Установка для исследования гидродинамических характеристик модели судового подруливающего устройства

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДЮдаНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ СУДОВОГО ПОДРУЛИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА , содержащая отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамометром , рабочий орган, установленШ11Й в трубе на подвижном в осевом направлении валу, кинематически {Связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора , момента и частоты вращения рабочего органа, отличающаяс я тем, что, с целью повышения функциональных йозможностей установки , точности экспериментальных исследований, электродвигатель и устройства для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа смонтированы внутри отсека, труба снабжена жестко закрепленной гондолой с установленной в ней центрирующей опорой и дополнительным неподвижным в осевом направлении и кинематически связанным с электродвигателем валом, сопряженным в центрирующей опоре с вьшеуказанным подвижным валом, причем на сопрягаемом торца неподвижного в осевом направлении вала выполнен паз, а на указанном валу вшюлнены соответствующие этому пазу зубья с установленными между ними на осях роликами, соприкасающимися с боковыми стенками вышеупомянутого паза. 00 Ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, зО,„,Д,354137

4(ьц -" 3 Г 9."ЗС, С 01 М 10/00

Q " Ш »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3651845/27-11 (22) 11.10.83 (46) 30.06.85. Бюл. Р 24 . (72) Л.С. Артюшков, А.В. Байков, Н.А. Петров и А.Ш. Ачкинадзе (71) Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт (53) 629.12:532.001.5(088.8) (56) I. Лебедев Э.П. Средства актив" ного управления судами, Л., "Судостроение", 1969, с.107. (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ СУДОВОГО ПОДРУЛИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащая отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамометром, рабочий орган, установленный в трубе на подвижном в осевом направлении валу, кинематически

1 связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения функциональных возможностей установки, точности экспериментальных исследований, электродвигатель и устройства для измерения уп ра, момента и частоты вращения рабочего органа смонтированы внутри отсека, труба снабжена жестко закрепленной гондолой с установленной в ней центрирующей опорой и дополнительным неподвижным в осевом направлении и кинематически связанным с электродвигателем валом, сопряженным в центрирующей опоре с вышеуказанным подвижным валом, причем на сопрягаемом торце неподвижного в осевом направлении вала выполнен паз, а на указанном валу вьнюлнены соответствующие этому пазу зубья с установленными между ними на осях роликами, соприкасающимися с боковыми стенка" ми вышеупомянутого паза.

1 11641

Изобретение относится к судост-. роению, в частности к области экспериментальной техники.

Известна установка для исследования гидродинамических характеристик модели судового подруливающего устройства, содержащая отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамометром, рабочий орган, установленный в трубе на подвижном в осевом нап" равлении валу, кинематически связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа . Недостатками этой установки является то,, что расположение рабочего оргайа, жестко не связанного с трубой, не позволяет проводить исследования по определению влияния свободной поверхности и .нестационарного изменения заглубления кромки канала, так как возникающие при такого рода испытаниях пульсации жидкости приводят к колебаниям отсека за счет включенного в подвеску упругого элемента, что, в свою очередь, может привести к ударам лопасти рабочего органа о трубу подруливающего устройства. Данная конструкция приводит к асимметрии на оба борта гидродинамическнх харак30 теристик подруливающего устройства вследствие значительных габаритов винтового динамометра и кожуха, в котором он расположен, что приводит к значительным сложностям при изуче- З5 нии гидродинамических характеристик на режимах реверса ° Кроме того наблюдается нарушение геометрического подобия по сравнению с натурой. Сечение канала загромаждено валом. Такая компановка создает сложности при изучении геометрических особенностей канала подруливающего устройства и, кроме того, не позволяет проводить испытания по изучению влияния защитных решеток, которые по известным данным могут снизить эффективность подруливающего устройства до 77., При . измерении упора. в измеряемую величину входит сила, развивающаяся на обтекателе со стороны не загроможденного валом входа, которая может изза большого диаметра ступицы дости-, гать 30 .

Цель изобретения — повышение функ- циональных возможностей установки, точности экспериментальных исследований.

37 г

Указанная цель достигается тем, что в установке для исследования гидродинамических характеристик модели судового подруливающего устройства, содержащей отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамометром, рабочий орган, установленный .в трубе на подвижном в осевом направлении валу, кинематически связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа, электродвигатель и устройства для измерения упора, момента и частоты вращения рабо" чего органа смонтированы внутри отсека, труба снабжена жестко закрепленной гондолой с установленной в ней центрирующей опорой и дополнительным неподвижным в осевом направлении и кинематически связанным с электродвигателем -валом, сопряженным в центрирующей опоре с вышеуказанным подвижным валом, причем на сопрягаемом торце неподвижного в осевом направлении вала выполнен паз, а на указанном валу выполнены соответствующие этому пазу зубья с установленными между ними на осях роликами, соприкасающимися с боковыми =стенками вышеупомянутого паза.

На фиг. 1 схематически изображена установка для определения гидродинамических характеристик подрули" вающего устройства типа "винт в тру бе";.на фиг. 2 — соединение сонрягаемых частей вала в центрирующей опоре; на фиг, 3 — разрез А"А фиг.2, Установка для определения гидродннамических характеристик модели подруливающего устройства содержит отсек 1 с трубой 2 с установленным на ней подруливающим устройством, состоящим.из рабочего органа 3, закрепленного на валу 4, гондолы 5, зак. репленной на трубе 2. Вал 4 сопряжен в центрирующей опоре 6 с валом 7, На конце вала 4 выполнены зубья 8 с установленными между ними роликами

9, при этом окончания концов вала 4 и вала 7 сопряжены с внутренней поверхностью центрнрующей опоры. Предложенное конструктивное исполнение вала 4 обеспечивает минимальные потери на трение в центрирующей опоре б при его осевом перемещении и, кроме того, позволяет повысить точность центровки валов и снизить системати ескую погрешность при изме рении упора. Динамометр 10 связан с

1!64)37 валом 4 и закреплен в гондоле 5.

Вал 7 кинематически связан с электро двигателем l), установленным в подшипниковых опорах 12, что обеспечивает свободную подвеску двигателя.

К статору электродвигателя ll подсоединен динамометр !3, выполненный, в виде тензобалки и закрепленный на стенке отсека 1, Подвеска 14 отсека состоит иэ штанги 15, уста- !О новленной в направляющих )б с подшипниками качения, и микрометрического винта 17. На отсеке 1 установлен динамометр !8, связанный со штангой 15 подвески 14. В отсеке .! 1э может быть установлена трубка Пито

l9 с координатником 20 для измерения поля скоростей и устройство 21 для измерения частоты вращения рабочего органа. Трубу 2 можно выпол- 26 нить из прозрачного материала, в частности иэ оргстекла для визуализации потока. Кроме того, на трубе 2 могут быть предусмотрены посадочные кольца для установки съемных наса-. 25 док 22 с галтелями различных ра- диусов и защитных решеток для исследования влияния радиуса закругления входа и выхода канала и влияния защитных решеток на гидродинамические характеристики подруливающего устройства.

Установка по определению гидродинамических характеристик работает следующим образом.

Электродвигатель ll приводит во ЗЮ вращение рабочий орган 3, при этом происходит взаимодействие рабочего органа 3 с жидкостью и, в связи с этим, возникают силы на подруливающем устройстве и на корпусе отсека l.

Появляющийся упор на рабочем орга1 не 3 перемещает его вместе с валом 4 . в осевом направлении, при этом ролики 9 перемещаются по стенкам паза вала 7, и закрепленньй на валу 4 динамометр 10 отклоняется. Получаемый при этом сигнал передается на регистрирующую аппаратуру, С рабочего органа 3 крутящий момент передается на ротор электродвигателя )1 и, соответственно, на его статор, который, в свою очередь, связан с динамометром

13. При наличии крутящего момента сигнал от динамометра передается на регистрирующую аппаратуру. При протекании жидкости через канал йодруливающего устройства на стенках. отсека

l появляется перепад давлений, реализующийся в силу, которая складываясь с упором рабочего органа 3 дает эффективную тягу, через динамометр 18 преобразующуюся в сигнал, который. передается на регистрирующую аппаратуру.

Использование экспериментальной установки позволяет проводить исследования по определению влияния свободной поверхности на гидродинамичес-:.: кие характеристики подруливающего устройства, серийные испытания по определению гидродинамического сопротивления защитных решеток, исследования реверсивных характеристик подруливающего устройства и повышает точность экспериментальных исследований за счет соблюдения геометрического подобия подруливающего устройства. Кроме . того, исключается скпа, развивающаяся на вращающемся обтекателе со стороны входа и которая может дости- . гаться из-за большого диаметра ступицы ЗОЖ от измеряемого упора.

1164137

1164137

Составитель С. Втулкин.

Редактор Ю. Петрушко .ТехредЛ.Коцюбняк Корректор Е. Сирокман

Заказ 4145/17 . Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35; Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнан, 4