Файл: Баснин Р.В. Конструкция корпуса и рулевое устройство надводного корабля.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 73
Скачиваний: 0
Повышенные механические качества низколегированной стали, сочетающиеся с хорошей свариваемостью, дают возможность получить более прочную, чем из углеродистой стали,, конструкцию корпуса при значительном снижении его веса. Это привело к тому, что несмотря на большую стоимость легированной стали, применение ее в кораблестроении возра стает. Кроме этого, все большее применение находят также
легированные |
стали с особыми |
физическими свойствами. |
|||
К ним |
относятся: |
нержавеющие, жаропрочные, |
износо |
||
устойчивые и |
другие. |
н е р ж а в е ю щ е й |
с т а л и |
||
Отличительной особенностью |
|||||
является |
ее высокая |
сопротивляемость коррозии, |
то есть |
поверхностному разрушению под воздействием внешней среды (воздуха, воды, пара, кислот и др.). Нержавеющая сталь применяется для изготовления или покрытия облицовок гребных и дейдвудных валов, изготовления лопаток паро вых и газовых турбин и других деталей корабельных меха
низмов (коленчатых валов, шатунов, |
зубчатых передач, |
клапанов и т. д.). |
не окисляющиеся и |
Ж а р о у п о р н ы м и являются стали, |
обладающие высоким сопротивлением механическим нагруз кам при сравнительно высоких температурах. Они применя ются для изготовления деталей паровых котлов, двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин.
И з н о с о у с т о й ч и в ы е стали имеют повышенное сопро тивление к истиранию, применяются для изготовления якор ных клюзов, барабанов, лебедок и шпилей и т. д.
Судостроительные стали употребляются, главным обра зом, в виде проката, стального литья (отливок) и стальных поковок.
Прокатная сталь может быть листовой и профильной.
Л и с т о в а я с т а л ь прокатывается толщиной 4—56 мм, изготовляется в виде листов прямоугольной формы, длиной до 12 м, шириной до 2 лг. Листовая сталь используется в корпусе корабля для наружной обшивки, настилов палуб, платформ и второго дна, продольных и поперечных переборок
И т . д.
Для мостиков и постов, не имеющих деревянного настила, для съемного настила в машинно-котельных отделениях и других местах применяется листовая рифленая сталь толщи
ной |
5— 10 мм. |
|
Основными видами с т а л ь н о г о п р о ф и л ь н о г о |
п р о |
|
к а т а |
являются: равнобокая и неравнобокая угловая, |
угло- |
бульбовая и полособульбовая, швеллерная, тавровая и Двутавровая, круглая и полукруглая, трубчатая сталь и поло совая (рис. 25). Размеры профилей определяются номером
23
профильной стали, величина которого в сантиметрах пред ставляет собою высоту стенки профиля. Например, полосо-
бульбовая сталь № 10 означает, |
что высотастенки равна |
10 см. |
|
Профильный материал употребляется для изготовления |
|
набора корпуса и других связей. |
Основным профильным |
материалом в сварном корпусе является полособульб. |
|
С т а л ь н о е л и т ь е (отливки) |
производится из углеро |
дистой стали и применяется для изготовления форштевней, ахтерштевней, кронштейнов гребных валов, якорей, киповых
планок, мортир, |
иллюминаторов и т. д. |
С т а л ь н ы е |
п а к о в к и производятся из тех же марок |
сталей и применяются для тех же целей, что и литье. Сталь ные поковки имеют лучшую ударную стойкость и большее относительное удлинение, чем стальные отливки.
Б. Сплавы цветных металлов
Из-за отсутствия необходимой прочности, пластичности, ударной вязкости и других физико-технических свойств цветные металлы (медь, цинк, олово, свинец, алюминий, сурьма и др.) в чистом виде в кораблестроении имеют огра ниченное применение. Так, например:
—медь используется на кораблях для изготовления трубо проводов водяной противопожарной системы, осушительной системы, системы соленой воды, системы воздуха высокого давления и других, так как хорошо сопротивляется разъеда нию морской водой и кислородом воздуха;
—цинк, являясь электроотрицательным элементом по отношению к железу, применяется в качестве протекторов для защиты корпуса корабля, водяных коллекторов, трубо проводов и других от разъедания. Кроме этого, обладая свойствами образовывать тонкую пленку окисла под дейст вием влаги и воздуха, цинк применяется для покрытия железных изделий (труб, корабельной арматуры) с целью защиты их от коррозии;
—алюминий в чистом виде употребляется лишь в каче стве изоляционного материла (фольга).
Цветные металлы находят применение главным образом для образования различных сплавов: латуни, бронзы, бабби тов, алюминиевых (легких) сплавов и других, которые широко используются в кораблестроении.
Латунь — сплав меди и цинка. Обыкновенная латунь содержит 10—42% цинка. Латунь, в состав которой входят медь (69—71%), цинк (28—30%) и олово (1—1,5%), назы вается м о р с к о й л а т у нь ю. Она имеет особую стойкость
24
к морской воде, поэтому широко применяется на кораблях в виде забортной арматуры, трубок и трубных досок холо дильников, штоков водяных насосов и других деталей.
Медно-цинковый сплав с небольшими добавками алю
миния, никеля, марганца, |
олова, свинца представляет собой |
с п е ц и а л ь н у ю ла т у нь , |
которая, имея повышенные меха |
нические качества, применяется для изготовления гребных винтов.
Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, кремнием н другими элементами, кроме цинка. Сплав меди, в котором главной составной частью после меди является олово, называ
ется |
о л о в я н и с |
т о й б р о н з о й. |
Оловянистые бронзы обла |
дают |
хорошими |
механическими |
и литейными качествами, |
особой стойкостью к морской воде, поэтому идут на изготов ление корпусов водяных насосов, клапанных коробок, шесте рен и червячных колес и т. д.
Баббиты — сплавы олова или свинца с сурьмой с добавле нием меди, известны под названием белых металлов. Баббиты разделяются на две группы: о л о в я н и с т ы е ба б бит ы, представляющие собой сплав олова с небольшим количеством
сурьмы и меди и,'более |
дешевые, с в и н ц о в ы е б а б бит ы, |
главной составной частью которых является свинец. |
|
Баббиты, особенно |
оловянистые, обладая значительной |
вязкостью, достаточной твердостью, стойкостью к износу, хорошей теплопроводностью и низким коэффициентом трения о сталь, нашли широкое применение для заливки вкладышей подшипников валолиний, двигателей и других механизмов. Используется, главным образом, баббит марки Б-83 (63% — олова, 42% — сурьмы и 5% — меди).
Алюминиевые сплавы содержат до 80% чистого алюминия. Применяемые алюминиевые сплавы разделяются на л и т е й
ные (сплавы для литья) и д е ф о р м и р у е м ы е |
(сплавы для |
|
обработки давлением — прессованием, |
прокаткой, штампов |
|
кой, ковкой). |
широко |
применяются |
Из литейных сплавов наиболее |
с и л у м и н ы — алюминиево-кремневые сплавы марок АЛ-2 и АЛ-6 и м а г н о л и и — алюминиево-магниевые сплавы марок АЛ-8 и АЛ-13. Литейные сплавы служат для изготовления различного рода деталей, не требующих дальнейшей обра ботки, кроме механической. К числу этих деталей относятся гаки, рымы, кнехты, блоки, корпусы иллюминаторов и насо сов, арматура( трубопроводов и другие.
Наибольшее |
значение для |
кораблестроения |
имеют |
д е ф о р м и р о в |
а н н ы е с пла в ы, |
которые по способности |
упрочняться после термической обработки делятся на терми чески упрочняемые и термически неупрочняемые сплавы.
25
К д е ф о р м и р о в а н н ы м т е р м и ч е с к и м у п р о ч н я е мым сплавам относятся алюминиево-медно-магниево-мар- ганцевистые сплавы, составляющие группу сплавов типа д ю р а л ю ми на марок 1Д, 16Д и другие.
Дюралюмины, обладая высокой прочностью, имеют низкую коррозийную стойкость. В . кораблестроении они применяются в виде листов, профилей, труб, проволоки, поковок и штампо вок. В целях улучшения коррозийной стойкости листы из дюралюмина плакируются чистым алюминием путем их горячей прокатки с накладками из чистого алюминия.
К д е ф о р м и р о в а н н ы м н е у п р о ч н я е м ы м с п л а в а м относятся алюминиево-магниевые сплавы марок АМг, АМгЗ, АМгБВ, АМгб и другие. Эти сплавы находят широкое приме нение в кораблестроении благодаря своей пластичности, стойкости к коррозии и хорошей свариваемости. Вместе с тем, по сравнению с дюралюминами, они менее прочны.
Термически неупрочняемые сплавы применяются для сварных конструкций. Из них изготовляются надстройки, легкие перегородки, мачты, вентиляционные трубы, корабель ная мебель и другие.
Алюминиевые сплавы обладают |
значительно |
меньшим |
удельным весом (у = 2,65 г/см3) , чем |
сталь, более |
высокой |
коррозийной стойкостью, большим коэффициентом расшире ния, отсутствием магнитности, возможностью получения путем прокатки листов переменного сечения по длине и дру гими свойствами. Однако они дороже стали, это ограничи вает их применение в кораблестроении.
В настоящее время алюминиевые сплавы употребляются для изготовления корпусов малых кораблей (торпедных и ракетных катеров и др.). Применение алюминиевых сплавов вместо стали для корпусных конструкций позволяет облегчить вес корпуса корабля примерно на 30—40%.
Снижение стоимости алюминиевых сплавов обеспечит им в будущем равноправное место в ряду конструкционных строительных материалов.
Г. Пластмассы
Пластмассы — новый тип конструкционного материала, который нашел применение в различных областях техники; в настоящее время широко используется при изготовлении судовых корпусных конструкций.
Пластмассы (пластические массы или пластики) —это искусственные материалы, получаемые на основе, главным образом, искусственных (синтетических) и естественных смол,
26
представляющих собою |
органические |
высокомолекулярные |
||
вещества. |
пластмасс |
входят: |
|
|
В |
состав |
пластмасс,— выполня |
||
1) |
смолы — основной |
компонент |
||
ющие |
роль |
связующих |
веществ; |
|
2)наполнители — древесная мука, графит, очесы хлопка, волокнистый асбест, ткань, бумага и т. п., вводятся с целью увеличения механической прочности, повышения термоустой чивости и диэлектрических свойств пластмасс;
3)пластификаты — стеарин, касторовое масло, камфора
идругие, увеличивающие пластические свойства пластмассы;
4)красители — порошковые минеральные краски, добав
ляемые для |
окрашивания пластмасс; |
5) смазки |
и ускорители. |
Большинство пластических масс, независимо от состава, выгодно отличается от металлов и других материалов высокой антикоррозийной стойкостью в агрессивных средах (морской воде, воздухе, слабых кислотах, нефти и др.), малым удель ным весом (0,9—2,3 г/сж3) при сравнительно высоких проч ностных характеристиках, хорошими антифрикционными, диэлектрическими и теплоизоляционными свойствами, боль шей свето- и электромагнитной проницаемостью, простотой изготовления сложных конструкций с любым декоративным эффектом (цвет, форма поверхности и т. д.), водостойкостью, хорошей отрабатываемостыо и т. д.
Благодаря этим преимуществам пластмассы находят широкое применение в кораблестроении и не только как отде лочный материал для оборудования корабельных помеще ний, но и как основной материал для постройки мелких судов.
Применяющиеся в кораблестроении пластмассы делятся на т е р м о р е а к т и в н ы е и т е р м о п л а с т и ч е с к и е .
Основой обеих групп пластмасс являются синтетические смолы, получающиеся путем сложной химической переработки (синтеза) различных органических веществ.
Т е р м о р е а к т и в - н ы е п л а с т м а с с ы характерны тем, что при нагревании необратимо переходят в неплавкое и нерастворимое состояние, то есть после формования (изготов ления изделия) при повторном нагреве не размягчаются.
Из термореактивных пластмасс изготовляются: корпуса мелких судов, надстройки, лопасти гребных винтов, перебор ки, палубы и другие конструкции, несущие иногда значитель ные нагрузки.
Из числа пластмасс термореактивного типа наибольшее применение в кораблестроении получили стеклопластики различных марок, текстолит и другие.
27