Винтодейдвудное устройство
Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям дейдвудных устройств. Винтодейдвудное устройство содержит гребной винт, в расточке ступицы которого установлен подшипник, дейдвудную трубу, в носовой части которой запрессован опорный цилиндр, и судовую систему подачи очищенной воды. При этом в ступице и лопастях гребного винта выполнены сообщающиеся каналы, наружные концы которых открыты на поверхностях лопастей. Внутренние концы каналов связаны с кольцевым пространством, образованным между носовым торцом подшипника гребного винта и внутренней поверхностью уплотнения, установленного в носовой части ступицы. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства. 3 ил. 
Изобретение относится к судостроению и может быть широко использовано в дейдвудных устройствах, включающих подшипники скольжения с вкладышами из неметаллических материалов.
Известно дейдвудное устройство с подшипником из бакаута (см. Балацкий Л.Т. и Багагоен Г.Н. Дейдвудное устройство морских судов. М., Транспорт. 1960, с.5), включающее гребной вал, установленный в дейдвудных подшипниках скольжения, выполненных в виде втулок с вкладышем из бакаута, помещенных в дейдвудную трубу, гребной винт, консольно установленный на гребном валу. В носовой части дейдвудного устройства установлен сальник с водораспределительным кольцом, соединенным с системой подачи очищенной от механических примесей забортной воды. Выход охлаждающей воды осуществляется через открытый торец кормового подшипника.
Недостатком известного устройства является консольное закрепление гребного винта на гребном валу, приводящее к возникновению больших кромочных давлений в подшипнике и изгибных напряжений в гребном валу, вследствие чего происходит неравномерный износ кормового подшипника и поломка гребных винтов. Неподвижно установленные подшипники скольжения в дейдвудной трубе создают постоянную зону контакта, в которой в результате работы трения происходит сильный разогрев, что приводит к локальному разрушению сопрягаемых поверхностей от недопустимого теплонапряжения. В открытый торец кормового подшипника скольжения попадают твердые частицы с забортной водой при плавании судна на мелководье, что снижает надежность устройства и повышает его быстрый износ.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для соединения гребного винта с гребным валом, см. а.с. №490715, СССР, М. Кл. В 63 H 1/14; 23/34; 23/36), включающее гребной вал, дейдвудную трубу, опорный цилиндр, носовая часть которого запрессована в дейдвудную трубу, и гребной винт, в расточке ступицы которого установлен его подшипник с возможностью вращения последнего на кормовой части опорного цилиндра, который расположен вокруг гребного вала. На конце гребного вала установлен фланец для закрепления ступицы гребного винта. Поверхностью фланца, обращенной к носовой части судна, и примыкающим к ней торцом опорного цилиндра образована кольцевая полость, соединенная с полостью, образованной поверхностью гребного вала, расточками опорного цилиндра и дейдвудной трубы, и с рабочим зазором подшипника, связанным с забортным пространством для сброса охлаждающей воды.
Недостатком известного устройства является снижение его надежности вследствие быстрого износа подшипника гребного винта в результате попадания в его открытый торец абразивного материала при плаваньи судна на мелководье, а также снижение надежности устройства за счет повышения теплонапряженности подшипника гребного винта вследствие недостаточного охлаждения и возможных срывов подачи воды насосом. При работе двигателя давление в системе охлаждения подшипников будет практически постоянным, вследствие чего и интенсивность охлаждения подшипников с увеличением числа оборотов гребного вала не изменяется, в то время как с увеличением числа оборотов гребного вала приращение работы трения подшипника гребного винта вызывает повышение разогрева трущихся поверхностей опорного цилиндра и подшипника, что требует увеличения напора охлаждающей воды.
Целью предлагаемого изобретения является повышение его надежности путем повышения интенсивности охлаждения подшипников.
Для достижения указанной цели в известном устройстве, включающем гребной вал, дейдвудную трубу, опорный цилиндр, носовая часть которого запрессована в дейдвудную трубу, и гребной винт, в расточке ступицы которого установлен его подшипник с возможностью вращения последнего на кормовой части опорного цилиндра, расположенного вокруг гребного вала, на кормовом конце которого установлен фланец, жестко соединенный со ступицей гребного винта, при этом между поверхностью фланца, обращенной к носовой части судна, и примыкающим к ней торцом опорного цилиндра образована кольцевая полость, соединенная с полостью, образованной поверхностью вала, расточками опорного цилиндра и дейдвудной трубы, и с рабочим зазором подшипника, для предотвращения выхода воды, охлаждающей подшипник гребного винта, и попадания в его рабочий зазор абразивного материала в процессе эксплуатации судна на мелководье или в загрязненной воде, носовой торец подшипника герметизирован посредством установки уплотнения в носовой части ступицы с возможностью взаимодействия его с поверхностью опорного цилиндра, причем между внутренней поверхностью уплотнения и носовыми торцами подшипника гребного винта и его ступицы образовано кольцевое пространство. В ступице и в лопастях гребного винта для выхода охлаждающей воды выполнены сообщающиеся каналы, наружные концы которых открыты на поверхностях лопастей, а их внутренние концы вязаны с кольцевым пространством, соединенным с рабочим зазором подшипника гребного винта и с полостью, образованной поверхностью вала и расточками опорного цилиндра и дейдвудной трубы, а полость соединена с судовой системой подачи очищенной от механических примесей воды.
Установка уплотнения на торец подшипника гребного винта и обеспечение выхода охлаждающей воды через каналы гребного винта на поверхности его лопастей, а следовательно, и в забортное пространство, обеспечивает автоматическое регулирование напора охлаждающей воды в подшипнике гребного винта с увеличением числа оборотов гребного вала, что уменьшает теплонапряженность подшипника гребного винта, а также попадание абразивного материала в его рабочий зазор.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит гребной вал 1, помещенный в дейдвудную трубу 2, на котором последовательно расположен сальник 3, водораспределительное кольцо 4 и носовой подшипник скольжения 5. Носовая часть опорного цилиндра 6 запрессована в дейдвудную трубу 2. Б расточке ступицы гребного винта 7 установлен подшипник 6 с возможностью вращения на кормовой части опорного цилиндра 6.
На кормовом конце гребного вала 1 установлен фланец 9, жестко соединенный со ступицей гребного винта 7. Между поверхностью фланца 9, обращенной к носовой части судна, и примыкающим к ней торцом опорного цилиндра 6 образована кольцевая полость 10, соединенная с полостью 11, образованной поверхностью гребного вала 1 и расточками опорного цилиндра 6 и дейдвудной трубы 2, причем полость 11 связана с водораспределительным кольцом 4.
В ступице и в лопастях гребного винта 7 выполнены сообщающиеся каналы 12 и 13. Канал 12 соединен с кольцевым пространством 14, образованным внутренней поверхностью уплотнения 15 и носовыми торцами подшипника гребного винта 7 и его ступицы, причем кольцевое пространство 14 связано с рабочим зазором подшипника гребного винта 7. Свободный конец канала 13 открыт на поверхностях лопастей гребного винта 7.
На ненагруженной зоне опорного цилиндра 6 выполнены канавки 16, служащие для улучшения снабжения рабочего зазора подшипника гребного винта 7 охлаждающей водой.
Экспериментально установлено, что вращение вала повышает потерю напора при прокачке водой дейдвудных подшипников с цилиндрической расточкой.
Применение продольных канавок 16, суммарная площадь которых не меньше площади кольцевого зазора 10, ликвидирует эффект противодавления, издаваемый вращающимся гребным валом 1 (см. В.П.Сторожев. Исследование дейдвудных подшипников морских судов. Одесса, 1969, с.18).
Устройство работает следующим образом. При запуске силовой установки гребной вал 1 приводит во вращение гребной винт 7, который со своим подшипником 8 и уплотнением 15 вращается на опорном цилиндре 6, неподвижно и герметично закрепленном в дейдвудной трубе 2. Очищенная от абразивных частиц вода от судовой системы подачи забортной воды (на чертеже не показана) подводится к водораспределительному кольцу 4 дейдвудного сальника 3. Затем вода прокачивается под давлением через носовой подшипник скольжения 5 и поступает в полость 11, образованную поверхностью гребного вала 1 и расточками опорного цилиндра 6 и дейдвудной трубы 2, и доходит до кольцевой полости 10 и по канавкам 16 поступает в рабочий зазор подшипника гребного винта 7. Достигнув кольцевого пространства 14, вода поступает в сообщающиеся каналы 12 и 13 и выбрасывается забортное пространстве.
Предлагаемая конструкция винтодейдвудного комплекса снижает износ трущихся поверхностей подшипника гребного винта и опорного цилиндра, т.е. повышает его долговечность за счет установки уплотнения на открытый торец подшипника гребного винта, не допускающего попадание абразивных частиц в рабочий зазор кормового подшипника скольжения, и за счет снижения его теплонапряженности, достигаемого прокачкой подшипника очищенной забортной воды посредством гребного винта.
В качестве базового объекта принят малый транспортный рефрижератор, включающий гребной винт, вращающийся в дейдвудных подшипниках, на консоли которого жестко установлен гребной винт. Дейдвудные подшипники прокачиваются забортной водой от автономного насоса, работа которого резервируется насосом от рефрижераторной установки. Охлаждающая вода поступает в носовую часть дейдвудного устройства и выходит через открытый торец кормового подшипника.
По сравнению с базовым объектом заявляемое изобретение обеспечивает повышение долговечности подшипника гребного винта в 2-4 раза за счет исключения абразивного износа и снижение его теплонапряженности.
Формула изобретения
Винтодейдвудное устройство, содержащее гребной винт с дейдвудной трубой, в носовой части которой запрессован опорный цилиндр, а в расточке ступицы гребного вала установлен подшипник, и судовую систему подачи очищенной воды, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в носовой части ступицы установлено уплотнение, взаимодействующее с поверхностью опорного цилиндра, а между внутренней поверхностью уплотнения и носовыми торцами подшипника гребного винта и ступицы образовано кольцевое пространство, при этом в ступице и в лопастях гребного винта выполнены сообщающиеся каналы, наружные концы которых открыты на поверхностях лопастей, а внутренние концы связаны с кольцевым пространством, соединенным с рабочим зазором подшипника гребного винта и с полостью, подсоединенной к судовой системе подачи очищенной воды.
РИСУНКИ
