TEHNOLOGIA MONTĂRII INSTALAŢIILOR NAVALE

1. SEMNIFICAŢIA DENUMIRII CURSULUI (TMIN)

In general vorbind constructia unei nave presupune parcurgerea urmatoarelor etape majore:I. Cumparatorul navei trebuie sa se ocupe de:

- identificarea necesităţilor privind transportul pe apa- alegerea tipului de navă care să-i satisfacă cerinţele- prospectarea pieţei:

- cu specialişti interni- cu specialişti externi

- adoptarea deciziei de cumpărare a unei nave- semnarea contactului cu furnizorul (santierul constructor).

II. Constructorului navei ii revin urmatoarele obligatii:- elaborarea proiectului tehnic- elaborarea proiectului de execuţie- lansarea în execuţie a proiectului,- elaborarea tehnologiei de execuţie:

- manoperă,- materiale.

- execuţia efectivă a navei.

Constructia navei incepe cu constructia corpului navei si este continuata cu montarea instalatiilor navale.Instalatiile sunt ulterior puse in functiune si apoi probate si predate la reprezentantii registrului de clasificatie si beneficiarului navei.Probarea instalatiilor navei inseamna implicit probarea navei in sine, etapa care precede livrarea navei catre beneficiar.

Toate etapele tehnologice enumerate mai sus se desfasoara progresiv, avand ca linie de referinta tehnologia specifica fiecarei operatii, tehnologie elaborata de catre santierul naval constructor.

Tehnologia montarii instalatiilor navale reprezinta suma proceselor tehnologice, a dispozitivelor si instalatilor tehnologice utilizate pentru montarea instalatiilor navale.Veriga de bază a tehnologiei este procesul tehnologic.Acesta este constituit la randul sau din suma operaţiilor efectuate pentru realizarea elementelor navei.Succesiunea operaţiilor impuse de procesul de constructie a navei reprezinta fluxul tehnologic.Intr-un flux tehnologic normal intra materaii prime si materiale: tablă, profile, electrozi de sudura, suruburi, echipamente, etc.La finalul fluxului tehnologic se regaseste produs finit adica nava.

TMIN 1 / 75

2. NOŢIUNI INTRODUCTIVE

2.1. NAVA

Nava este o construcţie destinată navigatiei pentru diferite scopuri:- transport mărfuri

- marfuri generale- petroliere- mineralizare- gaze lichefiate

- transport pasageri- scopuri tehnice- scopuri militare

Din punct de vedere constructiv navele pot fi clasificate astfel:- nave clasice (sau de suprafaţă)- submarine- nave pe aripi portante- nave pe pernă de aer- nave cu scopuri multiple.

Procedeele de construcţie sunt asemănătoare insa exista si diferenţieri esentiale de la navă la navă şi de la şantier la şantier.

2.2. CE IMPLICĂ EXECUŢIA NAVE

- Tehnologia de execuţie reprezinta suma proceselor tehnologice dispozitivelor şi instalaţiilor folosite la realizarea navei.

- Procesul tehnologic reprezinta suma operaţiilor efectuate pentru realizarea elementelor navei.

- Fluxul tehnologic reprezinta succesiunea operaţiilor de execuţie a navei.- Locul de desfăşurare este şantierul naval,

- Intrare: materie primă (tablă, profile, etc.);- Ieşire: produs finit (navă).

TMIN 2 / 75

3. CIRCUITUL APROVIZIONĂRII CU MATERII PRIME ŞI MATERIALE ÎNTR-UN ŞANTIER NAVAL

Aprovizionarea optimă trebuie să respecte principiul ”Just in time” adica exact la momentul potrivit (not too soon, not too late – nici prea devreme, nici prea tarziu) => in acest fel se rezolvă problema stocurilor.

Există două metode uzuale de aprovizionare:1. metoda cantităţilor fixe

2. metoda intervalelor de timp fixe

TMIN 3 / 75

Serviciultehnologie

Specificatiede materiale

Serviciul aprovizionare

Comanda

Furnizor

Santier

Pe proiecte si respectiv pe naveIn functie de:

caracteristici tehniceconditii impuse de standardnorme de registru

termene contractuale de livrare

4. PRINCIPII GENERALE DE ORGANIZARE A FLUXULUI TEHNOLOGIC DE CONSTRUCŢIE A NAVELOR

4.1. CLASIFICAREA ŞANTIERELOR NAVALE

a) după amplasare:- la mare deschisă- în golfuri şi fiorduri- în estuare- pe fluvii- pe locuri

b) după marimea navelor (corp gol)- după greutatea corpului gol, impusa de sarcina macaralelor

- mari: > 7000 t (macara 100-500 t)- medii: 3500-7000 t (macara 50-200 t)- mici: 1500-3500 t (macara 30-80 t)- foarte mici: <1000 t (macara 10-30 t)

c) după destinaţia navelor construite- pentru nave maritime- pentru nave fluviale- pentru reparaţii

d) după gradul de saturare al navelor- şantiere care construiesc nave complet saturate (armate)- şantiere care furnizează corpuri de navă

Majoritatea şantierelor combină posibilităţile impuse de criteriile de clasificare.

4.2. FLUXUL TEHNOLOGIC ÎNTR-UN ŞANTIER NAVAL

Fluxul tehnologic este determinat de locul pe care il ocupa şantierul naval in clasificarea de la punctul anterior.Se pot evidenţia două de şantiere navale:

- Santiere navale care construiesc numai corpuri de nava- Santiere navale care construiesc nave complete.

TMIN 4 / 75

Indiferent de tipul şantierului naval, orice flux tehnologic se desfasoara in sectiile si atelierele de producţie: confecţionat, asamblat, montaj, cale de montaj şi lansare, etc.

Etape tehnologice majore de construcţie a navei

- Tabla - electrozi- Profile/laminate - vopsea

1. Depozitarea

Se realizează în spaţii de depozitare, special amenajate unde materialele sunt repartizate pe tipo-dimensiuni.Orice spatiu de depozitare trebuie sa fie dotat cu dispozitive de ridicare:

- Poduri rulante- Macarale electromagnetice- Macarale cu vacuum

De asemenea pot exista dipozitive manevra si de stocare- stivuitoare

2. Sablarea tablelor si profilelor

Se realizează cu alice din oţel si are ca scop curăţarea suprafeţei tablei/profilelor în vederea pasivarii.

3. Pasivarea

Protejează tabla împotriva coroziunii si consta in acoperirea suprafetelor cu un strat de vopsea, conform specificatie de vopsire.

4. Debitarea

Este procesul tehnologic în urma căreia materialele (tabla şi laminatele) sunt taiate la dimensiunice cerute de documentatie.

TMIN 5 / 75

Aprovizionare

Constructie Nava

Aprovizionare Materii prime Materiale auxiliare+

depozit

a). tăierea mecanică, pentru table subţiri (5-6 mm)b). tăierea oxiacetilenică, pentru table groase

- dezavantajul este ca muchiile sunt neregulate => impune o prelucrare ulterioară a marginilor prin polizare.c). tăierea cu plasmă

- viteză mare de tăiere- calitate ridicată a suprafeţelor tăiate.

5. Confecţionarea

După tăiere, elementele sunt asamblate prin sudare pe liniile specializate, formând secţii cu grad scăzut de complexitate – secţiile plane. Există linii tehnologice specializate pentru secţii plane de fund, bordaj, punte şi gurnă în zona centrală.Spatiile de lucru trebuie sa fie dotate cu dispozitive de ridicat (macara, pod rulant, etc).

6. Asamblarea

Este procesul tehnologic prin care elementele confecţionate formează prin sudare secţii cu grad ridicat de complexitate: exemplu extremitatile pp si pv

- Asamblarea se bazează pe procedeele de sudare:a). manuală: în zonele greu accesibile,b). semiautomată: cărucior cu comandă manuală, care transportă sârma şi

fluxul.c). automată.- Sudarea învelişului (tablele cap la cap) se realizează pe patul de flux, pentru completarea optimă cu sudură a rădăcinii.

Obţinerea formelor corpului navei la pp şi pv se realizează prin procedeul de fasonare:

- Rezultă tablă cu simplă curbură şi cu dublă curbură.

Utilaje pentru fasonarea tablelor şi laminatelor:- Valţuri- Abcanturi- Prese- Dispozitive termice: realizează tensiunile interne de deformare prin încălzirea şi răcirea succesivă a metalului.

Ca si in atelierele de confectionat, si aici spatiile de lucru trebuie sa fie dotate cu dispozitive de ridicat (macara, pod rulant, etc).

Pentru asamblarea secţiilor navei se folosesc paturile de asamblare.Recomandat este ca paturile de asamblare sa fie reglabile, astfel incat sa poata fi folosite pentru diferite tipuri de nave.Paturile de asamblare se construiesc pentru asamblarea sectiilor a caror table de invelis au curburi mici sau curburi mari.Poziţionarea pilonilor patului de asamblare se realizează:

- manual- automat

Posibilităţi de realizare a secţiilor:I – sudarea învelişului exterior, conform poziţiei patului de asamblare;

TMIN 6 / 75

- sudarea osaturii, după forma învelişului.II – realizarea osaturii, conform formelor navei

- sudarea învelişului pe osatură, fără a utiliza patul de asamblare.

7. Montarea blocsecţiilor

- Se realizează pe cală de montaj sau în docul uscat.- Se utilizează macarale de cheu, cu capacitate mare de ridicare.

Metode de montaj:a) piramidală: se începe montajul blocsecţiilor de la centru către extremităţi.b) Insulară: se realizează insule montate în sistem piramidal

- se aplică la navele lungi- consumă manoperă mare pentru centraj

c) metoda montării blocsecţiilor de dimensiuni mari, saturate complet”- impune capacităţi speciale de ridicare;- realizarea precisă a saturărilor în zonele de cuplare.

8. Lansarea

- Sistemul de lansare depinde de particularităţile de amplasare ale şantierului.- Înainte de lansarea navei la apă se parcurg următoarele operaţii:

- verificarea sudurilor (metode defectoscopice)- verificarea etanşietăţii zonelor de acces a apei în navă:

- ax port elice- prize kingston- traductor ultrason

- protejarea corpului prin vopsire:- anticorozivă;- antiregetivă.

Moduri de lansare a navelora) pe plan înclinat

a1) gravitaţional– transversal (Galaţi)– longitudinal a2) mecanizat– cu sănii (Brăila)– cu role

b) pe verticalăb1) prin plutire

o docuri uscate (Galaţi)o docuri plutitoare (Navrom Galaţi)

b2) mecanizato sincrolifturi electrice (Tulcea)o sincrolifturi hidraulice

Docuri uscatea) Cu o camerăb) Cu 2 camere

– longitudinale (Galaţi)– laterale

TMIN 7 / 75

Porţile docului uscat:a) Dupa numarul de porti

- cu o poartă- cu două porţi

b) Dupa tipul portii- porţi cu ax vertical- porţi cu ax orizontal- porţi plutitoare (Galati)

Lansarea este una din fazele care marchează încheierea lucrărilor la corpul navei.În funcţie de dotarile şantierului, avem de-a face cu:

- lansarea navei cu grad minim de saturare- lansarea navei cu grad avansat de saturare- lansarea navei complet saturată.

9. Armarea navei

Armarea navei impune existenta unui cheu de armare, special amenajat si dotat cu:- instalaţii de ridicat- energie electrică- abur- apa potabilă- apa industrială- aer comprimat- oxigen- acetilenă- combustibili- uleiuri- instalaţii de prelucrare a rezidurilor - mijloace de legare a navelor pe timpul probelor de cheu.

Cheul de armare poate fi amenajat:- în docul uscat- pe malul apei- în bazin.

Armarea navei (saturarea navei), indiferent că este făcută înainte sau după lansarea la apă, presupune:

- montarea instalatiilor de masina- montarea instalaţiilor de punte şi a celor de navigaţie- amenajarea încăperilor de locuit- finisarea interioară şi exterioară

- protecţie- vopsire.

10. Probarea navei

Este etapa complementară armării, care presupune testarea tuturor instalaţiilor navei, la parametrii nominali de funcţionare.

TMIN 8 / 75

Probarea se face la cheu si apoi in probe de marş.

11.Livrarea navei

Presupune efectuarea probelor de control, în prezenţa beneficiarului, pentru verificarea la parametii nominali a principalelor instalaţii ale navei.

5. PROBLEME GENERALE LEGATE DE MONTAREA INSTALAŢIILOR NAVALE

5.1. DESTINAŢIA INSTALAŢIILOR NAVALE

Navele maritime cât şi cele fluviale sunt dotate cu instalaţii care asigură:- navigaţia

– deplasarea navei– orientarea navei

- siguranţa navigaţiei- integritatea mărfurilor transportate- condiţii de locuit la bordul navei

- cazare cu grad corespunzător de confort- alimentaţie

- condiţii de lucru la bordul navei- spaţii de petrecere a timpului liber.

În principiu toate navele sunt dotate cu aceleaşi instalaţii. Diferenţele sunt impuse de următoarele condiţii:

- tipul navei- caracteristicile navei- zona de navigaţie pe care o va utiliza.

5.2. CLASIFICAREA INSTALAŢIILOR NAVALE

Există mai multe criterii de clasificare care pot fi utilizate. Spre exemplu:- după destinaţie- după felul fluidului de lucru- după gradul de participare la menţinerea viabilitatii navei.

TMIN 9 / 75

Daca ar fi sa alegem primul criteriu, respectiv destinaţia instalatiilor navale atunci am obţine următoarea clasificare:

1) Instalaţii de forţăProduc energie de toate tipurile, necesară acţionării diferitelor mecanisme ale navei (ex. Energie electrică, abur, aer comprimat).

2) Instalaţii de bord Asigură funcţionarea navei (ex. instalaţii de propulsie, de guvernare şi de salvare)

3) Instalaţii de navigaţieRealizează parametrii necesari navigaţiei şi permit stabilirea poziţiei navei.

Atât instalaţiile de bord cât şi cele de forţă pot fi clasificate indouă mari categorii:I. Instalaţii cu tubulaturi, care servesc ca principal scop la vehicularea

diferitelor fluide la bordul navei. În componenţa lor intră:

- traseele de tubulaturi, pentru transportul fluidelor- maşinile hidropneumatice, pentru antrenarea fluidelor (pompe,

compresoare, ventilatoare, ejectoare).II. Instalaţiile mecanice, care folosesc mecanisme de acţionare a organelor de

lucru.

5.3. CERINŢE IMPUSE INSTALAŢIILOR NAVALE

Cerintele pe care trebuie să le îndeplinească instalaţiile navale pot fi grupate în:- generale: sunt conditii pe care trebuie să le îndeplinească toate

instalaţiile;- particulare: sunt conditii care diferă de la o instalaţie la alta, în

funcţie de destinaţia acestora (ex. rezistenţă la agenţi corozivi, la temperaturi şi presiuni ridicate, la vibraţii).

Cerinţele generale sunt impuse în special de condiţiile de navigaţie la care este supusă nava. Aceste condiţii sunt în mare parte dificile comparativ cu cele la care se raportează alte mijloace de transport (ex. autoturismele).Dintre cerinţele generale , menţionăm:

- siguranţa funcţionării instalaţiei pe durată mare de timp- economicitatea în funcţionare- elementele constructive ale instalaţiei trebuie să fie standardizate- volumul ocupat de instalaţie să fie minim- costul realizării instalaţiei să fie redus- funcţionarea instalaţiilor trebuie să respecte convenţiile internaţionale privind

poluarea- instalaţiile care asigură condiţiile de viaţă la bord trebuie să respecte

normele sanitare internaţionale privind: aerul condiţionat (umiditate şi temperatură), apă potabilă, zgomote şi vibraţii.

5.4. CONDIŢII DE CALITATE PENTRU REALIZAREA INSTALAŢIILOR NAVALE

Orice întreprindere care oferă produse sau servicii clienţilor sai trebuie să acorde o deosebită atenţie calităţii. Astfel calitatea trebuie să constituie o componentă de bază în cadrul structurii organizaţionale a întreprinderii.

TMIN 10 / 75

În acest scop a apărut şi se utilizează un nou concept legat de calitate: Total Quality Management (Managementul Calităţii Totale). La baza acestui concept stă ideea existenţei clientului intern, ca verigă intermediară între producător şi furnizor. Obiectivul principal al TQM este să-i determine pe toţi membrii organizaţiei să adopte o atitudine pozitivă faţă de munca pe care o desfăşoară şi să înţeleagă că fac parte dintr-o relaţie de tip client – furnizor.

Ex. sablare - pasivare – confecţionare – ……… furnizor – client furnizor – client furnizor - …….

Altfel spus, fiecare angajat are o dublă funcţie de-a lungul fluxului tehnologic şi anume aceea de client dar şi de furnizor de produse sau servicii. Se observă că dacă ideea de calitate nu este acceptată şi deci nu este respectată la una dintre verigile lanţului, atunci neconformitatea (defectul) se transmite pe lanţul tehnologic până la ultima verigă reprezentată de clientul extern al întreprinderii. Cu alte cuvinte un produs finit livrat de întreprindere va îngloba toate defectele datorate nerespectării procedurilor de calitate la nivelul verigilor (operaţiile tehnologice) de pe fluxul tehnologic.

Cum se poate măsura calitatea?Bank (1992) sugerează că orice măsurare a calităţii trebuie să aibă în vedere cinci criterii:

1. Destinaţia produsului sau serviciului - la ce ar trebui să mă aştept de la produsul respectiv când îl cumpăr?2. Conformarea la cerinţe – corespunde aşteptărilor mele?3. Fiabilitatea - va continua să-mi ofere şi în viitor ceea ce doresc de la el?4. Costul – cât trebuie să plătesc pentru el?5. Livrarea – când voi primi produsul?

Sintetizând aceste întrebări, Bank a realizat următoarea definiţie a calităţii:Calitatea înseamnă satisfacerea deplină a cerinţelor cumpărătorului, la cel mai scăzut cost intern - costul de fabricaţie al produsului respectiv.

Ulterior organizaţiile au constatat că aplicarea acestei definiţii în practică nu este suficientă. Astfel, un şantier naval poate face o navă de calitate, o poate livra unui client, iar acesta, conform definiţiei poate fi satisfăcut de achiziţia făcută. Se pune însă problema dacă acel client va mai achiziţiona şi o a doua navă de la acelaşi şantier naval sau va căuta alt furnizor. Aici intervine îmbunătăţirea adusă definiţiei lui Bank. Astfel, firma respectivă va căuta să înlocuiască cuvântul “satisfacere” (evident, cu toate implicaţiile sale), cu cuvântul “incantare”. Aceasta ar da o garanţie că cel care a cumparat o navă va reveni să o cumpere şi pe cea de-a doua. În plus, el ar recomanda şi altor persoane interesate de respectivul şantier naval, mărind astfel numărul clienţilor potenţiali.

De ce Total Quality Management (Managementul Calităţii Totale)?Management:

TMIN 11 / 75

- aspectele legate de calitate nu se realizează de la sine; ele trebuie dirijate, conduse managerial.

Calitate:- este de fapt destinaţia activităţii în sine – conformarea la cerinţele

clientului; ce vrea clientul, care sunt cerinţele sale?Total :

- la realizarea produsului sau serviciului participă toţi salariaţii întreprinderii, deci implicit calitatea trebuie aplicată la toate nivelele procesului.

6. TEHNOLOGIA MONTĂRII INSTALAŢIILOR NAVALE CU TUBULATUR

6.1. ELEMENTE CONSTRUCTIVE COMUNE

Instalaţiile navale cu tubulaturi au următoarele elemente constructive comune:- ţevile, care sunt elemente rigide- racordurile flexibile- armăturile de îmbinare

o a ţevilor între eleo a ţevilor cu tancurile de alimentareo a ţevilor cu armăturile de închidere şi reglareo a ţevilor cu maşinile hidropneumatice

- părţile fasonate ale tubulaturii (aşa numitele fitinguri: se folosesc pentru ramificaţii sau schimbări de direcţie a traseelor de tubulatură)

- armături de închidere sau de reglare a circulaţiei fluidului de lucru.- maşini hidropneumatice- AMC-uri (aparate de măsurare şi control) a parametrilor fluidului de lucru- tancuri - rezervoare- baterii - compensatoare de dilataţie

6.2. CONFECŢIONAREA ŞI MONTAREA ŢEVILOR

TMIN 12 / 75

În general, un traseu de tubulatură este caracterizat de doi parametri:I. diametrul nominal al ţevii, ca dimensiune caracteristică a secţiunii

interioare a tubului: DN [mm]

II. presiunea nominală a fluidului care circulă prin tubul respectiv: pn [bari]

Presiunea nominala este practic presiunea maximă admisibilă de functionare a elementelor din instalaţie.

Fluidele de lucru utilizate în instalaţiile navale sunt:- apă de mare- apă dulce (rece sau caldă)- abur- combustibili- uleiuri- aer- freon- amoniac- CO2

- substanţe spumogene

6.2.1. TUBULATURA UTILIZATĂ LA INSTALAŢIILE NAVALE

Ţevile sunt confecţionate prin două metode:- ţevi trase sau laminate (la cald sau la rece)- ţevi sudate

Pentru realizarea traseelor de tubulaturi se utilizează ţevi cu diferite secţiuni şi din diferite materiale. Condiţia cerută materialului din care este prelucrată ţeava este să satisfacă cerinţele de rezistenţă şi cele de prelucrare prin: tăiere, sudare, îndoire la cald sau la rece.

a) Tevile din otel- Pentru pn < 5 bari se pot folosi, ţevi sudate.

• Ex. Balast – santină, răcire, combustibil, ungere, sonde şi aerisiri, scurgeri punţi deschise, scurgeri generale, instalaţii sanitare.

- Pentru pn > 5 bari, se folosesc ţevi trase sau laminate la cald sau la rece.• Ex. Aer comprimat, frigorifice, abur, acţionări hidraulice,

incendiu, CO2.b) Tevi trase, din cupru

Se folosesc pentru: apă de mare, apă dulce, CO2, abur, aer comprimat, freon, amoniac, produse petroliere.

c) Tevi trase, din Cu-ZnSe folosesc la: încălzire tancuri, schimbătoare de căldură.

d) Tevi din mase plasticeSe folosesc pentru: instalaţii sanitare, aer (ventilaţie, condiţionare), răcire cu apă de mare (tehnologia de tip AMERON).

TMIN 13 / 75

6.2.2. TEHNOLOGIA DE CONFECŢIONARE A TUBURILOR

În şantierele navale există linii tehnologice mecanizate, asemănătoare celor utilizate la confecţionarea corpului navei. Pe fluxul tehnologic intră ţeava neprelucrată, aprovizionată de şantier conform tipo-dimensiunilor cerute de documentaţie tehnologic. La ieşire rezultă tubul prelucrat, bun de a fi montat la navă, în cadrul instalaţiei.

Succesiunea operaţiilor de confecţionare a tuburilor este următoarea:

6.2.2.1. DEBITAREA

Se poate face în următoarele moduri:a) debitare cu plasmă

- Rezultă o tăietură cu o calitate foarte bună- Nu necesită o prelucrare ulterioară.

b) debitare cu flacara oxiacetilenicab.1. debitare cu flacara oxiacetilenica, cu maşini specializate

1. ţeavă2. dispozitiv de prindere şi rotire a ţevii 3. role de sprijin4. cap de tăiere oxiacetilenic5. dispozitiv de antrenare a capului de tăiere oxiacetilenic

Se utilizează maşini dirijate prin coordonate numerice Se folosesc cu succes pentru decuparile pentru coturi şi pentru feliile de ţeavă pentru coturi.

b.2. debitare cu flacara oxiacetilenica, manual

c) debitare mecanica, prin tăierea cu maşini de debitatc.1. cu pânze de bomfaier, acţionată mecanicc.2. cu disc abrazivc.3. prin strunjire

TMIN 14 / 75

1. ţeavă2. dispozitiv port cuţit3. dispozitiv de prindere şi rotire a ţevii

6.2.2.2. Îndoirea

Are ca scop aducerea tubului drept, la forma cerută de instalaţie.Îndoirea se poate face la cald sau la rece.a) Îndoirea la cald

a.1. Îndoirea cu nervuri

Această îndoire se realizează progresiv prin repetarea a două operaţii succesive:1. încălzirea locală a tubului 2. încălzirea tubului până la formarea unui plin

Cele două operaţii se repetă până se obţine forma dorită a tubului. Ţevile obţinute prin acest procedeu se utilizează la gaze. Nu se utilizează la lichide deoarece apare cavitaţia în zona pliurilor cotului.

a.2. Îndoirea obişnuită- Pentru ca tubul să-şi menţină forma, se umple cu nisip uscat. - Nisipul, este tasat în interiorul tubului prin vibraţii sau prin batere cu ciocane. - La capete este astupat cu dopuri găurite pentru a permite aburului din nisip să

iasă din tub.- Încălzirea se face local, in zona de indoire, la 800 - 15000C. - Pentru încălzire se utilizează cuptoare

- mobile

TMIN 15 / 75

- fixe.Din punct de vedere al timpului de încălzire utilizat, există cuptoare cu:

- combustibil lichizi- combustibili gazoşi- cuptoare cu inducţie.

Îndoirea se face pe platoul de îndoire.

- platou fix:

1. ţeavă2. platou fix3. dorn4. vinci

- platou mobil

1. ţeavă2. platou mobil3. dorn4. rolă de presare a ţevii5. reazem de blocare6. zonă încălzită

Avantajul îndoirii la cald consta in faptul ca se obţin tuburi cu raze mici de curbură.

Dezavantaje ale îndoirii la cald:- este un proces tehnologic scump, datorită consumurilor mari de manoperă şi

energie- necesită spaţii mari pentru realizarea operaţiilor tehnologice.

Aceste dezavantaje dispar dacă se utilizează:a. coturile prefabricate b. coturile confecţionate din felii.

TMIN 16 / 75

a. Confecţionarea coturilor prefabricateSe realizează pe maşini speciale, prin îndoire la cald:

1. ţeavă2. dispozitiv de împingere3. role de ghidare4. dispozitiv de încălzire a ţevii cu curenţi de înaltă frecvenţă5. rola de împingere, care crează forţa de îndoire6. dispozitiv de realizare a razei de racordare7. dispozitiv de tăiere

După realizarea cotului, acesta se taie, apoi se realizează următorul, din aceeaşi ţeavă.

b. Confecţionarea coturilor din feliiEste o tehnologie utilizată pentru tuburile cu diametre mari şi grosimi mici (eşapamente, instalaţii de balast).

- Feliile se obţin prin tăierea înclinată a unei ţevi, pe o maşină de tăiat.- Tehnologia este mai complexă deoarece presupune şi sudarea feliilor.- În zonele de îmbinare apar pierderi hidraulice.

c) Îndoirea la rece

b1) Principii teoretice

Se realizează prin deformarea plastică a materialului. Aceasta implică anumite limite ale procedeului.Pentru ca îndoirea să reuşească se impune ca oţelul din care este confecţionată ţeava să aibă o alungire mare.

TMIN 17 / 75

Prin îndoire, peretele aflat spre interiorul arcului de cerc după care se realizează îndoirea, se va îngroşa, iar peretele exterior se va subţia.

Prin urmare, la interior ţeava se ondulează iar la exterior apare pericolul fisurii. Pe partea exterioară a zonei de curbură, alungirea relativă este:

( )R

r

R

RrR

R

RrR

l

ll =−+∗=−+=−=α

αααα

ααε*

**

*

**1

Dacă impunem ca alungirea relativă a peretelui exterior curburii de ţeavă să fie:ε = ε admisibil

atunci, pentru o rază a ţevii dată, rezultă raza minimă de îndoire.:

admisibil

rR

ε=min

b2) Posibilităţi practice

Îndoirea la rece se face cu ajutorul unui platou mobil de îndoire

1. ţeavă2. platou mobil – este acţionat cu un servo-motor circular3. dispozitiv de menţinere a secţiunii circulare a tubului4. patină cu rol de ghidare şi de preluare a forţelor.

Unghiul α are două componente: α elastic şi α plasticαt = αe + αp

TMIN 18 / 75

Pentru a obţine unghiul αp, trebuie să se realizeze un unghi mai mare, care să compenseze unghiul αe.

Valoarea unghiului αe depinde de materialul din care este confecţionată ţeavă şi de raza de îndoire. De obicei, se realizează iniţial o îndoire de probă, pentru determinarea unghiului αe. Maşinile utilizate la îndoire pot fi:

- cu comandă manuală- cu comandă numerică

Indoirea la rece a ţevilor mici

1. ţeavă2. roată fixă, cu raza egală cu raza de îndoire3. braţ de antrenare

Se foloseşte la tubulatura sanitară: φ < 20mm.

6.2.2.3. SUDAREA

Este procesul tehnologic prin care se realizează cuplarea ţevilor. Se realizează prin două metode:

- electric- autogen - automată, mecanizată, manuală

Cuplarea ţevilor se face: în atelier sau la navăSudarea mecanizată cât şi cea automată realizează cordoane de sudură între două ţevi sau între teavă şi flansă.

1. ţeavă2. dispozitiv de prindere a ţevii3. dispozitiv de prindere a flansei4. flansă

TMIN 19 / 75

5. capul de sudare al maşinii cu dispozitiv automat de avans al sârmei de sudare.

6.2.2.4. SCHEMA DE PRINCIPIU A UNEI LINII TEHNOLOGICE DE CONFECŢIONARE A TUBULATURII

6.2.2.5. PROTEJAREA TUBULATURII

Protejarea tubulaturii are ca principal scop evitarea coroziunii. Protejarea se realizează în funcţie de fluidul care circulă prin tubulatură. Metode de protecţie

1. zincarea – se utilizează pentru apă de mare, apă dulce, aer, abur.2. decaparea şi acoperirea cu ulei – se foloseşte pentru produsele petroliere.

Operaţii tehnologice- Degresarea- Decaparea- Preîncălzirea- Zincarea

Aceste operaţii se realizează în rezervoare speciale numite “băi”. Se utilizează echipament special de protecţie.

6.2.3. TEHNOLOGIA DE MONTARE A TUBURILOR

Clasificare

a. Tehnologie clasică

Operaţii : a.1. extragerea şabloanelor la nava, pentru fiecare tronson de tubulatură in parte

TMIN 20 / 75

Depozittevi Debitare

Depozitflanse

Indoire coturi

Sudaretuburi

Confectionare coturi

Sudareflanse

Sudareflanse

Sudareflanse

Tubulatura finita

a.2. îndoirea în atelier a tuburilor, folosind şablonul extras de la navăa.3. ajustarea tubului, la navă, în funcţie de poziţia reală de montaja.4. sudarea finală în atelier a flanşelor de cuplarea.5. zincarea tubului – pentru protecţie împotriva coroziuniia.6. montarea tubului la navăa.7. verificarea etanşietăţii instalaţiei.

b. Tehnologia clasică îmbunătăţită

Are avantajul că este mai rapidă, prin eliminarea unor etape utilizate la tehnologia clasică.

Metode de îmbunătăţire:b1) Utilizarea şabloanelor etalon. Acestea se fac la nava cap de serie, apoi se utilizează la toate navele din serie. În acest fel dispare operaţia a.1.

b2) Utilizarea tubulaturii etalon. Este similară cu utilizarea şabloanelor etalon. La ultima navă din serie se folosesc chiar etaloanele. În acest fel, dispar operaţiile a.1, a.3.

b3) Utilizarea fotoproiecţiei, realizata după şabloane sau tuburi etalon. Se rezolvă problemele de depozitare ale etaloanelor.

c. Tehnologia bazată pe schiţe cotate

Planurile instalaţiilor cu tubulaturi se fac respectând următoarele reguli:- Folosirea lungimilor minime de ţeavă => consumuri materiale mici => costuri

reduse;- Realizarea spaţiilor suficient de mari între ţevi şi alte agregate, pentru a permite

accesul uşor în zonele de întreţinere ale instalaţiilor;- Amplasarea optimă a agregatelor, pentru o exploatare normală;- Lungimea care se alege pentru tronsoanele de tubulatură trebuie să permită

montarea şi demontarea acestora;- Numărul tronsoanelor să dea un număr minim de îmbinări;- Pe porţiunile drepte să se poată realiza fascicole de ţevi, prinse în acelaşi suport.

6.2.4. TEHNOLOGII MODERNE DE SATURARE A NAVELOR

Fabricaţia oricărei nave trebuie să se realizeze în timp redus. Scurtarea timpului de fabricaţie total al navei se realizează prin scurtarea timpului de fabricaţie al fiecărei instalaţii în parte folosind una dintre cele două metode de lucru:

I. Transferul a cât mai multor operaţii, de la navă în atelierII. Saturarea blocsecţiilor navei, în atelier.

In acest context se are in vedere si utilizerea următoarelor tehnologii de lucru:1. Tehnologia pe bază de module.

TMIN 21 / 75

Modulul sau nodul tehnologic este o reuniune, de elemente, cu caracteristici comune de montaj.Exemplu: modulul răcitoarelor.

2. Tehnologia pe bază de agregate.Agregatul este o reuniune de elemente cu caracteristici funcţionale şi de montaj comune. Exemplu: - diesel-generatoare, formate din motor şi generator pe acelaşi

postament sau pompa de santină împreună cu motorul de antrenare.

3. Tehnologia pe baza blocurile de montaj.Reprezintă o etapă superioară faţă de module şi agregate.Blocul de montaj cuprinde o porţiune din navă, pe care se găsesc elemente de corp, saturări, agregate, module, instalaţii cu tubultură, instalaţii electrice. Un bloc de montaj se saturează complet, inclusiv vopsirea. Sunt create legături de cuplare cu celelalte blocuri, astfel încât prin asamblarea acestora să rezulte nava.

7. TEHNOLOGIA DE MONTARE A MODULELOR ŞI AGREGATELOR

Montarea modulelor şi agregatelor este o etapă tehnologică care face parte din procesul de construcţie a navei şi se realizează odată cu saturarea blocsecţiilor. Procesul este avantajos atunci când se realizează pe cală înainte de lansarea navei din următoarele motive:

- determinarea precisă a planeităţii modulului sau agregatului;- poziţionarea accesibilă din punct de vedere al manevrării cu macaralele de cală.

Este de asemenea important ca modulul sau agregatul să fie montate înainte de pozarea traseelor electrice şi de tubulatură deoarece:- montarea ulterioară este incomodată de traseele menţionate mai înainte;- existenţa modulului sau agregatului permite realizarea şabloanelor în procedeul

clasic.

Operaţiile tehnologice anterioare montării modulului sau agregatului se referă la finalizarea montajului postamentului pe care va fi amplasat modulul sau agregatul inclusiv din punct de vedere al planeităţii acestuia.

Orice proces tehnologic de montare a unei instalaţii navale implică operaţia pregătitoare de studiere a documentaţiei de montare:- plan de amplasare;- plan de funcţionare în instalaţie;- tehnologia de montare;- instrucţiuni tehnologice.

TMIN 22 / 75

Clasificarea modulelor şi agregatelor în funcţie de existenţa pieselor în mişcare:a) cu piese în mişcare (sunt generatoare de forţă perturbatoare) – exemplu: motoare

termice, pompe cu piston, pompe centrifuge;b) fără piese în mişcare – exemplu: schimbatoare de căldură, caldarine, separatoare

de santină, distilatoare, filtre de apă şi ulei.

Tipuri de fixare a modulului sau agregatului:1. cu fixare într-un singur plan;2. cu fixare în două plane.

Fixarea modulului sau agregatului se face pe postamentul care este sudat de corpul navei. Fixarea are rolul de a facilita transmiterea forţelor perturbatoare de la mecanism la postament.Există două situaţii: 1. Forţele care se transmit şi care variază lent în timp, aşa că practic se pot

considera constante;2. Forţe care variază rapid în timp.

Fixarea modulelor şi agregatelor pe postament are două scopuri:- apelarea forţelor statice;- diminuarea amplitudinii forţelor variabile în timp astfel incât nivelul vibraţiilor

transmis corpului navei să fie minim.

6.1. MONTAREA MODULELOR ŞI AGREGATELOR CARE NU IMPLICĂ FORŢE PERTURBATOARE

Variante de montaj:

6.1.1. MONTAREA MODULELOR ŞI AGREGATELOR PE LAINE METALICE

Lainele metalice sunt piese metalice, cu forme regulate (circulare, pătrate, dreptunghiulare), cu grosimi relativ mici în raport cu înălţimea agregatului (ex: ~10-20 mm). Numărul de laine şi dimensiunea suprafeţei unei laine se stabileşte în funcţie de masa utilajului care se montează. Laina are rolul de a prelua diferenţele locale, în zona de montaj, existente între talpa agregatului şi postament.

TMIN 23 / 75

Operaţii tehnologicea) Realizarea la postament a suprafeţelor plane, în locul de montare a lainelor, prin

polizare şi verificare cu platoul etalon şi pată de vopsea. Iniţial verificarea se face cu sonda spion de 0,03 mm (de la 0,05 până la 0,03);

b) Realizarea la talpa agregatului a suprafeţelor plane, în locul de montare a lainelor, prin polizare şi verificare cu platoul etalon şi pată de vopsea. Iniţial verificarea se face cu sonda spion de 0,03 mm (de la 0,05 până la 0,03);

c) Introducerea agregatului în nava, la poziţia de montare;

d) Poziţionarea agregatului pe postament la cotele de montaj, cu ajutorul suruburilor de ridicare;

e) Extragerea măsurilor de laine cu ajutorul compasului şi (şublerului) micrometrului;

f) Confecţionarea lainelor (frezare şi rectificare);

g) Rectificarea lainelor prin polizare şi verificarea cu pată de vopsea, prin introduceri succesive între postament şi agregat;

h) Găurire şi montare şuruburi.

Lainele pot fi:- libere (sub agregat)

- sudate de postament

6.1.2. MONTAREA MODULELOR ŞI AGREGATELOR PE LAINE NEMETALICE

TMIN 24 / 75

Este o tehnologie mai simplă, datorită posibilităţilor simple de prelucrare a lainelor.Materiale utilizate:- textolit (se utilizează la agregate cu mase relativ mici);- plastic (se utilizează la agregate cu mase relativ mici);- materiale fonoabsorbante.Materialele fonoabsorbante se introduc între talpa agregatului şi postament prin turnare la faţa locului.

1- distanţiere2- rame3- material fonoabsorbant

Avantajele utilizării materialelor fonoabsorbante în comparaţie cu celelalte tipuri de laine:- operaţii reduse şi simple;- elimină operaţiile a,b,e,f,g;- precizie marita în ceea ce priveşte obţinerea controlului total la toate lainele.Timpului de intarire a materialului este de cca. 48 ore.

6.1.3. MONTAJ PE AMORTIZOARE

6.2. MONTAREA MODULELOR ŞI AGREGATELOR CARE IMPLICĂ FORŢE PERTURBATOARE

Variante de montaj:

6.2.1. MONTAJ CU LAINE METALICE .6.2.2. MONTAJ CU LAINE NEMETALICE .6.2.3. MONTAJ PE AMORTIZOARE .

6.3. MONTAJUL AGREGATELOR PE AMORTIZOARE

Amortizoarele sunt piese de fixare a modulelor şi agregatelor, interpuse între postament şi talpa agregatului şi care au rolul de a atenua vibraţiile şi zgomotele produse de utilaj.

Amortizoarele se utilizează atât la agregate care implică forţe perturbatoare, cât şi la cele care nu implică forţe perturbatoare, pentru ca vibraţiile să nu se transmită la acestea din urmă, în sens invers – de la corp la agregat.

Cele mai puternice surse de vibraţii sunt motorul principal şi propulsorul (elicea).

TMIN 25 / 75

Considerăm un mecanism fixat de postament prin intermediul amortizorului.

Mecanismul produce forţa variabilă rapid în timp, Fm(t). Când se alege amortizorul, se pune condiţia ca |Fp| < |Fm|.Energia care pleacă de la mecanism, Em, se disipa in amortizor, Ea, iar restul trece în postament, Ep.

Cu cât Ea este mai mare, cu atât amortizorul îşi realizează mai bine funcţia.

6.3.1. SCHEMATIZAREA AMORTIZOARELOR ELASTICE

1 - amortizor elastic cu frecare uscată2 – amortizor elastic cu frecare vâscoasă3 – amortizor elastic cu frecare uscată şi relaxare4 – amortizor elastic cu frecare vâscoasă şi relaxare

Obţinerea efectului amortizant bun se realizează prin utilizarea materialelor cu proprietăţi amortizante cum ar fi cauciucul.

Cauciucul lucrează după schema 2 (amortizor elastic cu frecare vâscoasă).Acesta trebuie să aibe următoarele caracteristici:- rezistenţă la rupere: 150-300 daN (cm2);- alungire relativă: 400-500 %;- alungire remanentă: 15-30 %;- punct de congelare: -40%;- prelucrare prin vulcanizare.

Câteva tipuri de amortizare din cauciuc:

1 – amortizor2 – postament

TMIN 26 / 75

3 – agregat

Amortizoare cu arc:

1- Amortizarea este realizată de arc şi de frecarea uscată între cilindri. Frecarea între cilindri este maxima şi produce uzura suprafeţelor.

2- Jocul între cilindri este mai mare, iar la interior este un ghem de sârmă, care înlocuieşte frecarea între cilindri.

6.3.2. AMPLASAREA AMORTIZOARELOR LA MONTAJUL MECANISMELOR

6.3.2.1. UN SINGUR MECANISM

6.3.2.2. DOUĂ AGREGATE ÎN LEGĂTURĂ Se foloseşte un cadru metalic comun pentru cele doua agregate. Exemplu: DG-uri.

6.3.2.3. DOUĂ AGREGATE, ÎN LEGĂTURĂ UNUL CU ALTUL FĂRĂ AMORTIZOARE

Se foloseşte între ele un cuplaj elastic.

TMIN 27 / 75

Exemplu: MP + lagar de împingere.

6.3.3. NOŢIUNI TEORETICE PRIVIND STABILIREA NUMĂRULUI DE AMORTIZOARE UTILIZATE LA MONTAREA UNUI AGREGAT

Una din metodele de reducere a zgomotului datorat forţelor perturbatoare produse de funcţionarea mecanismelor este montarea agregatului pe amortizoare.Montajul pe amortizoare trebuie să realizeze reducerea amplitudinii forţei transmise postamentului .

Această amplitudine trebuie să fie mai mică decât cea a forţei perturbatoare, F.

Fp < Fk = constanta elastică a amortizorului N = numărul de amortizoare.

Pentru rezolvare reducem sistemului la unul echivalent:

F = forţa perturbatoarem = masa în mişcare

Ecuaţia mişcării va fi: m ∗ x’’ + r ∗ x’ + k ∗ x = Fm ∗ x’’ + r ∗ x’ + k ∗ x = Fo sin ωt I : m

unde: w = pulsaţia forţelor perturbatoareTMIN 28 / 75

rezultă : tm

Fx

m

kx

m

rx ωsin''' 0=++

r/m = 2nk/m = p2

F0/m = q

adică: x’’ + 2n ∗ x’ ∗ n + p2 ∗ x = q sinωt

unde: n = coeficient de amortizare;p = pulsaţia sistemului; p = 2π/TT = perioada

Soluţia ecuaţiei va fi de forma: x = x1 + x2

x1 reprezintă soluţia ecuaţiei omogene, adică a vibraţiilor care se amortizează în timp;x2 caracterizează vibraţiile forţate.

Vibraţiile agregatului se măsoară cu un aparat numit tostograf.

Cu ajutorul valorilor măsurate se trasează graficul următor:

unde: c = coeficient de transmitere a vibraţiilor.

F

Fc

p=

În cazul unui montaj eficient, c < 1.Pentru:

( )

12

max1

120

<= >>

=⇒=

>⇒÷∈

cp

cp

cp

ω

ω

ω

Coeficientul de amortizare, n = r/2m

Cum se procedează practic: - se trasează curbele c = f(w/p,n);

TMIN 29 / 75

- se alege valoarea c1, care reprezintă performanţele maxime ale sistemului de sprijin;

- corespunzătoare lui c1, se alege un (w/p)1, care corespunde unui anumit n;- se cunoaşte forţa perturbatoare introdusă de mecanism, atât ca amplitudine, F,

cât şi ca pulsatie, ω;- din relaţia :

1

min

1

1 cp

pc

ωω =⇒

=

unde ω se alege la valoarea cea mai mică, dată de una dintre armoniile generate de forţa perturbatoare.

Ştim că : m

kp =2

Dacă agregatul trebuie să aibă mai multe amortizoare identice, având fiecare constantă elastică, k1,atunci:

k= N k1 = mp2

unde : N = numărul de amortizoare

rezultă : 1

2

k

pmN

∗=

În plus, se vor respecta şi următoarele condiţii:I. N ≥ NR

unde NR este numărul minim de amortizoare care satisfac condiţiile de rezistenţă impuse de ansamblul montat.

II. Fiecare amortizor este caracterizat de capacitatea portantă, adică de sarcina pe care o poate prelua în condiţii statice, Gs.

Atunci, condiţia care trebuie să o respecte ansamblul este ca greutatea agregatului să nu fie mai mare decât sarcina portantă pe care o pot prelua amortizoarele, NR * Gs NR * Gs ≥ G agregat.

6.4. REDUCEREA ZGOMOTULUI LA BORDUL NAVEI

Zgomotul apare datorită funcţionării mecanismelor şi datorită vibraţiilor produse de acestea, inclusiv vibraţiile datorate propulsorului. Zgomotul este caracterizat prin vibraţii ale aerului, de diferite frecvente. Normele sanitare limitează intensitatea maximă admisă a zgomotului.

Se măsoară doi parametri care caracterizează zgomotul:1. nivelul intensităţii acestora: L [dB]2. frecvenţă f [Hz]

TMIN 30 / 75

1- curba 1 – nivel admis pentru o staţionare scurtă în CM2- staţionare permanentă3- nivel admis pentru PCC

6.4.1. MIJLOACE DE REDUCERE A ZGOMOTULUI

- Utilizarea mecanismelor cu forţe neechilibrate reduse;- Utilizarea compartimentelor izolate fonic, pentru mecanismele cu zgomote

puternice;- Izolarea locală a surselor de zgomot;- Utilizarea amortismentelor;- Izolarea încăperilor de locuit.

Propagarea zgomotului se face prin: - aer;- prin corpul navei.

6.4.2. NOŢIUNI TEORETICE PRIVIND APRECIEREA NIVELULUI ACUSTIC LA BORDUL NAVEI

Parametrul principal care intervine în calcule este intensitatea zgomotului: I [W/cm2]

I = p * w [W/cm2]

unde : p este presiunea datorată particulelor aflate în mişcare de vibraţie;w este viteza momentană a particulelor în mişcare oscilatorie.

Dacă: p = ρ ∗ c ∗ w

unde : ρ este densitatea aerului; c viteza sunetului prin mediu elastic.

Atunci: c

pw

∗=

ρ

Rezultă : c

p

c

ppI

∗=

∗∗=

ρρ

2

TMIN 31 / 75

Pentru determinarea intensităţii zgomotului în condiţiile în care acesta devine deranjant pentru om, se defineşte intensitatea de referinţă a zgomotului raportată la sensibilitatea urechii umane.

Io = 10-6 w/cm2

Având un nivel de referinţă, acesta se compară cu zgomotul real existent în zona de pe navă în care se fac măsurătorile. Comparaţia se realizează prin intermediul raportului: I / Io

Deoarece acest raport are valori mari, în practică se utilizează noţiunea de intensitate relativă a zgomotului: L

unde: 0

logI

IL =

dacă: I = 10 ∗ Io

atunci : L = lg10 = 1 [bell]

În practică se utilizează ca unitate de măsură decibelul [dB].

Rezultă L= 0

log10I

I [dB]

Măsurarea nivelului acustic se face cu aparate numite fonometre, în [dB].

6.5. NOŢIUNI TEORETICE PRIVIND CALCULUL NUMĂRULUI DE ŞURUBURI CALIBRATE, CARE PREIAU FORŢELE CE SOLICITĂ MECANISMUL

6.5.1. DESCRIEREA FORŢELOR CARE SOLICITĂ AGREGATUL

Forţa care solicită şuruburile de prindere ale unui mecanism se datorează următoarelor componente:

1. componenta datorată sarcinilor dinamice: S1

S1 = k m g

unde: m = masa mecanismului în mişcare;k = coeficient de sarcină dinamică;k = f(m, frecvenţa solicitării).

2. componenta datorată elicei în mişcare: S2

S2 = Tel

unde : Tel = forţa de împingere a elicei

3. componenta datorată înclinării navei, până la 450: S3

TMIN 32 / 75

S3 = G sin45o

4. componenta datorată oscilaţiilor de ruliu

S4 = 4G/T2 (0,001* l + 1,75)

unde : l = OO1 = distanţa de la centrul navei la centrul de greutate al agregatului;T = perioada de oscilaţie, de ruliu [sec];G = greutatea agregatului.

5. componenta datorată unui moment de răsucire, M

Se consideră că datorită momentului M, în şuruburile de fixare a agregatului pe postament apar forţe Pi, proporţionale cu distanţa de la centrul mecanismului la şurubul respectiv. Variaţia forţelor Pi are loc după formula:

maxmax r

rPP i

i ∗=

În ceea ce priveşte momentul, acesta devine:

max

2

maxmax

max r

rPr

r

rPrPM i

ii

iii ∗=∗∗=∗=

Rezultă: 2

max

maxii r

r

PMM ∑∗=∑=

Forţa maximă care acţionează asupra şuruburilor va fi:

2max

maxir

rMP

∑∗=

TMIN 33 / 75

Pentru un număr Zi de şuruburi, aflate la raza ri, avem:

22max

maxii rz

rMP

∗∑∗=

În concluzie, componenta care va solicită şurubul în plan orizontal este : S5 = Pmax

6.5.2. DETERMINAREA FORŢEI REZULTANTE CARE SOLICITĂ AGREGATUL

Forţa rezultantă este egală cu suma geometrică a celor 5 forţe componente:

it SS ∑=

Pentru calculul numărului de şuruburi se consideră modulul forţei totale :

tt SS ⇒Acesta va fi preluat de cele Zn şuruburi de prindere ale agregatului pe postament.

6.5.3. DETERMINAREA NUMĂRULUI DE ŞURUBURI DE PRINDERE, CALIBRATE

Considerăm cazul unui agregat, montat pe postament prin intermediul unui număr total de şuruburi “n”, dintre care calibrate vor fi “nc”.

Forţelor perturbatoare care acţionează asupra agregatului li se opun două categorii de forţe:

1. Ffr = forţa de frecare2. Ffor = forţa de forfecare

Ft = Ffr + Ffor

Ffr = FN * μ * n

unde: FN = forţa de apăsare normală μ = coeficient de frecare μ = 0.3 ÷ 0.4 n = numărul total de şuruburi

Ffor = 0.5 * ξfor * A * nc

unde:A = aria secţiunii unui şurubnc = numărul de şuruburi calibrate, care preiau forţa perturbatoare.

0.5 * ξfor reprezintă jumatate din capacitatea portantă la forfecare a şurubului.

Pentru ca şuruburile de fixare să reziste la forţele perturbatoare trebuie ca:

Ft ≥ 2 * St

TMIN 34 / 75

Rezultă : 2St ≤ Ffr + Ffor = FN * μ * n + 0.5 * ξfor * A * nc

Obţinem numărul şuruburilor calibrate:

cfor

Ntc A

nFSn

∗∗∗∗−

≥τ

µ5,0

2

Numărul minim de şuruburi calibrate este impus de normele de registru.

6.6. LANŢUL DE DIMENSIUNI ÎN CAZUL MONTĂRII UNUI AGREGAT (MODUL)

1. agregat1I - pompă1II - motor de antrenare

2. postament

Amplasarea agregatului se face în spaţiu:

TMIN 35 / 75

Măsurarea cotelor de amplasare a agregatului se realizează faţă de liniile de bază ale navei, orientate pe directiile principale: x, y, z.ox : - cuplul maestru

- coasta zero (axul carmei), (C0)- peretele pp şi pv CM- osatura transversală a navei

oy: - planul diametral (PD) - osatura longitudinală a navei

oz: - linia de bază (LB)- plafonul dublului fund- tabla punţii intermediare- axa teoretica a liniei de axe.

Pe direcţia axelor ox şi oy, amplasarea agregatului se realizează din deplasarea acestuia în plan orizontal, pe postamentul de montaj. În plan vertical (pe direcţia oz), deplasarea agregatului se face când se obţine cota z, de montaj.Cota z de montaj în plan vertical este compusa din:

z = ha +hp + he

unde: ha = înălţimea axei de referinţă a agregatuluihp = înălţimea postamentuluihe = înălţimea lainei: cote de confecţionare (frezare).

Cotele x, y şi z se raportează la o serie de repere aparţinând agregatului, indicate în planul de montaj al agregatului:

- axe de rotaţie - flanşe de cuplare- suprafeţe de aşezare- cuple.

Condiţia este ca reperele faţă de care se măsoară cotele să fie evidente, fixe, exacte (să nu-şi schimbe poziţia în timp) şi să permită amplasarea precisă a agregatului.

Cotele în plan orizontal, x şi y, se determină prin măsurarea directă cu ruleta.Cota în plan vertical implică în acelaşi timp şi menţinerea planeităţii agregatului. Din acest motiv determinarea ei se face astfel:

• se considera ca postamentul care este deja montat la navă îndeplineşte condiţiile de planeitate;

• se măsoară cota z, în plan vertical, în 3 puncte raportate la agregat, având ca suprafaţă de referinţă postamentul. Cele 3 puncte măsurate (având aceiaşi valoare egală cu z) trebuie la rândul lor să materializeze pe agregat o suprafaţă paralelă cu suprafaţa de aşezare a acestuia.

TMIN 36 / 75

1. agregat2. postament

Cota z fiind acelaşi în cele 3 puncte, rezultă că cele 2 suprafeţe sunt paralele prin urmare agregatul este perfect orizontal.

În afara de măsurarea cu ruleta a cotei z în cele 3 puncte, există următoarele metode de determinare şi verificare a planeităţii agregatului:

a. Utilizarea nivelei cu apă:

Implică existenţa unei suprafeţe plane pe agregat, care să permită poziţionarea nivelei cu apă. Agregatul este mişcat pe verticală pana când bula de aer se poziţionează în centrul nivelei. Verificarea se face poziţionând nivela pe două direcţii (diagonale).

b. Utilizarea furtunului cu apă:Metoda se bazeaza pe principiul vaselor comunicante.Este o metodă comodă deoarece nu necesită o suprafaţă plană de aşezare , ca la varianta a.

1. sticlă2. furtunB = reper de bază.

Se aleg 3 puncte care pot genera suprafeţa orizontala a agregatului.Un capăt al furtunului se aşează în punctul 1 iar celălalt în 2 şi apoi în 3. Dacă nivelul lichidului este acelaşi în punctul 1 comparativ cu 2 şi apoi cu 3, atunci rezultă că cele 3 puncte sunt la aceiaşi înălţime, deci agregatul este orizontal.

Această metodă este utilă atunci când trebuie transmisă o cotă verticală, în locuri fără vizibilitate directă, sau acolo unde această cotă nu poate fi măsurată prin mijloace directe: de exemplu in compartimentul de masini.

TMIN 37 / 75

În acest scop se determină reperul de bază B, cu cota zB, reper care se marchează distinct într-o zonă accesibilă, de exemplu pe un element de osatură.Cunoscând cota zB, o transmitem cu ajutorul furtunului cu apa în compartimentul de masini, unde o şi marcăm pe un element de osatură.De la această cotă cunoscută, respectând lanţul de dimensiuni din plan, putem calcula aritmetic, oricare alte cote.

Nivela cu apă şi furtunul cu lichid nu se pot utiliza atunci când nava este la apă motiv pentru care atunci când planeitatea agregatului este o cerinţă strictă de montaj, ea trebuie realizată în etapa de montaj pe cală, înainte de lansarea la apă a navei.

7. TEHNOLOGIA DE MONTARE A INSTALAŢIEI DE PROPULSIE

7.1. CONSIDERATII GENERALE

Atunci cand discutam despre calităţile de marş ale navei avem in vedere in mod special propulsoarele.Propulsoarele navale sunt dispozitive care preiau energia mecanică a maşinilor principale şi o transformă în forţa de împingere necesară invingerii rezistenţei la înaintare a navei, asigurând deplasarea acesteia cu o anumită viteză impusă. Calitatea propulsorului este pusă în evidenţă prin intermediul randamentului, ηD, numit şi randamentul discului elicei.

D

ED P

P=η

PE – puterea produsă de elicePD – puterea primită de elice, de la axul portelice.

unde: PE - = 1,36 * RT * v [CP]

unde:

TMIN 38 / 75

RT este rezistenţa totală la inaintare [KN]v este viteza navei [m/s]

Obţinem: PE = ηD * PD

Se observă că o parte importantă din puterea maşinii principale se pierde la nivelul propulsorului. Din acest motiv proiectarea propulsorului cu randament ridicat constituie o condiţie de bază în obţinerea calităţilor de marş superioare.

După modul în care este realizată forţa de împingere, propulsoarele se împart în două categorii:

Propulsoare active: Forţa de împingere este produsă prin acţiunea directă a vântului. Exemplu: vela, rotoarele Flettner.

Propulsoare reactive: Forţa de împingere se datorează reacţiei masei de apă care este obligată să se deplaseze în sens contrar mişcării navei. Exista două tipuri de propulsoare reactive:- cu pale: rama, roata cu zbaturi, propulsorul cu aripioare, elicea;- hidrofuge: propulsorul cu jet, cu con reactiv, hidromotorul.

7.2. VARIANTE CONSTRUCTIVE ALE INSTALAŢIILOR DE PROPULSIE

Posibilităţi de clasificare:a. după numărul de propulsare (elici): 1, 2, 3, 4;b. după tipul propulsorului: cu pas fix sau cu pas reglabil;c. După numărul motoarelor principale: 1, 2.

Elementele componente din pozele urmatoare s-au notat dupa cum urmeaza:1 elice2 ax port elice3 tub etambou4 etanşare pp5 etanşare pv6 arbore intermadiar7 reductor8 motor principal9 lagar de împingere10 cavaleti11 perete pp CM12 reductor normal (pentru două motoare) sau reductor planetar (pentru un motor)13 pompa hidraulică14 motor hidraulic

TMIN 39 / 75

15 tubulatura de legătură

Varianta constructiva avand lagărul de împingere (9) încorporat în motorul principal (8):

Varianta constructiva avand lagărul de împingere (9) încorporat în reductor (7):

Varianta constructiva cu doua linii de arbori:

Cavaletii utilizati pentru prinderea si ghidarea arborilor elice spre pupa au ca dezavantaj faptul ca afecteaza curentul de apa format in pupa navei merind in acest mod vobratiile datorate functionarii elicelor:

TMIN 40 / 75

Pentru atenuarea acestor vibratii forma cavaletilor a fost imbunatatita ca in poza de mai jos:

Varianta constructiva cu elici contrarotative:

Randamentul acestei variante constructive este ridicat datorita faptului ca prima elice trimite curentul de apa in cea de-a doua elice.Reductorul (7) utilizat este de tip normal – pentru instalatiile de propulsie cu 2 motoare principale de propulsie, si respectiv planetar pentru instalatiile de propulsie cu un singur motoar principal de propulsie.

Varianta constructiva cu elici suprapuse:

Discurile celor două elici se suprapun pe o anumită zonă. Elicele pot fi amplasate una în spatele celeilalte sau cu palele intercalate. Randamentul acestei variante constructive este ridicat datorita schimbării sensului de rotaţie al curentului de fluid care intră în pale.

TMIN 41 / 75

Varianta constructiva cu transmisie în “Z”:

Montarea instalatiei de propulsie se face relativ simplu.Motorul poate fi amplasat pe punte, într-un compartiment protejat.Acest tip de varianta constructiva se utilizează la navele mici.

Varianta constructiva cu transmisie hidraulica:

Prezintă avantajul că motorul principal (8) care antreneaza pompa hidraulica (13) poate fi amplasat în orice loc pe navă, legăturile fiind făcute cu tubulatură (15).

Principal discutând, indiferent de varianta constructivă utilizata, problemele tehnologice de montare a instalaţiei de propulsie se referă la următoarele elemente componente:

1. propulsor2. arbore port elice3. tub etambou4. arbore intermediar5. reductor6. motor principal

I.3. PROPULSORUL

Cel mai eficient şi mai sigur propulsor este elicea. Practic elicea este un dispozitiv de conversie a energiei mecanice în împingere hidrodinamică (Tel).

Avantajele utilizării elicei ca propulsor:- cuplare directă la linia de arbori;- randament ridicat;- tehnologie de fabricaţie relativ simplă;- permite repararea.

Dezavantaje:- transmiterea momentului de rotaţie în afara corpului navei;- numărul limitat de pale creează presiune variabilă mare la pupa navei ceea ce

conduce la o funcţionare neuniformă.

TMIN 42 / 75

Clasificarea elicilor:I.a. cu pas fix

I.a.1. monobloc;I.a.2. cu pale demontabile.

I.b. cu pas reglabil.

II.a. simple: pasul este constant pe rază iar forma palei este obişnuită;II.b. speciale: au palele puternic deviate în spate.

III. cu 2, 3, 4 sau 5 pale.

Performanţele elicei depind de doi factori principali:1. geometria palei - aceasta influenteaza in mod direct:

1.a. performanţele hidrodinamice ale elicei (randament, putere, turaţie absorbită);

1.b. cavitaţia

2. materialul elicei - aceasta influenteaza in mod direct:2.b. rezistenţa palei:

- Rezistenţă la eroziunea cavitaţională; - Rezistenţă la coroziune;- Rezistenţă la rupere.

7.3.1. PĂRŢILE CONSTRUCTIVE ALE ELICEI

7.3.1.1. NOŢIUNI TEORETICE

A. GENERAREA SUPRAFEŢELOR ELICOIDALE

Se consideră un cilindru cu înălţimea P şi diametrul D.

TMIN 43 / 75

Fie un punct A, aparţinând cercului de bază cu diametrul D. Dacă punctul A efectuează pe suprafaţa cilindrului o mişcare combinată, de rotaţie cu viteză unghiulară ω, şi de translaţie după direcţia generatoare, cu viteză liniară u, atunci acesta descrie curba ACA1.

Linia generata de punctul A, care se deplasează pe un cilindru, efectuând o mişcare combinată, de rotaţie şi de translaţie, se numeşte linie elicoidală.

Distanţa axială măsurată între două puncte consecutive de intersecţie ale liniei elicoidale cu aceiaşi generatoare a cilindrului de înfăşurare se numeşte pas geometric al liniei elicoidale, şi se notează cu P.

În funcţie de cele 2 mişcări – rotatie ”ω” şi translatie ”u”, pasul poate fi constant sau variabil.

Desfăşurând cilindrul în plan se obţine dreptunghiului AA’A1AA’, cu laturile AA’ = πd şi AA1’ = P. Diagonala AA1 reprezintă desfăşurata liniei elicoidale ACA1. Unghiul φ , dintre desfăşurată liniei elicoidale şi orizontală se numeşte unghiul de pas.

R

P

D

Ptg

ππφ

2==

Mulţimea liniilor curbe descrise de punctele unui segment de dreaptă cu orientare oarecare în spaţiu, care efectuează simultan două miscări - de rotaţie şi de translaţie în jurul şi respectiv după axa OO’, defineşte suprafaţa elicoidală.

Dacă:ω = constant u = constant

atunci rezultă o suprafaţă elicoidală cu pas constant axial şi radial.

B. FORMAREA PALELOR ELICEI

Elicea este propulsorul hidraulic reactiv care produce forţa de împingere prin înşurubare în apă. Elementul constructiv principal al elicei este pala:

Faţa activă a palei reprezintă o porţiune dintr-o suprafaţă elicoidală.

TMIN 44 / 75

Faţa activă a palei este suprafaţa asupra căreia se exercită la marş înainte forţele de presiune determinate de interacţiunea dintre profil şi curentul de lichid.

Dosul palei este suprafaţa opusa feţei active.

Faţa activă este reprezentată de regulă printr-o suprafaţă elicoidală cu pas constant, iar dosul palei printr-o suprafaţă elicoidală cu pas variabil axial şi radial.

1 – pală2 – butuc

Partea palei care este fixată pe butuc se numeşte rădăcină palei, (R). Punctul (V), cel mai îndepărtat de butuc, se numeşte vârful palei. Distanţa l, măsurată de la rădăcina palei (R) pana la vârful palei (V), se

numeşte lungimea palei.

Cercul deschis de vârful palelor la o rotaţie completă se numeşte discul elicei, (D).

Planul normal pe axul elicei şi care include punctul de intersecţie al generatoarei suprafeţei elicoidale cu acest ax se numeşte planul discului elicei.

Dacă se secţionează pală cu un cilindru de raza r, prin desfăşurare se obţine un profil hidrodinamic.

1 – bordul de atac2 – bordul de fugă3 – intrados sau faţa activă

TMIN 45 / 75

4 – extrados

Muchia de intrare sau de atac, (I), este porţiunea din conturul palei corespunzătoare intrării curentului de apă în elice.

Muchia de ieşire sau de fugă, (E), este porţiunea din conturul palei corespunzătoare ieşirii curentului de apă. Grosimea profilului, tr, este distanţa măsurată între intrados şi extrados după o direcţie perpendiculară pe linia teoretică de pas.

Linia teoretică de pas reprezintă o linie elicoidală care trece prin cele două muchii ale palei, la raza r.

Locul geometric al punctelor de măsură ale extradosului profilului, corespunzătore diferitelor raze r ∈ [r0, R], defineşte linia grosimilor maxime.

Raportul dintre pasul elicei şi diametrul acesteia, P/D, se numeşte raport de pas. Raportul de pas este o caracteristică de bază a elicei.

O altă caracteristică este sensul de rotaţie:

Privind din pupa elicele pot fi cu sens de rotatie dreapta sau stanga.

7.3.2. TEHNOLOGIA CLASICĂ DE EXECUŢIE A ELICELOR NORMALE (ELICE MONOBLOC, CU PAS FIX, SIMPLĂ)

7.3.2.1. Realizarea modelului elicei

Modelele pot fi din lemn, metal, beton.Se preferă materialele uşor prelucrabile.

Modelul se execută numai pentru o pală şi se prevede un adaos de prelucrare care să ţină cont de deformaţiile termice după turnare.Se utilizează plăci de lemn de tei, în care să se încadreze butucul elicei şi o pală:

TMIN 46 / 75

a. REALIZAREA SUPRAFEŢEI DE PRESIUNE A PALEI, S1:

1. dispozitiv de prelucrare a palei, prin cioplire2. modelA. suprafaţa de referinţă pe care se deplasează dispozitivul 1.

TMIN 47 / 75

Se traseaza triunghiul de pas si se extrage pasul elicei, P.

b. REALIZAREA CONTROLULUI PALEI:

Se trasează conturul palei, se practică gauri la diferite raze şi se înlătură materialul suplimentar (haşurat).

c. REALIZAREA EXTRADOSULUI, S 2:

Se întoarce modelul şi se prelucrează suprafaţa S2. Se obţine o pală care are aceiaşi grosime pe toată suprafaţa.

d. REALIZAREA PROFILULUI FINAL AL PALEI:

Se utilizează şabloane ale profilului hidrodinamic al palei:

Se practică gauri la diferite raze, cu adâncimi corespunzătoare cu grosimea materialului care trebuie îndepărtat.

TMIN 48 / 75

Se unesc găurile şi se realizează canale până la nivelul grosimii reale a palei. Verificarea se face cu ajutorul şablonului.Se înlătură materialul suplimentar dintre canale.

e. FORMAREA ÎN VEDEREA TURNĂRII:

Se realizează într-un spaţiu de formare, de forma unei gropi, unde se va face şi turnarea.Formarea se face pală cu pală.

e.1. Formarea cu model:

1. pat de turnare (din beton)2. nisip de turnătorie3. suprafaţa de asezare a modelului palei4. partea inferioară şi respectiv superioară a camerei de turnare5. modelul palei6. găuri de aerisire

Nisipul se bate pentru a umple complet camera de turnare şi pentru a urmări exact conturul modelului.După batere, se suflă silicat de sodiu care are rolul de a solidifica nisipul. Modelul este acoperit cu o vopsea specială pentru a permite desprinderea uşoară.

e.2. Formarea fără model:

Pe patul de formare se realizează cu nisip amestecat cu silicat de sodiu, suprafaţa de aşezare 3: prin batere şi insuflare de bioxid de carbon pentru intarire.

Se trasează pe suprafaţă 3 raze caracteristice, la diferite valori.

Se execută şabloane cu forma suprafeţei de presiune, şi se dispun la fiecare rază:

TMIN 49 / 75

Se înlătură materialul dintre raze şi şabloane şi se obţine suprafaţa palei.

Se introduce bioxid de carbon pentru ca amestecul să se solidifice.

Se acoperă zona palei cu hârtie sau vopsea pentru ca materialul care se introduce ulterior să nu adere la suprafaţă.

Se realizează forma palei (1) cu ajutorul şablonului:Se realizează partea superioară a formei (2), în acelaşi mod ca si partea inferioara.

Se practica gauri de aerisire.

După solidificare se înlătură miezul, şi se obţine o cavitate avand forma palei.

Aceasta metoda se utilizează pentru serii mici.

f. TURNAREA:

1 - bazin de turnare 2 – acumulator

3 – canale de umplere4 – canale de comunicare5 – canale de evacuare a gazelor6 – maselotă

Turnarea se realizează în spaţiul de formare.Pentru fiecare tip de elice există o anumită viteză de turnare. Răcirea se face lent.

TMIN 50 / 75

După răcire se sparg formele, se înlătură metalul din canalele de aerisire şi se obţine elicea brută.

Caracteristici impuse materialelor utilizate:- rezistenţă mecanică;- alungire mare;- rezistenţă la coroziune;- rezistenţă la eroziune (datorită cavitaţiei);- rezistenţă la eroziune electrolitică;- rezistenţă la eroziune (datorită apei).

Se utilizează aliaje din metale neferoase:Exemplu:

I. Cu 58%, Mn 1%, Sb 0,4%, Al 1%, Fe 1%, Zn 38,6%σ r = 50 daN/mm2,σ c = 17 daN/mm2

E = 25%,

II. Cu 80,5%; Mn 1%, Ni 4,5%, Al 9,5%, Fe 4,5%σ r = 68 daN/mm2,σ c = 27 daN/mm2

E = 22%

g. PRELUCRAREA ELICEI:

• manuală, cu dispozitiv pneumatic;• mecanică, prin copiere;• automată, cu maşini cu comandă numerică.

Prelucrarea manuală se foloseşte la elici mici de la navele fluviale. Are productivitate redusă, precizie redusă şi manopera ridicată.

Etapele prelucrarii elicelor

g.1. PRELUCRAREA BUTUCULUI- Tăierea maselotei- Prelucrarea suprafeţelor butucului: suprafaţa conică şi cea orizontală:

g.2. PRELUCRAREA PALELOR

Se centrează elicea pe o suprafaţă de referinţă:

TMIN 51 / 75

1- lagăr2- braţ3- culisă4- palpator5- dispozitiv de măsurare a unghiului

Se măsoară pasul cu un dispozitiv numit pasometru. Acesta reprezintă denivelarea dintre 2 puncte C si B, de pe aceiaşi rază.În acest fel, la diferite unghiuri şi raze, ştiind dimensiunile profilului proiectat, se poate determina suprafaţa finală a palei, prin intermediul cote “h”:

1 profilul proiectat2 profilul obtinut prin turnare

g.2.1. PRELUCRAREA MANUALĂ A PALELOR

Se execută găuri succesive la cota “h” şi se înlătură materialul dintre găuri până la fundul găurii, astfel încât pe profilul palei să se obţină mai multe canale. Nu trebuie să fie afectată suprafaţa finală a palei. Se repetă operaţia pentru fiecare raza în parte.

În final se înlătură materialul rămas, şi se obţine suprafaţa palei. Operaţia este similara pentru extrados şi pentru intrados. Finisarea se face cu dispozitive speciale de finisare.

TMIN 52 / 75

g.2.2. PRELUCRAREA PALELOR PRIN COPIERE

Pentru elicele mici se folosesc modele la scară naturală, iar pentru cele mari, modele la scară redusă.Modelul se face pentru o pală.Palpatorul maşinii de prelucrat urmăreşte suprafaţa modelului palei, iar prelucrarea se face prin frezare.

Ambele feţe se prelucrează în aceiaşi manieră.

Dezavantaje:- Se impune ca modelul să aibă precizie mare de execuţie;- Erorile care se transmit pe lanţul cinematic între palpator şi scula necesită

o finisare manuală suplimentară.

g.2.3. PRELUCRAREA PALELOR CU MAŞINĂ CU COMANDĂ NUMERICĂ

Maşina prelucrează elicea urmărind un program matematic care descrie suprafeţele.

h. FINISAREA ELICEI:

Se face prin şlefuire pe maşină, cu ajutorul dispozitivelor abrazive de şlefuire, montate pe discuri cu suport elastic.

7.3.3. REALIZAREA ELICELOR CU PAS REGLABIL

a) Execuţia butucului: se realizeaza prin prelucrare pe maşini unelte.

b) Execuţia palelor: se realizeaza prin utilizarea tehnologiilor clasice de la elicele normale.

Palele se execută individual, motiv pentru care abaterile sunt mici, şi deci adaosurile de prelucrare sunt mici. După turnare, se prelucrează mai întâi rădăcina palei:

1. universalul strungului2. papusa mobila a strungului

După prelucrarea butucului şi a rădăcinii palei, se prind palele pe butuc şi se urmează procedura de prelucrare a palelor şi de finisare, utilizată la elicele normale cu pas fix.

TMIN 53 / 75

7.3.4. CLASELE DE PRECIZIE ALE ELICELOR

Conform ISO există 4 clase de precizie:S: nave rapide, nave militare;1: nave comerciale;2, 3: nave tehnice, nave de agrement;3: elici prelucrate manual.

7.3.5. ECHILIBRAREA ELICELOR

Există două variante de echilibrare: statice şi dinamică.

I. Echilibrarea statică

Are ca scop verificarea distribuţiei masei, astfel încât centrul de greutate al elicei să se dispună pe axa teoretică a elicei. Este o metodă utilizată frecvent.

a) elice aşezată pe prisme:

b) elice aşezată pe rulmenţi:

Cum se realizează echilibrarea statică:

TMIN 54 / 75

Se utilizează o greutate “q”, recomandată de ISO:

R

Gcq ∗=

unde:G este masa elicei [t]R este raza la care se amplasează greutatea q [m]c este un coeficient care depinde de turaţia nominală de funcţionare a elicei

c = ck pentru n < 160 rot/minc = ck * (160/n)2 pentru n > 160 rot/min

unde:ck = coeficient impus de ISO, în funcţie de clasa de precizie a elicei:

Clasa de precizie S 1 2 3ck 1,2 1,8 2,7 5,4

Considerăm că una din pale este dezechilibrată, adică are mai mult material pe ea.Fie pala C, dezechilibrată. La aşezarea greutăţii q, la raza R, pe palele A, B sau D, elicea va rămâne nemişcată.Atunci când greutatea va fi aşezată pe pala C, aceasta va suplimenta greutatea care deja există, în plus, pe pala C, şi atunci elicea se va roti. Practic echilibrarea se face prin înlăturarea materialului suplimentar de pe pală, până când elicea rămâne în echilibru.

II. Echilibrarea dinamică

Impune ca distribuţia maselor de-a lungul axei de rotaţie să fie uniformă, astfel încât momentul de inerţie pe o direcţie perpendiculară pe axa de rotaţie să fie zero (faţă de axa care trece prin centrul de greutate). Echilibrarea se face pe maşini speciale care realizează învârtirea elicei şi stabiliesc prin mijloace electronice poziţia pe suprafaţa palei, a masei suplimentare de material.

7.4. ARBORELE PORTELICE

Material: oţel forjatOperaţii tehnologice de prelucrare

- strunjire

TMIN 55 / 75

- rectificare şi finisare

Din punct de vedere al formei constructive există:- arbori fără flanşă- arbori cu flanşă

Protecţie contra coroziunii:- fusurile se protejează cu bucse din bronz;- zonele libere se protejează cu plastic, vopsea, fibră de sticlă.

7.5. TUBUL ETAMBOU

Material: oţelVariante constructive:

a) Sudat, din tablă groasăb) Turnat

1) Constructie dintr-o singură bucată:Se introduc la poziţia de montaj din interior sau din exteriorul navei.

2) Constructie din 2 bucăţi:În zona de îmbinare trebuie să existe un suport dintr-un element de structură al navei:

Se impun abateri minime de la coaxilitate şi concentricitate. Prelucrarile se realizează printr-o singură pierdere pe strung.

7.6. DETALIILE CONSTRUCTIVE ŞI DE MONTAJ ALE ANSAMBLULUI ARBORE PORTELICE – TUB ETAMBOU

TMIN 56 / 75

După modul în care este realizată trecerea arborelui portelice, din interior în exterior, există următoarele variante constructive la navele cu o singură linie de axe.

1. cu tub etambou deschis:- ungerea se face cu apă;- nu mai este necesară etanşarea pupa.

2. cu tub etambou închis- ungerea se face cu ulei;- se folosesc lagăre de alunecare confecţionate din materiale

antifricţiune;- la pupa şi la prova tubului etambou există etanşari speciale.

3. fără tub etambou- în etamboul propriuzis există un lagăr închis la capete;- ungerea se face cu ulei.

La navele cu 2 linii de axe nu există etambou - arborii ies prin bordaj. Se folosesc etambouri false iar arborii sunt sprijiniţi cu cavaleţi.

7.6.1. VARIANTA CONSTRUCTIVĂ CU TUB ETAMBOU DESCHIS

1 – elice2 – arbore post elice3 – tub etambou4 – etanşare prova (garnituri moi)5 – lagăr pupa6 – lagăr prova7 – sistem blocare pupa

- flanşă- presetupa- garnituri etanşare- şuruburi

8 – sistem blocare provă- flanşă- presetupa- garnituri etanşare- şuruburi

9 – tubulatură intrare apă de mare de la instalaţia de răcire, pentru ungere

TMIN 57 / 75

Lagărele 5 şi 6 sunt construite din lemn de gaiac, cauciuc, mase plastice, textolit. Ungerea lagărelor se face cu apă.

Avantaje: - montaj, întreţinere, constituţie = simple;- nu prezintă pericol de poluare (cu ulei de ungere).

Dezavantaje: - presiunile admisibile de contact pe lagăre sunt reduse;- uzura rapidă a materialelor lagărelor;- etanşare dificilă în prova.

Se folosesc la nave mici şi mijlocii.

7.6.2. VARIANTA CONSTRUCTIVĂ CU ETAMBOU DESCHIS, CU CAVALEŢI

1 – elice2 – arbore post elice3 – tub etambou4 – etanşare prova (garnituri moi)5 – lagăr pupa6 – lagăr prova7 – sistem blocare pupa

- flanşă- presetupa- garnituri etanşare- şuruburi

8 – sistem blocare provă- flanşă- presetupa- garnituri etanşare- şuruburi

9 – tubulatură intrare apă de mare de la instalaţia de răcire, pentru ungere10 – cavalet11 – lagăr12 – sistem blocare lagăr13 – tub de protecţie

TMIN 58 / 75

Cavaleţii au rolul de a prelua:- greutatea elicei;- forţele datorate încarcării neuniforme a elicei, atunci când iese din apă;- forţele datorate dezechilibrului elicei.

1 – plăcuţe de fixare2 – doage din gaiac3 – suport metalic

La navele fluviale se folosesc doage din cauciuc:

1 – placă metalică pe care se vulcanizează cauciucul2 – cauciuc3 – suport exterior pe care se prind cu şuruburi doagele din cauciuc

7.6.3. VARIANTA CONSTRUCTIVE CU TUB ETAMBOU ÎNCHIS

Structura constructiva este asemănătoare cu cea de la variantă cu etambou deschis.Deosebirea consta in faptul că în locul sistemelor de blocare pupa şi prova (7 şi 8) se utilizează dispozitive speciale de etanşare. În locul lagărelor din gaiac (5 şi 6) se folosesc lagăre cu metal alb, iar ungerea se face cu ulei.

a) Etanşare cu semeringuri

TMIN 59 / 75

1 – elice2 – arbore post elice3 – semeringuri 4 – bucşa de alunecare, pentru semeringurile etanşării5 – sistem de blocare a etanşării6 – tub etambou7 – cuzinet8 – material antifricţiune9 – garnitură etanşare

b) Etanşare frontală

1 – elice2 – arbore post elice6 – tub etambou7 – cuzinet8 – material antifricţiune9 – garnitură etanşare10 – piesa de fixare a etanşării11 – burduf metalic elastic12 – piesa de fixare a materialului de etanşare13 – material ceramic, de etanşare14 – piesa de alunecare, pentru materialul de etanşare

La liniile de arbori cuplate cu elice cu pas variabil, arborele port elice are un canal axial - la interior, pentru a permite montarea mecanismelor de schimbare a pasului elicei.

7.6.4. INSTALAŢIA DE UNGERE LA TUBURILE ETAMBOU ÎNCHISE

INSTALAŢIE GRAVITAŢIONALĂ DE UNGERE:

TMIN 60 / 75

1 – tub etambou2 – tanc gravitaţional3 – tanc colector4 – pompă

Rezervorul 2 se amplasează deasupra liniei de plutire, pentru ca presiunea uleiului din instalatia de ungere să învingă presiunea apei din exterior. Instalaţia poate fi:

- gravitaţională (ca în figură)- cu circulaţie forţată, atunci când pompa trimite uleiul direct în tubul

etambou.

7.6.5. VARIANTA CONSTRUCTIVA A LAGARULUI DE ALUNECARE (DIN TUBUL ETAMBOU)

Soluţii constructive pentru liniile de arbori fără tub etambou

7.6.5.1. LAGĂR DE ALUNECARE OSCILANT

Greutatea elicei şi a arborelui produc curbarea axului post elice şi ulterior uzarea bucşei pupa. De aceea se utilizează sisteme care permit oscilaţia lagărului din pupa:

1 – ax postelice2 – cuzinet3 – ansamblu lagăr oscilant4 – tub etambou

7.6.5.2. LAGĂR DE ROSTOGOLIRE OSCILANT (RULMENT OSCILANT)

TMIN 61 / 75

1 – tub etambou 2 – rulment oscilant3 – ax postelice

7.7. LAGĂRUL DE IMPINGERE

Tipuri constructive - de alunecare

- cu ungere naturala (barbotare)- cu ungere forţată

- de rostogolire

Pentru preluarea forţei de împingere de la elice există lagăre de împingere cu rulmenţi axiali.

1 – arbore lagar de impingere2 – cuzineti de impingere: la mars inainte si la mars inapoi3 – lagar de impingere

Lagărele de împingere se montează:- în motorul principal - cuplarea cu axul post elice se face direct;- în reductor.

Cele mai utilizate sunt lagărele de împingere cu ungere prin barbotare.

7.8. ARBORELE INTERMEDIAR

Arborele intermadiar leagă arborele portelice de reductor sau de motorul principal. Arborele intermadiar se monteaza cu flanşe sau cu semicuple. Se realizează prin forjare şi strunjire dintr-o singură prindere. Numărul şi lungimea lor depind de distanţa dintre peretele pupa şi motorul principal.

TMIN 62 / 75

7.9.ETAPELE PRINCIPALE ALE MONTĂRII INSTALAŢIEI DE PROPULSIE

7.9.1. CONDIŢII IMPUSE INIŢIAL

- finalizarea zonei pupa a navei, din punct de vedere al corpului;- corpul navei să fie într-un stadiu avansat de construcţie;- finalizarea operaţiilor tehnologice majore ale blocsecţiilor: cuplare şi

sudare;- finalizarea etansarii tancurilor structurale pupa;- suprastructura să fie montată;- majoritatea greutatilor să fie introduse pe navă;- nava este centrată pe cală.

7.9.2. LUCRARI DE PREGĂTIRE A MONTAJULUI LINIEI DE AXE (ARBORI)

7.9.2.1. VIZAREA LINIEI DE AXE

Vizarea reprezintă operaţia tehnologică prin care se urmareste stabilirea axei teoretice a liniei de axe. Rezultatul vizării se materializeaza prin obţinerea reperelor concrete pentru strunjirea etamboului, frezarea postamentului MP şi amplasarea MP. Vizarea se poate realiza prin doua metode:

- cu raza de lumină;- cu aparat optic

I. Vizarea cu raza de lumină

fPD : fir metalic subtire care are rolul de a materializa planului diametral, şi de a verifica deformaţia in plan vertical

TMIN 63 / 75

FPD: fir metalic subtire care are rolul de a materializa axa teoretica a liniei de axe (arbori)

R1, R2, R3 : dispozitive de vizare

Vizarea stabileşte poziţia teoretică a liniei de axe, dupa cum urmeaza: Se materializează planul diametral, cu firul metalic (FPD) şi se determină la

navă poziţia pe înălţime, în planul diametral, a punctelor A şi B, conform cotelor hA şi hB din planuri;

Se verifică cotele de amplasare ale motorului principal: h1, hm1, h2, hm2, şi se trasează locaşul lainelor în vederea frezării;

In punctul A se aşează un disc cu o gaură de 0,5 mm în spatele căruia se pune o sursă de lumină (un bec);

In punctul B se aşează un disc cu o gaură de 0,5 mm;

Se poziţionează pe rând dispozitivele R1, R2 şi R3 in punctele C, D şi respectiv E;

1. - surub de reglaj pe directia orizontala2. - surub de reglaj pe directia verticala

Fixarea pe pozitie a dispozitivele R1, R2 şi R3 se face cu ajutorul şuruburilor de reglaj 1 si 2;

Prin intermediul şuruburilor de reglaj se centrează gaura O (cu diametrul de 0,5 mm), pe distanţa razei de lumină AB, astfel: BCA, BDA, BEA şi în final BCDEA;

În acest moment axa teoretică a liniei de axe este materializată – prin situarea punctelor A, E, D, C si B pe aceiasi linie;

cu ajutorul unui compas, poziţionat cu vârful în centrul O al dispozitivului R1, se trasează cercul de strunjire pe faţa pupa a etamboului, iar în exteriorul acestuia se trasează un cerc de control;

cu ajutorul unui compas, poziţionat cu vârful în centrul O al dispozitivului R3, se trasează un cerc de control pe faţa prova a etamboului (peretele pupa C.M.);Cercurile de control sunt necesar pentru verificarile ulterioare, dupa strunjire.

TMIN 64 / 75

II. VIZAREA CU APARATE OPTICE

Se utilizează un dispozitiv optic numit teodolit (utilizat frecvent în topografie). Teodolitul poate determina unghiurile în plan orizontal sau vertical ale diferitelor repere (ţinte) vizate. Direcţia pe care se priveşte cu aparatul reprezintă o linie dreaptă.

R1, R2, R3, R4, R5: dispozitive de vizare

În punctul A se amplasează discul cu gaura, în spatele căruia se pună un bec;

In loc de disc se poate recurge la marcarea unui semn pe perete prova al C.M.;Punctul A va fi amplasat la inaltimea hA masurata în PD;

Se amplasează teodolitul în punctul B, la inaltimea hB masurata în PD;

Se priveşte prin aparat şi se identifica direcţia AB;

Se poziţionează pe rând, dispozitivele de vizare R1, R2, R3, R4 si R5 în punctele C, D, E, F şi respectiv G;

Cu ajutorul cusuburilor de reglare se poziţionează centrul O al fiecarui dispozitiv de vizare pe direcţia AB astfel: AEB, ADB, AGB, AFB, AEDCGFB;

În acest moment axa teoretică a liniei de axe este materializată – prin situarea punctelor A, E, D, C, G, F si B pe aceiasi linie;

Se poziţionează compasul cu varful în centrul O al dispozitivului de vizare şi se trasează cele 2 cercuri: de strunjire şi de control.

Pentru navele cu cavaleţi, pe cavalet se amplasează cele 2 repere R4 şi R5, în punctele F şi G.

Vizarea se poate face şi după introducerea motorului principal. În acest caz aparatul optic se montează şi se centrează în axa motorului:

TMIN 65 / 75

Reperul A se pozitioneaza în faţa motorului, între flanşa pupa a cuplajului motorului principal şi peretele pupa CM, după care se deplasează motorul cu ajutorul suruburilor de reglare astfel încât să se alinieze punctele A şi B, care sunt fixe, cu aparatul fixat pe flanşa motorului; se continuă apoi cu celelalte operaţii prezentate anterior.

7.9.2.2. STRUNJIREA LOCAŞULUI PENTRU TUBUL ETAMBOU ŞI LOCAŞULUI PENTRU BUCŞELE DE PE CAVALEŢI

- Se folosesc strunguri speciale care se montează la navă;- Avansul este atât radial cât şi axial;- Cuţitul se poate centra independent;

1 – dispozitiv port-cutit: execută două mişcări: rotaţie şi translaţie2 – cuţit de strung3 – mecanism de antrenare a strungului4 – transmisie cardanica5 – lagăre de ghidare/centrare a dispozitivului port-cutita, b - suprafete strunjite

- Centrarea cuţitului de strunjire se face luând ca reper de referinţă cercurile trasate la vizare (cercul de strunjire şi cercul de control);

- Strunjirea se face astfel încât suprafeţele a şi b rezultate după strunjire să fie concentrice cu axa teoretică a liniei de axe (arbori);

- Strunjirea se face de la b către a;- Finisarea se face cu polizorul cu piatră fină.

7.9.2.3. MONTAREA TUBULUI ETAMBOU

I. Strunjirea finală a tubului etambou

TMIN 66 / 75

Suprafeţele at şi bt, corespund locaşurilor a şi b din etambou, locasuri care au fost prelucrate prin strunjire la navă. După strunjirea finală a etamboului (la nava), cotele obţinute pentru locasurile a şi b se transmit ca date de intrare pentru strunjirea tubului etambou, astfel încât suprafeţele in contact sa realizeze un ajutaj cu strangere.

II. MONTAREA EFECTIVĂ A TUBULUI ETAMBOU LA NAVĂ

Montarea tubului etambou la nava se realizează prin presare/tragere cu prese hidraulice; directia de avans la montaj este directia axiala, corespunzatoare directiei liniei de axe (arbori).

1 – etambou2 – tub etambou3 – dispozitiv de presare

3’ – presă3’’ – piston hidraulic3’’’ – disc rigidizat de tragere

i – intrare ulei, de la pompăe – ieşire uleia, b– suprafeţe de contact intre etambou si tubul etambou; ajustaj intre aceste suprafete este cu strângere

In timpul operatiilor de montare, presiunea uleiului hidraulic din dispozitivul de presare poate ajunge la 1000 bari.Aceasta valoare relativ ridicata depinde de:

- diametrul tubului etambou;- lungimea suprafeţelor de contact a şi b;- valoarea strângerii în zonele suprafetelor a şi b de contact;- diametrul pistonului de tragere a tubului.

În timpul operaţiuniii de presare/tragere a tubului etambou în etambou există pericolul apariţiei gripajului pe suprafeţele a şi b. Prevenirea gripajului se realizează prin două metode:

TMIN 67 / 75

- aplicarea unei substanţe speciale, antigripante, pe suprafeţele a şi b;- introducerea în tubul etambou, în dreptul zonelor a şi b, a unei cantităţi de

zăpada carbonică. Aceasta produce răcirea tubului şi contractarea lui sub cota de strangere a ajustajului.

7.9.3. MONTAREA LINIEI DE AXE

7.9.3.1. INTRODUCEREA ARBORELUI PORT ELICE

Există următoarele posibilităţi:- pentru arborii cu flanşă:

- de la interior la exterior;

- pentru arborii fără flanşă:- de la interior la exterior;- de la exterior la interior.

Arborele este introdus în tubul etambou printr-o mişcare axială, cu ajutorul următoarelor dispozitive:

- cu palane;- cu dispozitive hidraulice;- cu cărucioare;- cu arbore fals.

1 – arbore port elice2 – tub etambou3 – cărucior4 – şine de ghidare5 – piston hidraulic6 – arbore fals7 – cablu de oţel pentru tragerea axului cu ajutorul palanului

7.9.3.2. MONTAREA SISTEMULUI DE ETANŞARE A ARBORELUI PORTELICE FAŢĂ DE TUBUL ETAMBOU

Operaţii tehnologice

TMIN 68 / 75

b1) Montarea etanşării pupa:1. introdus etanşarea pe axul portelice;2. centrat etanşarea pe axul portelice;3. găurit, filetat şi montat şuruburile de fixare a etanşării pe peretele pupa al

tubului etambou.

b2) Montat etanşarea prova: 1. introdus etanşarea pe axul portelice;2. centrat etanşarea pe axul portelice;3. găurit, filetat şi montat şuruburile de fixare a etanşării pe peretele prova al

tubului etambou.

b3) Operatii finale: 1. Introdus ulei în tubul etambou; 2. Verificat etanseitatea sistemului.

7.9.3.3. MONTAREA ELICEI

Tehnologia de montare depinde de tipul asamblării dintre elice şi arborele port-elice.

I. CUPLARE CU PANĂ A ELICEI PE ARBORELE PORT-ELICE

1 – pană2 – butuc elice3 – ax port-elice

Pentru transmiterea momentului de torsiune de la arborele port-elice la elice, pana este calculată din punct de vedere dimensional cât şi din punct de vedere al materialului astfel încât să reziste la tasare şi la forfecare. În vederea montării finale a elicei pe arborele port-elice se ajustează toate suprafeţele de contact:

- pana cu butucul elicei, adica suprafetele A, B, D;- pana cu axul portelice, adica suprafetele C, B, D;- butucul elicei cu axul portelice, adica suprafata: E

Ajustarea se face prin polizarea fină şi verificarea contactului între suprafeţe prin metoda petei de vopsea.

Cele două operaţii, polizare şi verificare cu pata de vopsea, realizate succesiv asupra a două suprafeţe în contact, poartă denumirea de “tuşare”.

TMIN 69 / 75

II. CUPLAREA FĂRĂ PANĂ

Avantaje tehnologice:- simplitatea construcţiei (prin eliminarea panei şi a canalelor de pană din

butuc şi ax);- calitatea prelucrării suprafeţelor de contact este mai scăzută decât la

montajul cu pană;- este eliminat pericolul coroziunii suprafeţelor de contact, deoarece apa nu

poate pătrunde între ele datorită ajustajului cu strângere.

Montarea finala este pregatită prin operaţiile succesive de rectificare prin polizare şi verificare cu pată de vopsea. Acest tip de cuplare se mai numeşte “montaj cu strângere controlată”.

a) OPERAŢII TEHNOLOGICE

1 – butucul elicei2 – axul portelice3 – dispozitiv hidraulic de presare a elicei pe conul axului port elice dispozitiv cu pistoane axiale4 – pistoane axiale (sunt in numar de 6 pana la 16 bucati)5 – piuliţă de fixare a dispozitivului (este piuliţa originală de fixare a elicei pe axul port-elice)6 – comparator pentru măsurarea avansului axial (deplasarea axială a elicei Pe conul axului port-elice);pa – presiunea de avans axial, realizată în dispozitivul de avans cu ajutorul unei pompe hidraulice;pd – presiune de dilatare a butucului elicei.

OPERATII TEHNOLOGICE

Se introduce elicea pe ax şi se montează dispozitivul hidraulic de avans axial;

Se realizează o presare uscată a elicei pe con, cu ajutorul dispozitivului hidraulic, la o presiune pa

0 = (0,1 - 0,2) * pa;TMIN 70 / 75

Valorile presiunilor că pa şi pd sunt indicate în planul de montaj al elicei pe axul port-elice; Această primă presare a elicei pe axul port elice are rolul de a realiza etanşarea suprafeţelor de contact şi de a pregăti operaţia următoare;

Se introduce ulei în butucul elicei, la presiunea pd, cu scopul de a realiza dilatarea butucului, permiţând astfel elicei să avanseze pe conul arborelui portelice;

Simultan cu dilatarea elicei se introduce ulei în dispozitivul hidraulic de avans axial, la presiunea pa, realizându-se deplasarea elicei pe conul axului portelice, pe direcţie axială, cu valoarea δa;pa, pd şi δa sunt indicate în planul de montaj al elicei pe axul port-elice;

După atingerea cotei δa, se anulează presiunea de dilatare, pd, dar se menţine presiunea de avans axial, pa, pentru a nu permite elicei să revină axial la poziţia iniţială;Durata de menţinere a presiunii pa este cuprinsă între 15 şi 30 minute, timp în care forţele care au realizat dilatarea materialului revin la starea de echilibru; Are loc trecerea materialului din starea de deformare elastică în starea de echilibru;

În final, se anulează presiunea de avans axial, pa, şi se verifică la comparator cota δa. Pentru un montaj corect, δa va rămâne constant după înlăturarea presiunii de avans axial, pa;

Se montează sistemele de blocare şi asigurare a elicei.

b) Noţiuni teoretice privind montajul cu strângere controlată

Date de intrare:Pn – puterea nominală transmisă elicei de catre motorul principaln – turatia elicei dm – diametrul mediu al conului elicei.

Se cer:pa – presiunea de avans axialpd – presiunea de dilatare a eliceiδa – deplasarea axială a elicei pe con

b.1) CALCULUL PRESIUNII DE DILATARE, pd:

Momentul nominal transmis elicei de catre motorul principal este:

n

PM

n

unde

PM

nnn

n

nn

∗∗=⇒∗=

=

ππω

ω

30

30

:

TMIN 71 / 75

Pentru un montaj eficient, avem de-a face cu un moment de frecare, Mf, între cele două suprafeţe conice (elice - arbore port-elice). Acest moment de frecare trebuie să fie mai mare decât momentul nominal transmis de motor, astfel încât elicea să nu se rotească pe arborele port-elice.

2m

Nf

dfFM ∗∗=

unde:FN este forţa normală produsă de presiunea pd

f este coeficientul de frecare

f = tg ϕ

unde:ϕ este unghiul de frecare

Pentru:- frecare uscată: tg ϕ = 0,15- frecare cu peliculă de ulei: tg ϕ = 0,01.

Rezultă:

ld

fpd

fldpM md

mmdf ∗∗∗∗=∗∗∗=

22

2

ππ

Condiţia de funcţionare a montajului este:

nf McM ∗>unde:

c este un coeficient de siguranţăc = 3 - 4

Înlocuind se obţine:

n

Pcl

dfp nm

d ∗∗

∗>∗∗∗∗π

π30

2

2

Din aceasta formula rezultă presiunea de dilatare, pd.

b.2) CALCULUL DEPLASĂRII AXIALE, δa

Se utilizează relaţia lui Lamee pentru tuburi cu pereţi groşi, relaţie care stabileşte legătura între presiunea de dilatare, pd, a butucului elicei, şi deplasarea radială, δr,a peretelui butucului elicei, sub acţiunea presiunii pd.

+∗=

2

2

1

1

E

c

E

cdp mdrδ

unde:TMIN 72 / 75

FN

c1 este constanta elastic a arborelui port-elicec2 este constanta elastică a butucului eliceiE1 este modulul de elasticitate al arborelui port-eliceE2 este modulul de elasticitate al butucului elicei

µαα

µαα

+−+

=

−−+

=

21

21

2

21

21

1

1

1

1

1

c

c

unde: µ este coeficientul lui Poisson pentru materialul respectivµ = 0,33 - 0,35

D

d

d

d

m

m

=

=

2

11

α

α

unde:d1 este diametrul interor al arborelui port-elice; d1 = 0dm este diametrul mediu interiorD este diametrul mediu exterior

Deoarece deplasarea radială este mică şi greu de măsurat, se utilizează pentru calcule deplasarea axială, în funcţie de conicitatea arborelui portelice, respectiv a butucului elicei, K.

Kr

a

δδ =Valorile uzuale ale conicităţii sunt K sunt: K = 1:10 – 1:15

Obţinem:

( ) ra δδ ∗÷= 1510

Observaţie:Valorile calculate ale deplasării axiale şi radiale se compară cu cele impuse de registrul de clasificare a navei. Dacă din calcule rezultă o valoare pentru δa mai mică decât cea impusă de registru, atunci se alege valoarea de registru.

b.3) CALCULUL PRESIUNII DE AVANS AXIAL, pa

TMIN 73 / 75

Deplasarea axială a elicei pe conul arborelui port-elice este realizată cu ajutorul dispozitivului hidraulic de avans axial. Acesta creează forţa axială Fa, necesară deplasării elicei. Forţei axiale Fa i se opun cele două forţe din butuc:

forţa normală, FN, datorată presiunii de diatare, pd

forţa de frecare, Ff,dintre cele două suprafeţe

Din echilibrul forţelor obţinem:

( )αααααα cossincossincossin ∗+=∗+=+= fFFfFFFF NNnfNa

unde:f este coeficientul de frecare dintre cele două suprafeţe

f = tg ϕunde:

ϕ este unghi de frecare:- pentru frecare uscată: tg ϕ = 0,15- pentru frecare cu peliculă de ulei: tg ϕ = 0,01

Deci:

( )αϕα cossin ∗+= tgFF Na

Sau:

( )ϕαα tgtgFF Na +∗= cos

Admitem că:

( )

÷=

−=

≈≈

)(15:110:1

)(01,0

15,0

033,0

1cos

aconicitatek

uleicu

uscatatg

tg

ϕ

αα

Obţinem:- pentru frecare uscată:

( ) NNa FFF ∗=∗+= 183,015,0033,0

unde:

ldpF mdN ∗∗= π

- pentru frecare cu peliculă de ulei:

( ) NNa FFF ∗=∗+= 043,001,0033,0

Ştiind forţa axială necesară pentru avansul elicei şi având dispozitivul hidraulic de avans cu pistoane axiale, calculăm presiunea de avans axial, pa:

TMIN 74 / 75

4

2dmpF aaa

π∗∗=

unde:ma este numarul de pistoane axiale ale dispozitivului hidraulicd este diametrul unui pistonsa este suprafaţa unui piston

4

2dsa

π=

Rezultă:

a

aa s

Fp =

Informativ mentionam ca in timpul montajului valoarea presiunii pa şi pd poate ajunge la 1000 bari.

III. VARIANTA COMBINATĂ DE CUPLARE A ELICEI PE ARBORELE PORT-ELICE

Momentul de torsiune este transmis prin pană pe de o parte, şi prin frecarea dintre conul butucului elicei şi conul axului portelice, pe de altă parte. Aceasta metoda prezintă avantajul unei bune etanşări la pătrunderea apei între suprafeţele de contact.

TMIN 75 / 75