Устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА МОДЕЛИ ГРЕБНОГО ВИНТА, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вил связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, отличающееся тем, что. с целью расширения его экспериментальных возможностей путем обеспечения испытаний как гребных винтов, расположенных за корпусом модели судна, так и изолиро .ванных гребных винтов, оно снабжено дополнительным маховиком, смонтированным на подшипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подшипниковых опорах , размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерня конического редуктора, причем промежуточный вал через эластичную муфту связан одним концом с основным, а другим с дополнительным маховиком, при этом оба конца вертикального вала снабжены шарнирными муфтами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„1082672

g(g) В 63 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

К) 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3488053/27-11 (22) 02.08.82 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) О, Н. Беззубик и В. И. Соколов .(53) 629.12.532.3.014.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 894395, кл. В 63 В 9/02, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА МОДЕЛИ ГРЕБНОГО ВИНТА, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, отличающееся тем, что, с целью расширения его экспериментальных возможностей путем обеспечения испытаний как гребных винтов, расположенных за корпусом модели судна, так и изолиро,ванных гребных винтов, оно снабжено дополнительным маховиком, смонтированным на подшипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подшипниковых опорах, размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерня конического редуктора, причем промежуточный вал через эластичную муфту связан одним концом с Основным, а другим с дополнительным маховиком, при этом оба

; конца вертикального вала снабжены шарйирными муфтами.

1082672

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, связанной с исследованием характеристик изолированного гребного винта и гребного винта, расположенного за корпусом модели судна, в частности к устройствам для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта.

Известно устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе (1).

Однако известное устройство не может быть использовано для исследования гидродинамических характеристик изолированного гребного винта.

Цель изобретения — расширение экспериментальных возможностей устройства путем обеспечения испытаний как гребных винтов, расположенных за корпусом модели судна, так и изолированных гребных винтов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал связан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, снабжено дополнительным маховиком, смонтированным на подшипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подшипниковых опорах, размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерня конического редуктора, причем промежуточный вал через эластичную муфту связан одним концом с основным, а другим с дополнительным маховиком, при этом оба конца вертикального вала снабжены шарнирными муфтами.

На чертеже изображено устройство для измерения гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, общий вид в разрезе.

Устройство состоит из корпуса динамометра 1 цилиндрической формы, гребного вала 2 с измерительными датчиками 3, установленного в подшипниковых опорах 4 и 5 и упорном подшипнике 6, сальникового уплотнения 7, токосъемника 8, маховика 9, жестко скрепленного с гребным валом при помощи накидной гайки 10 и установленного в подводном обтекателе 11 на его подшипниковой опоре 12 и подшипниковой опоре 13 цилиндрического стакана 14, эластичной муфты 15, промежуточного вала 16, удерживаемого в подшипниковых опорах 17 и 18, размещенных в корпусе конического редуктора 19, дополнительно введенного маховика 20, который установлен в подшипниковой опоре 21 заднего обтекателя 22 и подшипниковой опоре 23 цилиндрического стакана 24, и зубчатого колеса 25. Вал-шес5

50 терня 26 конического редуктора, установленный в подшипниковой опоре 27 редуктора, через шарнирную муфту 28 связан с вертикальным валом 29, который, в свою очередь, через шарнирную муфту 30 связан с приводным двигателем 31, установленным на ферме 32 на амортизаторах 33. Вертикальный вал 29 проходит внутри ножевого обтекателя 34, который жестко скрепляет ферму 32 с подводным обтекателем 11. Фиксация в корпусе обтекателя 11 в его продольном направлении цилиндрических стаканов 14 и 24 с их подшипниковыми опорами 13 и 23, а также корпуса конического редуктора 19 осуществляется распорными втулками 35 и 36. На гребном валу 2 закреплена модель гребного винта 37.

Устройство работает следующим образом.

Гидродинамические силы, возбуждаемые гребным винтом 37, преобразуются измерительными датчиками 3 в пропорциональные электрические сигналы, которые с помощью проводников, проложенных во внутреннем сверлении гребного вала 2, подводятся к-токосъемнику 8, а от него кабелем через канал, проложенный в подводном об-,, текателе 11, и ножевой обтекатель 34 выводятся наружу устройства.

Вращение модели гребного винта 37 осуществляется двигателем 31 через приводной вал 29 с шарнирными муфтами 28 и 30, вал-шестерню 26, промежуточный вал

16 с зубчатым колесом 25, резиновую муфту

15, маховик 9 и гребной вал 2, смонтированный в подшипниковых опорах 5 и 4 скольжения и качения и упорном подшипнике 6.

Сальниковое уплотнение 7 предназначено для уплотнения задней полости динамометра с расположенными там измерительными датчиками 3, токосъемником 8, опорой 4 качения и упорным подшипником 6.

Маховик 20 скреплен с промежуточным валом 16 при помощи шлицевого соединения, которое обеспечивает возможность осевого перемещения. Маховик 20 предназначен для стабилизации угловой скорости вращения двигателя 31 и одновременно системы промежуточный вал 16 — эластичная муфта 15 — маховик 9 — гребной вал 2— модель гребного винта 37. Стабилизация угловой скорости вращения гребного винта позволяет устранить инерционные силы на нем и, следовательно, повысить точность измерения гидродинамических сил и других внешних сил, например сил взаимодействия винта со льдом.

Одновременно стабилизация угловой скорости вращения двигателя и всей системы привода гребного винта устраняет вибрацию устройства и возбуждаемые от нее че55 рез систему обтекатель 11 — корпус динамоментра 1 — подшипники 4 и 6 — гребной вал 2 инерционные силы и силы со стороны потока жидкости от поперечных вибрацион1082672

Составитель В. Жернов

Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1656/17 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент»,. т. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных колебаний винта 37 совместно с устройством.

Маховик 9 соединен с гребным валом 2 жестко, а с корпусом эластичной муфты скреплен при помощи шлицевого соединения, которое обеспечивает возможность осевого перемещения. Маховик 9 стабилизирует угловую скорость вращения модели гребного винта 37 при наличии значительных пульсаций внешних сил и обеспечивает для высокочастотных пульсаций этих сил такую высокую динамическую жесткость системы гребной винт 37 — гребной вал 2— измерительные датчики 3 — маховик 9, при которой гребной вал с маховиком относительно неподвижны в пространстве, а упругая система измерительных датчиков 3 с гребным винтом 37 колеблется относительно неподвижного вала с маховиком. Таким образом, маховик 20 с резиновой муфтой 15 стабилизируют угловую скорость вращения гребного винта со стороны приводного двигателя 31, а маховик 9 с той же резиновой муфтой 15 стабилизируют угловую скорость вращения винта от внешних воздействий со стороны гребного винта, а также повышают динамическую жесткость всей системы в направлении продольных и крутильных колебаний.

Резиновая муфта 15 также устраняет воздействие на систему гребной вал — измерительные датчики — гребной винт поперечных сил и колебаний, возбуждаемых

10 при работе конического редуктора 19.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает въ1сокую точность измерений мгновенных значений гидродинамических нагрузок на модели гребных винтов, как расположенных за корпусом модели судна, так и изолированных.

Устройство можно использовать как самостоятельную установку для испытания винтов в «свободной» воде либо с внешним подводом гребного винта за корпусом модели судна, а также непосредственно монтировать в скельтоне модели.