Судовой движитель

 

Использование: на судах морского и речного флота, на судах с подводными крыльями, на мелкосидящих судах. Сущность изобретения: судовой движитель выполнен в виде компактного высокоэффективного механизма, содержащего приводной вал, ось которого параллельна диаметральной плоскости судна, и лопасти, установленные попарно симметрично относительно взаимно-перпендикулярных плоскостей, проходящих через ось приводного вала на оконечности приводного вала посредством ступицы, с которой выполнен вал и которая охватывает последний с возможностью свободного вращения относительно оконечности вала. Ступица выполнена со спицами, к каждой из которых шарнирно прикреплена соответствующая лопасть с возможностью качания вокруг оси, перпендикулярной плоскости, проходящей через оси вала и спицы, и с возможностью сопряжения с поверхностью вала по обе стороны от ступицы. Поверхности сопряжения вала выполнены в виде копиров эллипсообразной формы в поперечном сечении. Разноименные оси поперечных сечений копиров по обе стороны от ступицы параллельны друг другу. Судовой движитель снабжен поворотной колонкой, установленной на корпусе судна с возможностью поворота относительно вертикальной оси, и сцепной муфтой. Оконечность приводного вала установлена на поворотной колонке с возможностью свободного вращения и связана с приводным валом посредством сцепной муфты. Приводной вал и оба конца оконечности приводного вала оборудованы полумуфтами сцепной муфты, а судовой движитель оборудован устройством фиксации ступицы посредством спицы, жестко связанной с поворотной колонкой. Эта связь устраняет вращение ступицы относительно продольной оси оконечности приводного вала. 4 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в качестве судового движителя на судах речного и морского флотов.

Известно устройство, выбранное в качестве прототипа (а. с. N 1832638, кл. В 63 Н 1/36, 1990).

Его основным недостатком является то, что ступица насажена на оконечность приводного вала с возможностью свободного вращения относительно этого вала, а это во время работы приводит к рысканью ступицы относительно продольной оси приводного вала, и тем самым создается нестабильность в образовании реактивной струи, сбегающей с внешней и внутренней поверхностей качающихся лопастей, деконцентрация и пространственное рассеяние этой струи, что снижает эксплуатационные качества судового движителя.

Цель изобретения - устранения этих недостатков и повышение эксплуатационных качеств судового движителя.

Поставленная цель достигается тем, что судовой движитель, содержащий приводной вал, ось которого параллельна диаметральной плоскости судна, и лопасти, установленные попарно-симметрично относительно взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через ось приводного вала на оконечности приводного вала посредством ступицы, с которой выполнен вал и которая охватывает последний с возможностью свободного вращения относительно оконечности вала. Ступица выполнена со спицами, к каждой из которых шарнирно прикреплена соответствующая лопасть с возможностью качания вокруг оси перпендикулярной плоскости, проходящей через оси вала и спицы, и с возможностью сопряжения с поверхностью вала по обе стороны от ступицы. Поверхности сопряжения вала выполнены в виде копиров эллипсообразной формы в поперечном сечении. Разноименные оси поперечных сечений копиров по обе стороны от ступицы параллельны друг другу. Судовой движитель снабжен поворотной колонкой, установленной на корпусе судна с возможностью поворота относительно вертикальной оси, и сцепной муфтой. Оконечность приводного вала установлена на поворотной колонке с возможностью свободного вращения и связана с приводным валом посредств сцепной муфты. Приводной вал и оба конца оконечности приводного вала оборудованы полумуфтами сцепной муфты, судовой движитель оборудован устройством фиксации ступицы посредством спицы, жестко связанной с поворотной колонкой. Связь устраняет вращение ступицы относительно продольной оси оконечности приводного вала.

Такая конструкция устраняет упомянутые недостатки и обеспечивает повышение эксплуатационных качеств судового движителя.

На фиг. 1 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Судовой движитель включает конечную часть валопровода 1, соединенную посредством вращающегося выдвижного приводного вала 2, снабженного пружиной 3, с прижимным патроном 4 с разъемным конусообразным контактным ступенчато-пазовым гнездом-полумуфтой 5, обеспечивающим геометрическое замыкание сцепной муфты, полумуфтами переднего хода 6 и заднего хода 7, расположенными на противоположных концах оконечности приводного вала 8, шарнирно закрепленного в поворотной колонке 9, снабженной стойкой поворотной колонки 10, которая имеет возможность вращения вокруг своей продольной оси с возможностью фиксации оконечности приводного вала в диаметрально противоположных положениях, соосных с приводным валом.

На оконечность приводного вала надета ступица 11 с опорными подшипниками 12, на которой закреплены спицы 13, а одна из них 13¹ представляет собой устройство фиксации ступицы и осуществляет жесткую связь ступицы с поворотной колонкой, обеспечивая шарнирное опорное крепление оконечности приводного вала в ступице, являющейся частью поворотной колонки.

Спицы, закрепленные на ступице, снабжены цапфами 14, на которые шарнирно навещены лопасти 15 посредством втулок 16, причем лопасти приводятся в попарные качания через шариковые ролики 17, запрессованные в лопасти симметрично относительно продольных осей спиц, причем в состояние качания лопастей они приводятся вращением эллипсоидных копиров 18 и 19, расположенных со смещением на 90^о по обе стороны от ступицы.

Оконечность приводного вала для снижения массы может иметь полости 20. Поворотная колонка закреплена в корпусе судна 21. Конечная часть валопровода может быть закреплена в корпусе судна шарнирно при помощи подшипников 22.

Работа судового движителя при движении судна передним ходом в статике изображена в позиции фиг. 1. При этом поворотная колонка 9 на стойке 10 жестко фиксируется в поворотном механизме, находящемся внутри корпуса судна 21 (поворотный механизм не показан) в положении, соосном с приводным валом 2, после чего срабатывает выдвижной механизм, находящийся внутри валопровода 1 (выдвижной механизм не показан), в результате чего выдвижной приводной вал 2 под воздействием принудительного механизма, например пружины 3, прижимным патроном 4, снабженным контактным ступенчато-пазовым гнездом-полумуфтой 5 насаживается на контакт-полумуфту переднего хода 6, образуя надежное муфтовое соединение. После этого, сообщив приводному валу 2 правое или левое вращение, передается вращение на оконечность приводного вала 8, шарнирно закрепленного в поворотной колонке 9 посредством подшипников 12, снабженного эллипсоидными копирами 18 и 19, смещенными на 90^о и глухо насаженными на оконечность приводного вала, которые, вращаясь, приводят качания посредством роликов 17 лопастей 15, шарнирно навешенных на спицы 13 и 13¹ при помощи втулок 16, насаженных на цапфы 14.

Образовавшийся в результате качаний лопастей поток заставляет судно двигаться вперед. При этом ступица 11 с опорными подшипниками 12 благодаря жесткой связи посредством спицы 13¹ с поворотной колонкой 9, выполненной в форме кольцевой насадки, остается неподвижной и служит опорным механизмом для оконечности приводного вала 8, вращающегося в ступице, при этом осуществляется усилие, концентрация и стабилизация потока, сбегающего с внешней и внутренней поверхностей лопастей 15, за счет отсутствия рысканья ступицы относительно продольной оси оконечности приводного вала и фиксации осей, вокруг которых качаются лопасти, что и ведет к повышению эксплуатационных качеств судового движителя.

Для обеспечения судна способностью двигаться задним ходом необходимо и достаточно отжать прижимной патрон 4, тем самым разомкнуть сцепную муфту, отведя патрон на расстояние, которое не будет препятствовать вращению поворотной колонки вокруг продольной оси А-А стойки колонки 10.

После этого поворотная колонка включением поворотного механизма, находящегося внутри корпуса судна 21 разворачивается на 180^о и фиксируется в диаметрально противоположном положении относительно позиции, изображенной на фиг. 1, также соосно с приводным валом.

Далее порядок подключения приводного вала 2 с прижимным патроном 4 к полумуфте заднего хода 7 через полумуфту 5 аналогичен порядку подключения, описанного в приемах сообщения судну переднего хода.

Такая конструкция судового движителя более совершенна по сравнению с прототипом и обеспечивает повышение эксплуатационных качеств.

Формула изобретения

СУДОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий приводной вал, ось которого параллельна диаметральной плоскости судна, и лопасти, установленные попарно симметрично относительно взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через ось приводного вала, на оконечности приводного вала посредством ступицы, с которой выполнен вал и которая охватывает последний с возможностью свободного вращения относительно оконечности вала, при этом ступица выполнена со спицами, к каждой из которых шарнирно прикреплена соответствующая лопасть с возможностью качания вокруг оси, перпендикулярной к плоскости, проходящей через оси вала и спицы, и с возможностью сопряжения с поверхностью вала по обе стороны от ступицы, причем поверхности сопряжения вала выполнены в виде копиров эллипсообразной формы в поперечном сечении, при этом разноименные оси поперечных сечений копиров по обе стороны от ступицы параллельны одна другой, причем судовой движитель снабжен поворотной колонкой, установленной на корпусе судна с возможностью поворота относительно вертикальной оси, и сцепной муфтой, при этом оконечность приводного вала установлена на поворотной колонке с возможностью свободного вращения и связана с приводным валом посредством указанной сцепной муфты, причем муфта выполнена с тремя полумуфтами, одна из которых закреплена на приводном валу, а другие - на концах кормовой части приводного вала с возможностью попеременного взаимодействия с полумуфтой, закрепленной на приводном валу, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, одна из лопастей выполнена с отверстием, через которое пропущена одна из спиц ступицы, причем эта ступица жестко связана с поворотной колонкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4