Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 39. Схема редуктора ГТУ катера «Феросити»:
1 — привод от ГТУ; 2 —
привод от дизельного двигателя; 3 — фланец
или вручную вводят в зацепление зубья или кулачки сцепной муфты.
В газотурбинных установках со свободной силовой турбиной практически отсутствует возможность точной синхронизации,, если нет нагрузки, так как уже при выводе турбокомпрессора на холостой ход силовая турбина очень быстро увеличивает числа оборотов и проходит через режим, соответствующий числам оборотов синхронизации. Поэтому судовые газотурбинные двигатели должны иметь или муфты, которые допускают плавное включение сопрягаемых валов (гидравлические, фрикционные) при несоответствии числа оборотов, или жесткие муфты с автоматическими синхронизирующими устройствами обгонного типа. В связи с общеизвестными недостатками гидравлических муфт и ограниченным передаваемым моментом фрикционных муфт преимущественное распространение получили сцепные жесткие муфты с автоматическими синхронизирующими устройствами.
Муфты подобного типа применяют также в стационарных газотурбинных установках при использовании генератора как синхронного компенсатора сети. Отличительной особенностью судовых сцепных муфт является специальная стопорная система, исключающая автоматическое включение обгонного устройства при вращении винта в обратную сторону при заднем ходе судна на основных двигателях.
На рис. 40 изображен редуктор ускорительной ГТУ «Гатрик» мощностью 2500 л. с. фирмы Метро—Виккерс. Редуктор одноступенчатый, шевронный, с передаточным отношением 3,3. Колесо редуктора выполнено из двух отдельных колес 3, свободно вращающихся на валу и имеющих возможность передвигаться по валу 2 в осевом направлении. При передаче мощности от силовой турбины осевое усилие на косых зубьях шестерни 1 сдвигает колеса 3 вместе и вводит в зацепление имеющиеся на колесах венцы с внутренними зубьями с зубчатыми венцами 4. При передаче крутящего момента со стороны винта колеса автоматически раздвигаются и муфта разобщается. Упор винта воспринимается подшипником 5. Масляный насос приводится в движение от вала 2 и снабжает маслом упорный подшипник и редуктор при всех режимах движения судна независимо от того, работает ли газотурбинная установка или нет.
На рис. 41 показан редуктор комбинированной установки датского фрегата водоизмещением 2200 г [44]. На общий редуктор работает основной дизельный двигатель мощностью 3000 л. с. при 800 об!мин и ускорительная ГТУ мощностью 22 000 л. с. Передача со стороны дизеля — одноступенчатая, шевронная с весьма большими запасами прочности зубьев, поскольку размеры колеса определены значительно большими передаваемыми моментами со стороны газовой турбины. Вал дизеля соединен с
ДО
шестерней через гидравлическую и обгонную механическую муфты. Передача со стороны газотурбинного двигателя—-двухступенчатая, с раздвоением мощности. Вал силовой турбины свя-
Рис. 40. Редуктор ГТУ «Гатрик» мощностью 2500 л. с. фирмы Метро —
Виккерс
Рис. 41. Редуктор ГТУ мощностью 22000 л. с. фирм Пратт — Уитни и
СТАЛ — Лаваль:
1 — дизельный двигатель; 2 — гидравлическая муфта; 3 — механическая обгонная муфта; 4 — ГТУ; 5 — редукционная передача; 6 — валопровод
зан с шестерней первой ступени через обгонную механическую муфту. В местах выхода валов из корпуса редуктора предусмотрены сальники, предотвращающие попадание воды в редуктор при затоплении отсека.
63
Механическая обгонная муфта включается, когда число оборотов соответствующего двигателя начинает превышать скорость ведомых элементов, и выключается, когда число оборотов двигателя становится ниже числа оборотов сопрягающейся шестерни редуктора. Обе муфты действуют автоматически и не требуют ручного управления. Гидромуфта сглаживает крутильные колебания системы дизель-редуктор. Реверсирование производится винтом регулируемого шага.
На судах с приводом от ускорительной установки, работающей на отдельный винт, наиболее удобно выполнять разобщение линии между редуктором и упорным подшипником. В этом случае при движении судна на основных двигателях редуктор и связанная с ним силовая турбина остаются неподвижными, вращаются только валопровод и вал упорного подшипника. Смазка к упорному подшипнику и вращающимся элементам разобщительной муфты может подаваться электронасосом весьма малой мощности.
Главные передачи торговых судов с газотурбинными установками специфических особенностей не имеют.
Организация подвода воздуха и отвода газа
Организация подвода воздуха и отвода газа в судовых ГТУ, по данным, опубликованным в иностранных литературных источниках, является более сложной проблемой, чем в стационарных установках, так как по условиям компоновки агрегата на корабле воздухо- и газопроводы имеют большую длину и сложную конфигурацию. Кроме того, для уменьшения площади вырезов в палубе, ослабляющих набор корабля, необходимо сокращать сечение этих каналов. Суммарная площадь вырезов для подвода воздуха и отвода газа служит одним из показателей для оценки судовой энергетической установки. Особенно большое значение имеет этот показатель для боевых судов малого водоизмещения — типа сторожевых катеров, охотников и т. п. Однако большие проемы в палубе имеют не только отрицательное свойство — они позволяют выполнять монтаж и демонтаж крупных элементов (компрессора, турбины) без вскрытия палубы.
