4. Проектирование элементов системы передачи мощности. Система передачи мощ­ности от главного двигателя к движителю включает три группы оборудования, в том числе:

• соединительные муфты;
• передачи;
• валопровод.

Для турбинных установок соединительные муфты и передачи входят в состав агрегата главного двигателя и выбираются вместе с ним. Для дизельной установки муфта выбирается из типоразмерного ряда по наибольшему передаваемому крутящему моменту. Обычно этот элемент выполняет еще ряд функций кроме соединения двигателя с передачей или валопроводом, в частности, функции гашения крутильных колебаний и управления соединением. Следует проанализировать необходимость выполнения всех этих функций в полном объеме и выбрать соответ­ствующий тип и типоразмер муфты методом вариантных проработок, сравнивая варианты по согласованным показателям эффективности судна, определяемым из подсистемы САПР обоснования принимаемых решений. Очевидно, что вариант, предоставляющий расширенный круг возможностей, стоит дороже.

Зубчатый редуктор дизель-редукторной установки также выбирается по наибольшему крутящему моменту, но стандартизация здесь неполная, так как один и тот же типоразмер может быть создан с разным передаточ­ным отношением – корпус редуктора и межцентровое расстояние одно, а диаметры шестерни и колеса, а следовательно, и числа зубьев разные. Требуемое передаточное отношение определяется из соотношения частот двигателя и оптимального винта на режиме эксплуатационной мощности.

Важным разделом эскизного проекта является разработка схемы и определение основных элементов валопровода. Проектирование вало­провода имеет такую после­довательность:

• определение прочных размеров валопровода по формулам Регистра;
• разработка конструктивной схемы и конструкции валопровода;
• выбор конструктивных элементов из параметрических стандартов и типоразмерных рядов;
• определение реакций опор валопровода при их соосном расположе­нии и проверка статической прочности;
• определение собственных частот колебаний и анализ резонансных напряжений;
• вертикальное перемещение опор для изменения их реакций.

Цель применения автоматизации при проектировании валопровода как раз состоит в том, чтобы разработать технически допустимый вариант. Для этого необходимы решения систем уравнений и последовательные приближения – трудоемкие при ручном проек­тировании процедуры, хорошо поддающиеся автоматизации.

5. Функциональное проектирование энергетических систем. В рамках эскизного про­ектирования СЭУ функциональное проекти­рование энергетических систем в первую очередь выполняется с целью определения требований к СЭС и ВКУ, потребителями энергии которых и являются механизмы и аппараты систем. На основе этих расчетов производится, обычно окончательный, выбор агрегатов СЭС и ВКУ из типоразмерных рядов.

Другая цель – определение в первом приближении характеристик и выбор из типоразмерных рядов оборудо­вания систем, что создает возможность проектирования компоновки и расположения оборудования СЭУ в МКО.

Сущность этого этапа проектирования СЭУ – определение требований к оборудо­ванию на основе анализа функций соответствующих систем. Например, известно, что основной функцией системы смазки является отвод тепла от трущихся деталей (основное – не смазка, а охлаждение!). В резуль­тате соотнесения основного функционального параметра – количества теплоты, отводимой с маслом, и количества теплоты, которое можно отвести с единицей количества масла, определяется подача главного масляного насоса. Весь процесс функционального проектирования систем состоит из последо­вательного применения подобных оценок, базирующихся на энергетических и материальных балансах и анализе функций систем в целом и их отдельного обору­дования.

Для двигателей всех типов составляющие теплового баланса и рекомендуемые значения параметров рабочих тел, приведенные в технической литературе, позволяют определить требуемые характери­стики комплектующего оборудования систем. Для некоторых типоразмерных рядов в проспектах приведены рекомендации по принци­пиальным схемам систем и количественным характеристикам оборудования. Эта проблема рассмотрена более подробно в параграфе 4.7 при анализе алгоритмов функ­ционального проектирования систем.

В зависимости от типа проектируемой СЭУ и назначения судна должны быть разработаны принципиальные схемы, определены характеристики и выбрано оборудование следующих систем:

• топлива с участками погрузки, хранения, перекачивания, подго­товки и расхо­дования;
• смазки различного назначения;
• охлаждения пресной и забортной водой или воздухом;
• подачи воздуха для сжигания топлива;
• газоотвода;
• запуска и управления;
• конденсатно-питательной;
• вентиляции МКО.

Цель автоматизации функционального проектирования систем состоит в увязке и согласовании характеристик оборудования различных систем, представляющих собой, по существу, единый энергетический комплекс, обеспечивающий функционирование по прямому назначению основного оборудования СЭУ – главного и вспомогательного двигателей и вспомогательных парогенераторов. Решаемая при этом основная задача – определение требований к вспомогательному оборудованию систем исходя из потреб­ностей оборудования и комплексов более высокой иерархии с учетом работы на номинальных и переменных режимах.