hrvatski

Doprinos metodologiji odabira najpovoljnijih statvenih ležajeva brodskoga porivnog sustava

Tradicionalna i danas najviše zastupljena izvedba statvenih ležajeva vratila brodskog vijka zasniva se na primjeni bijele kovine i gravitacijskom ili prisilnom sustavu podmazivanja ležajeva uljem. Alternativno rješenje je primjena polimernih statvenih ležajeva koji pružaju neke bitne prednosti u odnosu na ležajeve od bijele kovine, a koje se očituju znatnim smanjenjem gubitaka efektivne snage uslijed razvijene topline u ležaju zbog hidrodinamičkog trenja maziva pri istim uvjetima rada (opterećenju ležaja i brzini vrtnje vratila vijka), što rezultira uštedom goriva. Nadalje, polimerni materijali uslijed dobrih svojstava samopodmazivanja i manjeg koeficijenta trenja u usporedbi s bijelom kovinom, pružaju povoljnije radne karakteristike u području mješovitog i suhog trenja koje nastaje prilikom pokretanja i zaustavljanja porivnoga brodskog stroja. Primjenom polimernih ležajeva, podmazivanih morem, eliminirana je i mogućnost onečišćenja morskog okoliša koja je prisutna kod statvenih ležajeva od bijele kovine podmazivanih uljem. U konačnici, prednost upotrebe polimernih statvenih ležajeva rezultira i značajnim financijskim uštedama tijekom cjelovitog perioda službe broda. U radu je napravljena komparativna analiza primjene konvencionalnih brodskih statvenih kliznih ležajeva od bijele kovine i polimernih kliznih ležajeva s gledišta radnih uvjeta pri opterećenju koje je definirano rezultatima proračuna elastične linije vratilnog voda i mjerenjem reakcija statvenih ležajeva u najnepovoljnijim uvjetima (potpuno rastavljen vratilni vod i neuronjeni brodski vijak u toplim uvjetima) kod triju tipova stvarnih brodova. Analizirani su sljedeći brodovi: brod za prijevoz sipkih tereta, kontejnerski brod i tanker, pogonjeni sporohodnim brodskim dizelskim motorom koji su najviše zastupljeni u svjetskoj trgovačkoj floti. Ležaj od bijele kovine radi u hidrodinamičkom režimu podmazivanja. Za određivanje svojstava sloja maziva i nosivosti ležaja poslužila je Reynoldsova diferencijalna jednadžba, koja je za realne uvjete rješavana numeričkom metodom konačnih razlika. Za razliku od bijele kovine, polimerni ležaj radi u elastohidrodinamičkom režimu podmazivanja, kod kojega elastična deformacija kontaktnih površina ima značajan utjecaj na najmanju debljinu stvorenog sloja maziva. Ovaj je režim podmazivanja opisan pomoću Hamrock i Dowson izraza za izračun minimalne debljine sloja maziva pod uvjetima rada ležaja u režimu elastohidrodinamičkog podmazivanja. Polazeći od teorije dostupne u literaturi za modeliranje hidrodinamičkog i elastohidrodinamičkog podmazivanja, razvijen je vlastiti računalni program za proračun HD i EHD režima rada ležaja te radne protoke maziva kroz ležaj. Metoda i modeli izračuna su testirani na osnovi prikupljenih podataka navedenih triju tipova brodova u eksploataciji. Rezultati su pokazali da se primjenom razvijenoga računalnog programa postiže visok stupanj točnosti aproksimacije upotrebom razmjerno jednostavne strukture numeričkog modela. Na kraju je napravljen model odabira ležajeva statvene cijevi sa stajališta cjeloživotnih troškova usporednom analizom ekonomskih učinaka primjene polimernih statvenih ležajeva u odnosu na one od bijele kovine, za period službe broda od 20 godina. Rezultati istraživanja su pokazali da se primjenom polimernih statvenih ležajeva nedvojbeno pridonosi energetskoj učinkovitosti broda i postižu značajne uštede u odnosu na slučaj primjene statvenih ležajeva od bijele kovine.

brodski poriv; statveni klizni ležaj; polimerni ležaj; bijela kovina; hidrodinamičko podmazivanje; elastohidrodinamičko podmazivanje; podmazivanje morem

nije evidentirano