Гребной винт регулируемого шага

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым гребным винтам регулируемого шага. Сущность изобретения: гребной винт содержит ступицу с поворотными лопастями, полый гребной вал и штангу с ползуном, кинематически связанным с лопастями. Штанга проходит через полый гребной вал и связана с поршнем гидроцилиндра механизма изменения шага, находящегося внутри корпуса судна. Ползун опирается на втулку, относительно которой он зафиксирован от проворота и через которую пропущена сопряженная с ее внутренней поверхностью штанга. Между штангой и втулкой установлено уплотнение, разделяющее полости гребного вала и ступицы. Полость ступицы сообщена с окружающей средой и заполнена водой, в связи с чем подшипники скольжения, на которых смонтированы лопасти, выполнены с металлокерамическими вкладышами, например, с пропиткой суспензией фторопласта. Диаметр хвостовика и внутренний диаметр втулки выполнены равными для обеспечения стабилизации объема полости ступицы при перемещении штанги. Такая конструкция гребного винта обеспечивает исключение утечек масла в воду и создание экологически чистого ВРШ. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным винтам регулируемого шага (ВРШ).

Известен ВРШ, содержащий ступицу с поворотными лопастями, смонтированными на ней посредством подшипников скольжения, соединенный со штангой ползун, кинематически связанный с лопастями и опирающийся на шлицевую втулку (Яновский А.А. и др. Эксплуатация и ремонт гребных винтов регулируемого шага и крыльчатых движителей. М. 1976, с. 89).

Однако диаметр шлицевого соединения ограничен диаметром внутреннего отверстия гребного вала, что в высоконагруженных гребных винтах исключает возможность увеличения диаметра шлицевого соединения без увеличения диаметра гребного вала и металлоемкости ВРШ. Необходимость смазки подшипников лопасти, сухарей и других трущихся частей требует применения маслозаполненной ступицы, утечки из которой загрязняют окружающую среду (воду).

Наиболее близким к предлагаемому является ВРШ, содержащий ступицу с поворотными лопастями, смонтированными на ней посредством подшипников скольжения, соединенный со штангой ползун, кинематически связанный с лопастями и опирающийся на втулку, прикрепленную к ступице, причем штанга, проходящая через втулку и полый гребной вал, соединена с поршнем гидроцилиндра механизма изменения шага, расположенного внутри корпуса судна (авт.св. СССР N 1039808, кл. В 63 Н 11/08, 1982).

В этой конструкции ВРШ шлицы втулки расположены на ее наружной поверхности и связаны со шлицами ползуна. Однако применение масляной смазки, которой заполнена полость ступицы, и возможные утечки в окружающую среду делают этот движитель потенциальным источником загрязнения окружающей среды.

Задача изобретения создание экологически безопасного движителя.

Технический результат изобретения исключение возможности утечки масла в окружающую среду, устранение масляной смазки ступицы, возможность отказа от гидросистемы и упрощение конструкции за счет уменьшения количества уплотнений и других деталей, применение в качестве смазки забортной воды и соответствующих подшипников и материалов, что уменьшает сложность и увеличивает технологичность конструкции. Кроме того, за счет стабилизации объема во внутренней полости ступицы уменьшается загрязнение ее засасываемой из окружающей среды водой, так как состав воды в ступице при перемещениях штанги и ползуна практически не меняется.

Для этого в гребном винте регулируемого шага, содержащем ступицу с поворотными лопастями, смонтированными на ступице посредством подшипников скольжения, соединенный со штангой ползун, кинематически связанный с лопастями и опирающийся на втулку, зафиксированную от поворота относительно ползуна и прикрепленную к ступице, причем штанга, проходящая через втулку и полый гребной вал, соединена с поршнем гидроцилиндра механизма изменения шага, расположенного внутри корпуса судна, полость ступицы отделена от полости гребного вала посредством уплотнений и сообщена с окружающей средой, а упомянутые подшипники скольжения выполнены с металлокерамическими вкладышами.

Кроме того, штанга сопряжена с внутренней поверхностью втулки и между контактирующими поверхностями штанги и втулки установлены уплотнения, а металлокерамические вкладыши подшипников пропитаны суспензией фторопласта, причем внутренний диаметр втулки и наружный диаметр хвостовика штанги равны.

Отделение полости гребного вала от полости ступицы и сообщение ее с окружающей средой (т.е. отказ от масляной смазки кинематических сопряжений в полости ступицы) позволяет исключить возможные протечки масла через множество уплотнений между составными частями ступицы и отказаться от соответствующей гидросистемы. Выполнение подшипников с металлокерамическими вкладышами позволяет отказаться от масляной смазки и обеспечить смазку водой, заполняющей ступицу через неуплотняемые зазоры или через специальное отверстие.

Сопряжение штанги с втулкой позволяет установить уплотнение и разделяет внутренние полости ступицы и вала, а пропитка вкладышей подшипника суспензией фторопласта позволяет уменьшить трение в подшипниках при водяной смазке.

Равенство наружного диаметра хвостовиков ползуна и внутреннего диаметра втулки и, соответственно, диаметра сопряженной с втулкой средней части штанги обеспечивает стабильность объема внутренней полости ступицы при перемещении штанги и ползуна, что снижает загрязнение полости ступицы засасываемой водой с посторонними включениями при изменениях объема.

На фиг.1 изображен ВРШ, продольный разрез; на фиг.2 узел I на фиг.1.

ВРШ состоит из полого гребного вала 1, ступицы 2, в которой смонтированы поворотные лопасти 3 с помощью подшипников 4 скольжения. Внутри ступицы размещен ползун 5, жестко соединенный со штангой 6 и кинематически связанный (например, через сухарь 7, надетый на палец 8 пальцевой шайбы 9 и размещенный в пазу ползуна 5) с лопастью 3.

Ползун 5 опирается на кормовую опору 10 и носовую опору в виде втулки 11, которая может быть выполнена со шлицами для связи со шлицами ползуна 5 (может быть применен и иной способ фиксации поворота ползуна относительно втулки). Втулка 11 прикреплена к ступице 2 и надета с возможностью скольжения по ней на штангу 6, проходящую через полый вал, крепящуюся через шток 12 к поршню 13 механизма 14 изменения шага (МИП) и жестко соединенную с этим поршнем. Полость ступицы 2 отдалена от полости гребного вала с помощью уплотнений, которые могут быть установлены на штанге 6 (кольцо 15) и на втулке 11 (кольцо 16). Полость ступицы 2 сообщена с окружающей водой через специальные отверстия 17 и 18 соответственно в обтекателе 19 и ступице 2 (или в перегородке 20). Штанга 6 сопряжена с внутренней поверхностью втулки 11. Подшипники 4 выполнены с металлокерамическими вкладышами 21, 22, 23, представляющими собой кольца с напеченной на них металлокерамикой, прикрепленными к бурту 24 ступицы. Эти вкладыши могут быть выполнены с пропиткой суспензией фторопласта для увеличения их антифрикционных свойств. Таким же образом (с напеченной металлокерамикой) выполнены сухари 7.

Диаметр хвостовика 25 ползуна 5 и внутренний диаметр втулки 11, сопряженный со штангой 6, равны для обеспечения стабилизации объема ступицы и равенства объема входящих и выходящих частей деталей.

ВРШ работает следующим образом.

При вращении вала 1 и ступицы 2 с лопастями 3 гидродинамические усилия, воздействующие на лопасть 3, передаются на ступицу 2 через подшипник 4 (вкладыши 21, 22, 23). Окружающая вода через специальные отверстия и неуплотненные стыки лопастей и других частей ступицы заполняет полости ступицы и обтекателя и обеспечивает смазку трущихся частей узлов кинематической связи лопасти и ползуна и подшипников лопастей.

Стабилизация объема полостей ступицы и обтекателя обеспечена за счет одинаковости диаметра штанги 6 в месте контакта с втулкой 11 и хвостовика 25 ползуна 5, так как объем входящих (при движении штанги) и выходящих частей деталей практически одинаков. При этом подсос загрязненной воды в полость ступицы за счет изменения ее объема почти не происходит и поверхность трущихся частей защищена от попадания грязи. За счет того, что полость ступицы отделена от полости вала и в качестве смазки пар трения ступицы используется забортная вода, исключается возможность загрязнения окружающей среды, что делает ВРШ экологически чистым.

Формула изобретения

1. ГРЕБНОЙ ВИНТ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА, содержащий ступицу с установленными на ней на подшипниках скольжения поворотными лопастями, ползун, соединенный со штангой, кинематически связанный с лопастями и опирающийся на втулку, зафиксированную от проворота относительно ползуна и прикрепленную к ступице, при этом штанга проходит через втулку и полый гребной вал и соединена с поршнем гидроцилиндра механизма изменения шага, расположенного внутри корпуса судна, отличающийся тем, что полость ступицы отделена от полости гребного вала посредством уплотнений и сообщена с окружающей средой, а подшипники скольжения выполнены с металлокерамическими вкладышами.

2. Винт по п.1, отличающийся тем, что штанга сопряжена с внутренней поверхностью втулки, между контактирующими поверхностями которых размещено уплотнение.

3. Винт по п.1, отличающийся тем, что металлокерамические вкладыши подшипников пропитаны суспензией фторопласта.

4. Винт по п.1, отличающийся тем, что диаметр хвостовика ползуна равен внутреннему диаметру втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.05.2012

Дата внесения записи в Государственный реестр: 25.05.2012

Дата публикации: 27.05.2012

---