости общей рамы, следовательно, предотвращение опасных резонансов, трещин рамы и достижение его надежности в целом.
Сущность технического решения - полезной модели поясняется чертежами, представленными на фиг. 3, 4, где изображены:
на фиг. 3 общий вид предлагаемой - новой общей рамы судового дизель-генератора;
на фиг. 4 - вид рамы снизу,
на фиг. 5-6 - вид рамы с разрезами в средней части,
на фиг. 7-8 - вид средней части рамы с разрезами в увеличенном масштабе,
где:
51, 52 - участки верхних полок продольных балок в районе генератора по левому и правому бортам (фиг. 3);
53, 54 - наклонные полоса (фиг. 3);
55-59 - поперечные ребра жесткости между полосами 9 и 52, 10 и 51 (фиг. 3);
60-63, 64-67 - дополнительные продольные балки в пределах поперечных связей 15, 16, 47-49 [фиг. 3 (62, 63), 4-8];
Усовершенствование конструкции общей рамы с целью обеспечения его надежности по предотвращению трещин на примере рамы амортизированного судового дизель-генератора марки ДГ 5AL 25 заключается в следующем:
1. Продольные балки 1, 4 и 2, 3 соответственно по левому и правому бортам выполнены цельной, протяженностью по всей длине рамы дизель-генератора.
2. Верхние полосы 7, 58 и 8, 51 (фиг. 3) продольных балок 1 и 2 соответственно по левому и правому бортам выполнены цельной по всей их длине;
3. Полки 51, 52 (фиг. 3) под лапы 9, 10 генератора установлены на упомянутой продольной балке 1, 4 (2, 3) (фиг. 3) на ребрах жесткости 55-59 (фиг. 3, 4-8);
4. В пределах средних поперечных связей 15, 16, 47, 48, 49 (фиг. 4) продольных балок 1, 4 и 2, 3, предусмотрены дополнительные продольные балки 60-63 (левый борт) и 64-67 (правый борт) на расстоянии от основной продольной балки 1 (2) равной от нуля до половины ширины верхней полки 7 (8) балки (фиг. 3-8).
В предлагаемой полезной модели (на примере рам судовых дизель-генераторов марки ДГ 5AL 25) выполнение продольных балок 1, 4 (справа) и 2, 3 (слева) балок цельными по всей длине рамы, с полками 7, 52 (справа) и 8, 51 (слева), установлением полок 9 (справа) и 10 (слева) под лапы генератора на упомянутых продольных балках 1, 4 и 2, 3 на ребрах жесткости 55-59, применением дополнительных продольных 60-63 (справа) и 64-67 (слева) способствуют к увеличению жесткости рамы, снижению его собственной частоты колебаний. Рама с низкой частотой свободных колебаний, при работе дизель-генератора, коэффициент отстройки от резонанса увеличивается, а коэффициент динамичности уменьшается, то есть уменьшаются амплитуды вынужденных колебаний и напряжения в узлах колебаний рамы, предотвращая, таким образом, трещины и обеспечивая тем самым надежность рамы.
Учитывая, что в конструкциях рам амортизированных судовых дизель-генераторов входят основные элементы, как например, продольные балки, поперечные связи балок с соответствующими полками и ребрами жесткости, то предложенное техническое решение обеспечивает возможность их применения, в том числе и для рам не только многих судовых дизель-генераторов, но и в стационарных, тепловозных и других технических объектах.