Как правило, валопровод является частью энергетической установки судна и предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к гребному винту и восприятия осевого усилия от самого гребного винта к корпусу судна. В зависимости от условий эксплуатации судна, расположения главного двигателя и передаваемой мощности на гребной винт его общая длина может достигать более десяти метров. Валопровод представляет собой систему валов (гребного, промежуточного, упорного), которые расположены на одной оси [1–3].
При эксплуатации судового валопровода происходит износ его дейдвудных подшипников, которые представляют собой подшипники скольжения и служат опорой для гребного вала. При износе дейдвудных подшипников увеличивается величина зазора между гребным валом и самим подшипником. Сам зазор можно представить, как разность диаметра внутренней поверхности дейдвудного подшипника (D) и диаметра гребного вала валопровода (d) с учетом облицовочного покрытия:
При проведении статических и динамических расчетов с целью оценки влияния упругих и механических свойств дейдвудных подшипников валопровод в большинстве случаев рассматривают как балку постоянной по длине сечения, которая опирается на упругие опоры или упругое основание с коэффициентов жесткости k [1, 3, 4, 6]. Именно данный параметр характеризует материал втулок или вкладышей дейдвудных подшипников, зазор (1) и контакт между гребным валом и самим подшипников.
Для исследования взаимодействия контакта валопровода с дейдвудным подшипником с учетом зазора между ними представим математическую модель в виде двух элементов: гребной вал и втулка дейдвудного подшипника (рис. 1). Так как модуль упругости стали на 2–3 порядка больше модуля упругости материала втулки или вкладыша дейдвудного подшипника, будем считать гребной вал абсолютно жесткими [5].
Смещение центра вала и втулки в рассматриваемом случае будет составлять радиальный зазор. Суммарное смещение центра вала с учетом зазора и величины осадки a, согласно рисунку 1, будет уже иметь следующее выражение: