7/27/2019 Reductoare navale
1/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
133
Cap. 7. Reductoare cu roti dintate utilizate la
liniile de arbori navale
7.1.Tipuri de instalatii de propulsie navale cu transmisie prin reductor
Instalatiile de propulsie cu transmisie prin reductor s-au realizat
ndeosebi cu masini de propulsie de tipul motoarelor semirapide, iar n unelecazuri (nave militare de mare viteza) si cu motoare rapide. In ultimii ani, n
cadrul acestor instalatii de propulsie navale s-au utilizat si motoare lente,
turatia propulsorului ajungnd la 50 60 rot/min. La aceste instalatii de
propulsie se introduce n plus fata de cele cu transmisie directa, reductorul
(reductoarele, n cazul instalatiilor de propulsie cu mai multe linii de arbori)
si cuplajele.
Masina de propulsie poate fi amplasata paralel cu planul diametral
sau n planul diametral al navei, pe un postament mai nalt.
Instalatiile de propulsie navale cu mai multe masini de propulsie
cuplate prin intermediul unui reductor la o singura linie de arbori se
utilizeaza, n general, la navele mici (sub 10000 tdw). Pentru navele maimari, sau la navele cu putere instalata mare, se vor utiliza mai multe linii de
arbori.
Fig. 7.1.
Fig. 7.2.
7/27/2019 Reductoare navale
2/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
134
Fig. 7.3.
Fig. 7.4.
In fig. 7.1 este prezentata schema unei instalatii de propulsie cu omasina de propulsie, arborele cotit al masinii si linia de arbori sunt situate pe
directii paralele.
In fig. 7.2 este prezentata tot o schema a unei instalatii de propulsie
cu o masina de propulsie, flansa de cuplare a arborelui cotit si linia de arbori
fiind coaxiale.
In fig.7.3 este prezentata schema unei instalatii de propulsie cu doua
motoare de propulsie, tata si fiu, cu turatii diferite. Aceste tipuri de
instalatii de propulsie sunt utilizate pe navele de pescuit. In timpul navigatiei
libere, toata puterea furnizata de motoare este transmisa la elice. Cnd aparconsumuri energetice suplimentare, motorul fiu completeaza puterea
furnizata de motorul tata sau generatorul electric de arbore. Pentru a face
posibila cuplarea sau decuplarea motoarelor de la reductorul de turatie, se
utilizeaza cuplaje elastice.
In fig. 7.4 este prezentata o instalatie de propulsie cu doua masini de
propulsie cuplate la reductor coaxial prin intermediul unui pinion. Cele doua
motoare de propulsie sunt cuplate la reductorul de turatie prin intermediul
cuplajelor elastice.
7/27/2019 Reductoare navale
3/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
135
In fig. 7.5, instalatia de propulsie este prevazuta tot cu doua motoare,
dar de aceasta data cuplate la reductor prin doua pinioane. Distanta dintre
motoare si mecanismele aferente, n comparatie cu schema prezentata n fig.
7.4., fiind mai mare.
Fig. 7.5.
Fig. 7.6.
Fig. 7.7.
7/27/2019 Reductoare navale
4/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
136
Fig. 7.8.
Fig. 7.9.
Fig. 7.10.
In fig. 7.6 este prezentata o instalatie de propulsie navala n care cele
doua motoare de propulsie se afla cuplate la reductor de aceiasi parte a axei
7/27/2019 Reductoare navale
5/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
137
liniei de arbori. Aceasta conceptie este foarte des ntalnita n constructiile
navale. In aceasta situatie, toti arborii sunt amplasati la acelasi nivel.
Instalatia de propulsie cu doua pinioane si doua roti ngemanate (fig.
7.7) este utilizata atunci cnd distantele dintre rotile dintate trebuie sa fie
corelate cu dimensiunile principale ale motoarelor, privind valoarea naltimii
acestora, datorita spatiului permis n compartimentul de masini.
In fig. 7.8 este prezentata o instalatie de propulsie cu trei motoare depropulsie, un motor fiind situat deasupra liniei de arbori. Aceasta asezare este
tipica pentru instalatiile de propulsie la care postamentul motorului poate fi
amplasat n pupa navei, n apropierea peretelui picului pupa.
In fig. 7.9 este prezentata o instalatie de propulsie cu patru motoare
de propulsie, motoarele fiind doua cte doua coaxiale. Acesta solutie
prezinta costuri mai ridicate n comparatie cu cea prezentata n fig. 7.10,
deoarece angrenarea va fi mai lenta, reducnd eficienta instalatiei. Instalatia
de propulsie din fig. 7.10 are tot patru motoare de propulsie si patru pinioane,
cele doua motoare dinspre pupa navei avnd postamentele mai apropiate
dect n situatia anterioara. Toate cele patru motoare sunt cuplate la
reductorul de turatie prin cuplaje elastice.In figurile 7.11-7.14 sunt prezentate diverse variante constructive de
prize de putere pentru cuplarea la reductoarele de turatie a diversilor
consumatori de putere (generatoare electrice de arbore, pompe,).
Fig. 7.11.
7/27/2019 Reductoare navale
6/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
138
Fig. 7.12.
Fig. 7.13.
Fig. 7.14.
7/27/2019 Reductoare navale
7/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
139
7.2. Clasificarea reductoarelor navale
Reductoarele utilizate n domeniul naval se pot clasifica astfel :
- dupa raportul de transmisie ;- dupa momentul transmis ;- din punct de vedere constructiv.
Dupa valoarea momentului transmis, vom ntalni :a) reductoare de moment redus se folosesc pentru instalatiile de propulsie
cu putere redusa (pna la 150 250 kW), n acest caz raportul de
transmisie este situat n limitele 5...5,2=i ;
b) reductoare de moment mediu se utilizeaza n componenta instalatiilorde propulsie cu motoare semirapide sau chiar lente, raportul de transmisie
realizat fiind 5,4...5,1=i ;
c)
reductoare de moment mare se folosesc pentru instalatiile de propulsienavale cu turbine, raportul de transmisie realizat fiind 60...5=i
Fig. 7.13.
7/27/2019 Reductoare navale
8/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
140
Din punct de vedere constructiv, reductoarele pot fi :
a) cu roti dintate cilindrice avnd dantura exterioara ;b) cu roti dintate cilindrice avnd dantura exterioara si interioara ;c) cu roti dintate conice ;d) cu un arbore conducator la intrare si un arbore condus la iesire ;e) cu un arbore conducator la intrare si mai multi arbori condusi la iesire ;f) cu mai multi arbori conducatori la intrare si mai multi arbori condusi la
iesire.In continuare vor fi prezentate principalele tipuri de reductoare utilizate n
7/27/2019 Reductoare navale
9/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
instalatiile de propulsie navale.
Fig. 7.14.
Fig. 7.15.
141
7/27/2019 Reductoare navale
10/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
142
Fig. 7.16.
Fig. 7.17.
Reductorul prezentat n fig. 7.13, de o constructie simpla, cu o treapta
de reducere, este cu roti dintate cilindrice cu dantura exterioara si are
ncorporat lagarul de mpingere. Arborele condus nu are acelasi sens derotatie fata de arborele conducator si se afla n acelasi plan orizontal (axa
longitudinala a motorului si axa liniei de arbori sunt dezaxate pe orizontala).Dantura rotilor este de obicei nclinata iar lagarele sunt de regula de tipul
rulmentilor. Aceste reductoare se folosesc pentru instalatii de propulsie
navale de mica putere si au raportul de transmisie 5...5,1=i .
In fig. 7.14 este prezentat un reductor asemanator celui din fig. 7.13,
are de asemenea ncorporat lagarul de mpingere, iar arborele conducator si
arborele condus se afla n acelasi plan vertical (axa longitudinala a motorului
si axa liniei de arbori sunt dezaxate pe verticala).
Un reductor foarte des ntalnit este prezentat n fig. 7.15, la care
miscarea de la arborele conducator (pinionul arborelui conducator) setransmite prin mai multe pinioane satelit. In acest caz solicitarile danturii sunt
mult mai mici. Sensul de rotatie al arborelui condus este invers sensului de
rotatie al arborelui conducator. La acest tip de reductor distanta dintre axa
arborelui si axa arborelui conducator este zero (arborele condus este coaxial
cu arborele conducator).
In cazul instalatiilor de propulsie navale se folosesc n mod frecvent
reductoare cu doua trepte de reducere (fig. 7.16 si fig. 7.17). Aceste tipuri de
reductoare, construite si la Renk-Resita, au nglobat un cuplaj de frictiune
7/27/2019 Reductoare navale
11/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
143
care permite cuplarea si decuplarea motorului si au un raport de transmisie
.5...3=i
In fig. 7.18 este prezentat un reductor de tipul cu mai multi arbori
conducatori si mai multi arbori condusi. Aceste tipuri de reductoare se
utilizeaza n cadrul instalatiilor de propulsie navale cu mai multe motoare de
propulsie. La iesirea din reductor exista un arbore principal pentru actionarea
propulsorului si mai multi arbori secundari necesari pentru actionarea unor
agregate auxiliare (pompe, generatoare electrice de arbore,). La acest tip de
reductor vom ntlni :
- doi arbori conducatori si trei arbori condusi ;- cuplaje de frictiune, ce permit obtinerea mai multor regimuri de
functionare (motorul din Bb functioneaza iar cel din Tb este oprit,
motorul din Bb este oprit iar cel din Tb functioneaza, functioneaza
ambele motoare).O problema importanta n cazul acestor reductoare este cea a
distantei (fig. 7.19), pentru cuplarea masinilor de propulsie.1L
Fig. 7.19.
7/27/2019 Reductoare navale
12/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
144
Conform R.N.R. :
2121
12
22
2 DDDD
L +=+= .
Daca iD
D=
1
2 , atunci
( ) mm lBiDL +=+= 111 .
Rezulta
i
lBD mm
+
+=
11 .
In relatiile de mai sus, s-au facut urmatoarele notatii :
1D - diametrul rotii dintate a arborelui condus ;
2D - diametrul rotii dintate a arborelui conducator ;
ml - distanta dintre motoare (trebuie sa fie de cel putin 0.6 m, conform
normelor R.N.R.) ;
mB - latimea batiului motorului de propulsie.
3. Alegerea reductoarelor de turatie navale
Alegerea reductoarelor din componenta instalatiilor de propulsie
navale se face n functie de doua marimi :
- fnPA me= - raportul de transmisie realizat
n
ni m= ,
unde
- eP , [CP], - puterea efectiva a motorului de propulsie ;- mn , [rot/min], - turatia motorului ;
7/27/2019 Reductoare navale
13/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
145
- n , [rot/min], - turatia arborelui condus (arborele intermediar sauportelice) ;
- f - factor de corectie care depinde de tipul navei (destinatia naveirespectiv de clasa ei de gheata) si de registrul naval de clasificatie sub
care se preiecteaza nava (instalatia de propulsie).In prospectele reductoarelor sunt indicate o serie de grafice, cum este
si cel prezentat n fig. 7.20, dupa care se alege reductorul dorit.
Fig. 7.20.
Fig. 7.21.
7/27/2019 Reductoare navale
14/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
146
Din diagrama prezentata, n functie de marimea A (de exemplu
A=34.5) si de valoarea raportului de transmisie I (de exemplu i=3.05), va
rezulta un punct situat ntre curbele 1000 si 1120. Se alege numarul 1000 (n
exemplul ales, reductorul ales este HSCZ-1000). Cu numarul ales se intra
ntr-un tabel (tabelul 7.1), din care rezulta caracteristicile reductorului ales
(fig. 7.21) (lungimea A, latimea de constructie H, masa, diametrul flansei decuplare la arborele condus,).
Tabelul 7.1.
7/27/2019 Reductoare navale
15/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
147
7.4. Instalatia de ungere si racire a reductoarelor navale
Reductoarele navale au instalatie separata de ungere cu ulei de
vscozitate diferita de a celui utilizat la masina de propulsie. De asemenea,
rolul instalatiei de ungere este si de a elimina un debit de caldura.
Fig. 7.22. Instalatia de ungere a unui reductor.
In fig. 7.22 este prezentata schema unei instalatii de ungere a unui
reductor, avnd urmatoarele elemente componente :
1 rezervor de ulei peentru sistemul de ungere al reductorului ;
2 filtre grosiere ;
3, 3 pompe de ulei ;
7/27/2019 Reductoare navale
16/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
148
4 filtre fine ;
5 termoregulator ;
6 schimbator de caldura ;
7 rezervor gravitational de ulei ;
8 conducta de ungere ;
9 conducta de preaplin.
In cazul n care pompa 3 nu functioneaza, pentru recirculareauleiului se pune n functiune pompa de rezerva 3. La unele reductoare de
putere mai mica poate sa existe o legatura directa pentru ungere (10).
Instalatia de ungere a reductoarelor este prevazuta cu urmatoarele
aparate de masura si contrul : indicatoare de nivel la rezervoarele de ulei,
manometre pentru indicarea presiunii nainte si dupa filtre, termometre
nainte si dupa schimbatorul de caldura (racitor).
Fig. 7.23. Instalatie de ungere a reductoarelor navale.
7/27/2019 Reductoare navale
17/17
MIHAI SIMIONOV INSTALATII DE PROPULSIE NAVALE. LINII DE ARBORI
149
La unele instalatii de ungere a reductoarelor navale mai exista si filtre
magnetice pentru retinerea particulelor metalice fine.
In fig. 7.23 este prezentata o alta schema de instalatie de ungere a
reductoarelor navale. Elementele componente ale instalatiei sunt : 1- ventil de
nchidere ; 2- ventil de suprapresiune ; 3- pompa de ulei; 4- sorb de ulei ; 5-
circuit de racire cu apa a uleiului de ungere ; 6- filtru de ulei si racitor de
ulei ; 7- pompa de pornire si de rezerva ; 8- electromotor de actionare apompei de rezerva.
In timpul functionarii normale, uleiul de ungere este antrenat prin
intermediul pompei de ungere antrenate de la priza de putere a reductorului.
Cnd pompa 3 se defecteza, automat pompa de rezerva 7 intra n functiune.
Deoarece la pornire turatia furnizata de motorul de propulsie este scazuta,
intra n functiune pompa de pornire 7, deoarece presiunea asigurata de pompa
antrenata de la priza reductorului este scazuta. Cnd presiunea uleiului ajunge
la aproximativ 0.6 kgf/cm2, pompa de ulei antrenata de la reductorul de
turatie intra automat n functie, pompa 7 fiind decuplata. Instalatia de ungere
este simpla sau dubla cu mari performante.