УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ СУДОВОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ФУНДАМЕНТЕ ДВИГАТЕЛЯ
DEVICE FOR INSTALLATION OF MARINE ENGINE ON ENGINE FOUNDATION

Изобретение относится к устройству для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Судовые двигатели, такие как судовые дизельные двигатели внутреннего сгорания, установлены на фундаменте двигателя корабля с помощью соответствующих устройств. В частности, известные на практике устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля располагают остановочным устройством, а также задерживающим устройством. Эти устройства относятся к установке, тем не менее саму установку осуществляют посредством специальных известных крепежных элементов.
Остановочное устройство называют также остановом, и оно служит для ограничения относительного движения между фундаментом двигателя и судовым двигателем, в частности, при обычных нагрузках при волнениях на море. Ограничение относительного движения между фундаментом двигателя и судовым двигателем позволило, в частности, сделать поддающимся управлению конструктивное выполнение соединений со средами, как, например, соединение топливопроводов и газоотводных трубопроводов. Задерживающее устройство, называемое также ловильным крюком, служит для фиксации судового двигателя на фундаменте двигателя, в частности, при высоких нагрузках при авариях судов. Оно позволяет надежно предотвращать отделение судового двигателя от фундамента двигателя, в частности, при сильной бортовой качке или при больших углах крена, а также при экстремальных нагрузках от удара. В известных на практике устройствах для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля остановочное устройство и задерживающее устройство выполнены в виде отдельных узлов.
С целью возможно наибольшего ограничения относительного движения между судовым двигателем и фундаментом двигателя для останова предпочитают маленькие зазоры и его жесткую резиновую облицовку.
Однако для так называемых расчетных случаев нагрузки при ударе требуются большие зазоры для возможности восприятия энергии удара через деформацию специальных крепежных элементов и/или мягкое резиновое покрытие остановов, чтобы они при повышении умеренных усилий способствовали воспринимать еще имеющуюся в момент преодоления зазора энергию удара и снижать ее.
При таких противоположных требованиях к остановочному устройству и задерживающему устройству устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля в известных из практики устройствах существует опасность разъединения двигателя с фундаментом двигателя при чрезвычайно высоких нагрузках, например при комбинированной нагрузке от волнения на море и удара. Это представляет собой угрозу безопасности.
Поэтому требуется устройство для установки судового двигателя на фундаменте двигателя, совмещающее в себе как требование к значительно меньшим относительным движениям между фундаментом двигателя и судовым двигателем, в частности, при волнении на море, а с другой стороны - требование к настолько большому диапазону характеристик движения в отношении расчетных случаев нагрузки при ударе для возможности восприятия энергии удара, чтобы не возникали слишком большие усилия.
Из FR 2287626 A1, кроме того, известно устройство для установки судового двигателя на фундаменте двигателя, в котором остановочное устройство и задерживающее устройство уже изготовлены вместе как остановочный и задерживающий узел.
Исходя из этого в основе данного изобретения лежит задача создания усовершенствованного устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля.
Эта задача решается с помощью устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля согласно пункту 1 формулы изобретения. Остановочное устройство и задерживающее устройство изготовлены вместе в виде остановочного и задерживающего узла.
Благодаря этому можно сочетать как требование к небольшому относительному движению между судовым двигателем и фундаментом двигателя при волнении на море, так и требование к достаточной свободе движения двигателя в случае удара. При необходимости остановочный и задерживающий узел допускает в случае удара даже превышение действующих для движений при волнениях на море зазоров останова, не создавая недопустимо высоких усилий. Следовательно, функции так называемого останова, а также так называемого ловильного крюка, выполняемые в известных из практики устройствах посредством отдельных узлов, согласно изобретению реализованы в объединенном остановочном и задерживающем узле.
Согласно изобретению остановочный и задерживающий узел имеет как на стороне по левому борту, так и на стороне по правому борту судового двигателя соответственно, по меньшей мере, одну деталь узла из действующего в вертикальном направлении усилия кронштейна и действующего в горизонтальном направлении усилия кронштейна, причем кронштейны фиксированы на одном закрепленном конце соответственно независимо друг от друга без возможности сдвига и без возможности поворота к корпусу соответствующей детали узла. Разведение вертикального направления усилия и горизонтального направления усилия по отдельным кронштейнах, как на стороне по левому борту, так и на стороне по правому борту судового двигателя, обеспечивает особенно безопасное функционирование остановочного и задерживающего узла, в частности, при совокупности требований и при временной последовательности разных требований (например, сначала удар, затем кораблекрушение). Это может обеспечивать надежную фиксацию судового двигателя на фундаменте двигателя, как при небольших нагрузках, вследствие волнения на море, так и при больших нагрузках, вследствие случаев удара и аварий судов.
Предпочтительно, если кронштейны имеют на своем противоположном к закрепленному концу конце обращенные к судовому двигателю упоры, выполненные с возможностью упругой деформации при волнении на море, причем кронштейны могут пластически деформироваться в случаях удара и авариях судов. Пластичная деформация кронштейнов предотвращает создание в расчетных случаях нагрузки при ударе таких больших усилий, при которых разрушаются либо сам корпус остановочного и задерживающего узла, либо его болтовое соединение с основанием или структурные элементы и, как следствие, судовой двигатель отделяется от фундамента двигателя. Благодаря этому при крайне больших нагрузках судовой двигатель можно надежно закрепить на фундаменте двигателя.
Согласно предпочтительному усовершенствованному варианту изобретения кронштейны поддерживаются на противоположной к судовому двигателю стороне посредством опорных элементов, причем опорные элементы при пластичной деформации соответствующего кронштейна делают соответствующий кронштейн все более жестким с увеличением пластичной деформации. Это создает прогрессивную тяговую характеристику усилий в отношении деформации кронштейнов. С растущей нагрузкой, а вследствие этого, с возрастающими усилиями, уменьшается плечо рычага кронштейнов. В частности, при этом варианте можно безопасно и надежно предотвращать возможность того, что при совпадении нагрузок от волнения на море и при расчетных случаях нагрузки при ударе установка выйдет из строя. Уверенная фиксация судового двигателя на фундаменте двигателя обеспечивается всегда.
Предпочтительные усовершенствованные варианты изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения и в последующем описании. Далее приводится более подробное описание примеров выполнения изобретения со ссылкой на чертежи, не ограничиваясь на них. На чертежах показаны:
фиг. 1 - довольно схематизированное изображение соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля в первом случае его нагрузки, вместе с судовым двигателем и фундаментом двигателя;
фиг. 2 - довольно схематизированное изображение соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля во втором случае его нагрузки, вместе с судовым двигателем и фундаментом двигателя;
фиг. 3 - довольно схематизированное изображение соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля в третьем случае его нагрузки, вместе с судовым двигателем и фундаментом двигателя;
фиг. 4 - довольно схематизированное изображение соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля в четвертом случае его нагрузки, вместе с судовым двигателем и фундаментом двигателя;
фиг. 5 - перспективный вид детали узла соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля;
фиг. 6 - деталь соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля; и
фиг. 7 - другая деталь соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля.
Данное изобретение относится к устройству для установки судового двигателя на фундаменте двигателя корабля. Такое устройство располагает остановочным устройством для ограничения относительного движения между фундаментом двигателя и судовым двигателем, в частности при нагрузках от волнения на море, а также задерживающим устройством, - для фиксации судового двигателя 7 на фундаменте двигателя при больших нагрузках, в частности, при авариях судов. Согласно изобретению остановочное устройство и задерживающее устройство изготавливают вместе в виде остановочного и задерживающего узла.
На фиг. 1-4 соответственно показан схематически остановочный и задерживающий узел 1 соответствующего изобретению устройства для установки судового двигателя 7 на фундамент двигателя, причем остановочный и задерживающий узел 1 содержит, детали 1а, 1b узла, в частности, по меньшей мере, одну деталь 1а узла, на стороне левого борта и, по меньшей мере, одну деталь 1b узла на стороне правого борта судового двигателя 7. Деталь 1а узла на стороне левого борта служит для установки судового двигателя 7 на фундамент 8а двигателя на стороне левого борта, а деталь 1b узла на стороне правого борта служит для установки судового двигателя 7 на фундамент 8b на стороне правого борта корабля.
На фиг. 5 показан перспективный вид детали 1а или 1b узла без судового двигателя 7. Каждая из деталей узла 1а и 1b общего остановочного и задерживающего узла 1 располагает соответственно несколькими кронштейнами, в частности действующим в вертикальном направлении усилия кронштейном 2а или 2b, а также действующим в горизонтальном направлении усилия кронштейном 3а или 3b. Кронштейны 2а, 3а или 2b, 3b соответствующей детали 1а или 1b узла фиксированы закрепленным концом 11 к корпусу 10b или 10b соответствующей детали 1а или 1b узла, в частности, независимо друг от друга, без возможности смещения и без возможности поворота.
Фиксированные независимо друг от друга, а также без возможности смещения и без возможности поворота к соответствующему корпусу 10а или 10b соответствующей детали 1а или 1b узла остановочного и задерживающего узла 1 кронштейны 2а, 3а или 2b, 3b имеют на противоположном соответствующему закрепленному концу 11 свободном конце 12 обращенные с возможностью упругой деформации к судовому двигателю 7 упоры 4, выполняющие, в частности, при волнении на море при обычной рабочей нагрузке, функцию останова, а вследствие этого ограничивают относительное движение между судовым двигателем 7 и фундаментом 8а, 8b двигателя при волнении на море. Эти упоры 4 выполнены с возможностью упругой деформации предпочтительно в виде резиновых останов или резиновых упоров.
При больших нагрузках, прежде всего, при совпадении волнения на море и удара, а также как следствие при авариях судов, кронштейны 2а, 3а или 2b, 3b соответствующей детали 1а или 1b узла остановочного и задерживающего узла 1 могут пластически деформироваться, причем кронштейны 2а, 3а или 2b, 3b на одной из противоположных к судовому двигателю 7 сторон опираются на соответствующие опорные элементы 5а, 6а или 5b, 6b. На фиг. 1-5 можно увидеть, что каждый действующий в вертикальном направлении усилия кронштейн 2а, 2b поддерживается опорным элементом 5а, 5b, а каждый действующий в горизонтальном направлении усилия кронштейн 3а, 3b - опорным элементом 6а, 6b, в частности, на противоположной судовому двигателю 7 стороне. Причем опорные элементы 5а, 5b выполнены в виде поддерживающих кронштейнов, а опорные элементы 6а, 6b - как поддерживающие ребра.
Опорные элементы 5а, 5b, 6а, 6b продолжаются соответственно почти параллельно к соответствующему кронштейну 2а, 2b, 3а, 3b, и, в частности, с переменным интервалом между соответствующим опорным элементом 5а, 5b, 6а, 6b и соответствующим кронштейном 2а, 2b, 3а, 3b, а именно если смотреть в продольном направлении соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b, то есть в направлении продолжения между закрепленным концом 11 соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b к соответствующему корпусу 10а, 10b и противоположным закрепленному концу 11 несущим с возможностью упругой деформации упор 4 открытым концом 12 соответствующего кронштейна 2а, 3а или 2b, 3b.
При этом интервал между соответствующим опорным элементом 5а, 5b, 6а, 6b и соответствующим кронштейном 2а, 2b, 3а, 3b на участке соответствующего закрепленного конца 11 минимальный, причем этот интервал увеличивается, отходя от соответствующего закрепленного конца 11 в направлении к противоположному закрепленному концу 11 открытому концу 12. Это довольно схематически показано на фиг. 6 для опорного элемента 5а, 5b и кронштейна 2а, 2b. В частности, на фиг. 6 можно увидеть, что интервал d на участке соответствующего закрепленного конца 11 между соответствующим закрепленным концом 11 равен почти нулю и что этот интервал d между соответствующим опорным элементом 5а, 5b и соответствующим кронштейном 2а, 2b постепенно увеличивается в направлении противоположного к закрепленному концу 11 открытого конца 12, причем этот интервал d на участке противоположного концу 11 открытого конца 12 соответствующего кронштейна 2а, 2b составляет от 4% до 20% длины L соответствующего кронштейна 2а, 2b.
Логично, что описанные выше выполнения действительны как для кронштейнов 3а и 3b, так и для присоединенных к ним опорных элементов 6а, 6b.
С возрастающей пластичной деформацией соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b при больших нагрузках, в частности при ударах или авариях судов, возрастающая жесткость соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b обеспечивается соответствующим опорным элементом 5а, 5b, 6а, 6b, в частности, посредством постепенного уменьшения действующего плеча рычага соответствующего кронштейна. Это создает прогрессивную тяговую характеристику восприятия усилия на участке деталей 1a, 1b узла при пластичной деформации кронштейнов 2а, 2b, 3а, 3b.
На участке закрепленного конца 11 соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b соответствующая опорная структура 5а, 5b, 6а, 6b проходит тангенциально к соответствующему кронштейну 2а, 2b, 3а, 3b, причем с возрастающим интервалом от конца 11 постоянно или монотонно и прогрессивно увеличивается интервал d между соответствующим кронштейном 2а, 2b, 3а, 3b и соответствующим опорным элементом 5а, 5b, 6а, 6b, в частности, до максимального интервала на открытом конце 12 соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b, причем этот максимальный интервал составляет от 4% до 20% длины L соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b.
Опорная структура 5а, 5b, 6а, 6b может начинаться также на закрепленном конце соответствующего кронштейна 2а, 2b, 3а, 3b не тангенциально, а под небольшим углом к кронштейну. Этот угол может составлять от 0° до 4° (угловой градус) - большая величина считается для большой величины интервала d (20%) на открытом конце.
Как уже было изложено, кронштейны 2а, 2b, 3а, 3b подвергаются пластичной деформации при больших нагрузках вследствие одновременно возникающего волнения на море и удара, а также при авариях судов. Резиновые упоры 4 подвергаются при нагрузке при волнении на море упругой деформации. При необходимости пластично деформированные вследствие аварий судов кронштейны 2а, 2b, 3а, 3b можно заменять отдельно. Это позволяет недорого и просто обновить кронштейн после его пластичной деформации.
Как уже было изложено, на фиг. 1-4 показаны остановочный и задерживающий узел 1 вместе с судовым двигателем 7 и фундаментом 8а, 8b двигателя для разных случаев нагрузки, причем на фиг. 1 показана ситуация при обычном волнении на море. На фиг. 1 двигатель 7 прилегает к нескольким резиновым упорам 4, в частности, на фиг. 1 - на участке кронштейнов 3а и 2b. При этом кронштейны деформируются лишь незначительно на упругом участке. Кронштейны 2а, 3а, 2b, 3b деталей 1a, 1b узла деформируются таким образом, что даже при максимальном волнении на море кронштейны деформируются не пластически, а подвергаются лишь упругой деформации.
Фиг. 2 представляет ситуацию, при которой на судовой двигатель 7 воздействует нагрузка при волнении на море и дополнительно от вертикального удара. При вертикальном ударе судовой двигатель 7 сначала пружинит, а затем поднимается на сравнимую величину пути из своих ударных опор 9а, 9b наружу расположенных на фиг. 1-4 на участке деталей 1a, 1b узла остановочного и задерживающего узла 1. При этом в соответственно нагруженных кронштейнах, на фиг. 2 - в кронштейнах 2а, 2b и 3b возникают такие большие нагрузки, что данные кронштейны 2а, 2b и 3b пластифицируются, причем пластически деформированные кронштейны 2а, 2b и 3b опираются на соответствующие опорные структуры 5а, 5b и 6b. При этом обеспечивается, что усилия, действующие на корпус остановочного и задерживающего узла, на его болтовое соединение с основанием, а также на элементы структуры со стороны двигателя, не превышают диапазон максимально допустимых усилий. Благодаря этому, все указанные элементы при совпадении волнения на море и удара не повреждаются.
На фиг. 3 показана ситуация, при которой нагрузка при аварии судна вызывает поворот на 90°, в частности, при угле крена 90°. При этом согласно фиг. 3 кронштейны 3а и 2b максимально пластифицируются и прилегают полностью на всем своем протяжении к соответствующим опорным структурам 6а или 5b. Судовой двигатель 7 с достаточной надежностью фиксируется и удерживается в соответствующем изобретению устройстве.
На фиг. 4 показана ситуация, при которой нагрузка при аварии судна вызывает двойной поворот, при котором, в частности, вся компоновка повернута относительно ровной поверхности моря на 180°. При этом действующие согласно фиг. 4 в вертикальном направлении усилия кронштейны 2а, 2b максимально деформированы и полностью опираются по всей своей длине на соответствующую опорную структуру 5а или 5b. Судовой двигатель 1 с достаточной надежностью фиксируется и удерживается в соответствующем изобретению устройстве. Действующие в горизонтальном направлении усилия кронштейны 3а и 3b на фиг. 4 не нагружены.
Как уже излагалось, кронштейны 2а, 2b, 3а, 3b рассчитаны так, что они только упруго деформируются при нагрузках вследствие волнения на море и не подвергаются пластичной деформации. Соответствующий расчет кронштейнов 2а, 2b, 3а, 3b, в частности величину ширины В (смотри фиг. 7) кронштейна между концом 11 и его открытым концом 12, определяет точное знание границы состояния пластичности используемой заготовки. Поэтому из используемой заготовки требуется изготовить образец для испытания на растяжение и установить на нем при этом испытании характеристику усилия и удлинения. Затем, в соответствии с установленной границей состояния пластичности, следует определить величину ширины В, согласованной с ожидаемой нагрузкой соответствующего кронштейна и согласованной с используемой заготовкой.