Судовой движительно-рулевой комплекс

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым движительно-рулевым комплексам. Комплекс состоит из трубы, поворотно-выдвижного пропульсивного блока, содержащего движитель и размещенного в нижней части трубы, механизма привода движителя, закрепленного в верхней части трубы, и гидроцилиндра со штоком. Механизм привода движителя соединен с пропульсивным блоком посредством гидроцилиндра, который служит для перемещения пропульсивного блока по высоте трубы и выполнен с возможностью передачи вращающего момента с вала механизма на вал пропульсивного блока. Свободный конец штока гидроцилиндра соединен с валом механизма привода движителя. Достигается улучшение эксплуатационно-технических качеств комплекса. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области судостроения, в частности к движительно-рулевым комплексам судов.

Известен движительно-рулевой комплекс, пропульсивный блок которого размещен в шахте, выполненной в корпусе судна. В рабочем положении блок устанавливается в шахте таким образом, что винт находится ниже днища судна; при этом шахта сверху закрыта крышкой, через которую проходят элементы блока. Для осмотра и ремонта блок поднимается из воды в шахту или извлекается из шахты полностью с помощью подъемного устройства (см. патент N 3807347, B 63 H 5/12, 1974 г.). Конструкцией этого движительно-рулевого комплекса не предусмотрена возможность изменения заглубления винта относительно днища в зависимости от условий эксплуатации судна. Это является недостатком данного технического решения.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является движительно-рулевой комплекс, у которого пропульсивный блок образован из цилиндрической капсулы, размещенной в его верхней части, винта, закрепленного на диске в нижней части блока, и пластинчатых стоек, установленных в средней части блока и жестко связывающих между собой диск и капсулу.

Комплекс также включает жестко закрепленную относительно корпуса судна трубу, в которой блок размещен и с помощью которой обеспечивается возможность вращательных и поступательных перемещений блока в процессе эксплуатации судна. На внутренней поверхности стенки трубы жестко закреплены балки, а между смежными балками шарнирно установлены поворотные в сторону проходного сечения трубы опоры для пропульсивного блока.

Особенностью конструкции этого комплекса, которая ухудшает его эксплуатационно-технические качества, является размещение двигателя привода движителя (винта) в капсуле, входящей в состав поворотно-выдвижного пропульсивного блока. Размещение двигателя в блоке значительно увеличивает массу блока, усложняет монтаж и демонтаж двигателя, а также доступ к двигателю при эксплуатации судна.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в улучшении эксплуатационно-технических качеств движительно-рулевого комплекса с поворотно-выдвижным пропульсивным блоком.

Поставленная задача достигается тем, что судовой движительно-рулевой комплекс (ДРК), содержащий трубу, жестко связанную с корпусом судна, и установленный в нижней части трубы поворотно-выдвижной пропульсивный блок, согласно изобретению снабжен гидроцилиндром и жестко закрепленным в верхней части трубы механизмом привода движителя; при этом механизм соединен с пропульсивным блоком посредством гидроцилиндра, который служит для перемещения пропульсивного блока по высоте трубы и выполнен с возможностью передачи вращающего момента с выходного вала механизма на вал пропульсивного блока. Кроме того, свободный (внешний) конец штока гидроцилиндра¹⁾ соединен с выходным валом механизма привода.

¹⁾ В заявке рассматривается гидроцилиндр одностроннего действия. Его основные части: гильза с головкой, через отверстие в которой шток выходит наружу, и поршень, закрепленный на конце штока внутри гильзы. В головке размещается уплотнение штока в виде, например, резиновых манжет. Наружный (свободный) конец штока соединяется с сопрягаемой конструкцией. Лит. Марутов В. А. , Павловский С.А. Гидроцилиндры. (Конструкция и расчет). - М.: Машиностроение. - 1966. - 170 с.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 и 2 изображен продольный разрез судна, в диаметральной плоскости которого размещен ДРК; при этом труба комплекса показана в разрезе, а поворотно-выдвижной пропульсивный блок - не в разрезе (дан его внешний вид).

На фиг. 1 представлено судно с полным грузом, имеющее осадку по конструктивную ватерлинию (КВл).

На фиг. 2 показано судно без груза (порожнее). Пропульсивный блок в этом случае частично находится ниже уровня основной плоскости (О.П.).

На фиг. 3 показан изолированно от судна ДРК, представленный на фиг. 1; при этом механизм привода движителя²⁾, гидроцилиндр и верхняя часть пропульсивного блока даны в разрезе.

На фиг. 4 показан изолированно от судна ДРК, представленный на фиг. 2; при этом механизм привода, гидроцилиндр и верхняя часть пропульсивного блока даны в разрезе.

На фиг. 5 дан вид по А фиг. 4 с обрывом по пропульсивному блоку и трубе.

²⁾ Под "механизмом привода движителя" в заявке понимается некий "узел", входящий в структуру привода, посредством которого вращающий момент от двигателя, находящегося за пределами ДРК, подводится к движителю (винту). На фиг. 3 и 4 механизм привода представлен в виде угловой шестеренчатой передачи.

ДРК судна 1 включает две основные части: поворотно-выдвижной пропульсивный блок 2 и трубу 3 (фиг. 1, 2). Труба 3 образована стенкой 4 и установленными на ее внутренней поверхности направляющими балками 5.

Пропульсивный блок 2 содержит: жесткую цилиндрическую капсулу 6, закрепленный на диске 7 движитель 8 и пластинчатые стойки 9 (фиг. 3, 5), размещенные между капсулой 6 и диском 7 и жестко связывающие их между собой.

Кроме того, пропульсивный блок 2 включает раму 10, которая шарнирно закреплена на верхней стенке капсулы 6 с возможностью ее скольжения относительно цапфы 11.

Поджатие блока 2 к опорам 12 производится с помощью фиксаторов 13 (на фиг. 3 и 4 один из фиксаторов 13 показан в рабочем положении, а другой - в нерабочем). Опоры 12 снабжены роликами (условно не показаны), которые контактируют с опорной поверхностью диска 7 (фиг. 3). Поворот пропульсивного блока 2 вокруг оси его вращения осуществляется с помощью зубчатой пары, включающей кольцеобразную зубчатую рейку 14 и шестерню 15. Шестерня 15 приводится в действие силовым агрегатом 16, который жестко закреплен на раме 10 (фиг. 4); неизменное положение рамы 10 относительно трубы 3 обеспечивается фиксатором 13.

Изменение положения блока 2 по высоте трубы 3 (фиг. 3, 4) производится с использованием источника жидкости с повышенным давлением 17, который закреплен на верхнем конце выходного вала 18 механизма привода 19, а также штока 20, поршня 21, гильзы 22 и канала (условно не показан), проходящего по оси вала 18 и штока 20. Канал служит для подачи жидкости от источника 17 в полость гильзы 22 через боковое отверстие 23 в штоке 20 (фиг. 4); канал используется и для удаления (отвода) жидкости из гильзы 22 в источник 17. Основание гильзы 22 соединено с элементом 24 части привода, смонтированной в блоке 2.

Выходной вал 18, связанный с ним шток 20 и поршень 21 сохраняют неизменное положение по высоте трубы 3 за счет упора 25, жестко соединенного с выходным валом 18. В свою очередь элемент 24 и связанная с ним гильза 22 сохраняют неизменное положение по высоте блока 2 за счет удерживающего их подшипника (фиг.3).

В месте выхода штока 20 из гильзы 22 на последней жестко закреплена головка 27, содержащая, в частности, уплотнение штока 20 в виде, например, резиновых манжет 28 (фиг. 3). Верхняя и нижняя части головки 27 выполнены со шлицами 29 на внутренней поверхности. Соразмерные (сопрягаемые) шлицы 29 выполнены в верхней и нижней частях штока 20 на утолщенных его участках. Шлицевое сопряжение штока 20 и головки 27 возможно, либо в верхней части головки 27 (фиг. 3), либо в нижней части (фиг. 4)³⁾.

³⁾ Здесь можно заметить, что для передачи вращающего момента со штока 20 на гильзу 22 могут быть применены и другие технические решения. Например, гидроцилиндру могут быть приданы свойства (возможности) гидромуфты.

ДРК может функционировать при двух положениях пропульсивного блока 2 по высоте трубы 3.

Верхнее положение ДРК соответствует эксплуатации судна 1 при осадке по КВл (фиг. 1) и достаточном заглублении движителя 8. При этом вращающий момент от двигателя (условно не показан) через механизм привода 19 передается на шток 20 и посредством шлицевого соединения 29 вращение сообщается гильзе 22 и элементу 24. В итоге вращающий момент подводится к валу движителя 8.

Одновременно с вращением движителя 8 на валу с помощью силового агрегата 16, шестерен 15 и зубчатой рейки 14 выполняется, при необходимости, поворот пропульсивного блока 2 вокруг оси трубы 3 на некоторый угол для создания, например, рулевой силы.

В случае уменьшения осадки судна 1 или при его движении на взволнованной поверхности движитель 8 заглубляется путем установки блока 2 в новом положении относительно трубы 3 (фиг. 2, 4). Для этого прекращается подача на движитель 8 вращающего момента (двигатель останавливается). Фиксаторы 13 приводятся в нерабочее положение, в результате этого устраняется поджатие блока 2 к опорам 12. Затем в два этапа производится перемещение блока 2 по высоте трубы 3 на новый уровень.

На первом этапе блок 2 приподнимается для того, чтобы освободить опоры 12 от нагрузки и повернуть (прижать) их к стенке 4 трубы 3 (механизм поворота опор 12 условно не показан). Эта операция позволяет увеличить проходное сечение в месте расположения опор 12 и вывести (на втором этапе) диск 7 из трубы 3 (фиг. 4). Первый этап реализуется следующим образом. От источника 17 через отверстие 23 в полость гильзы 22 подается жидкость с повышенным давлением. В результате, при неизменном положении относительно трубы 3 штока 20, вверх по трубе 3 перемещается гильза 22 и связанный с ней блок 2.

На втором этапе блок 2 опускается по трубе 3 до конечного положения (фиг. 4), при котором опоры 12 контактируют с кольцеобразным участком днища капсулы 6. Для перемещения блока 2 жидкость из полости гильзы 22 перепускается через отверстие 23 в источник 17; при этом гильза 22 и блок 2 опускаются. Одновременно с перемещением блока 2 приводятся в рабочее положение (поворачиваются) опоры 12. Заключительной операцией по подготовке ДРК к работе является закрепление блока 2 в трубе 3 с помощью фиксаторов 13.

Вращающий момент от двигателя к движителю 8 в этом случае подводится так же, как и при исходном положении блока 2, т.е. с использованием механизма привода 19, штока 20, шлицевого соединения 29, гильзы 22 и элемента 24.

При перемещении блока 2 по трубе 3 из нижнего положения в верхнее подача к ДРК вращающего момента прекращается и фиксаторы 13 выводятся из рабочего положения. Затем с помощью гидроцилиндра поднимается блок 2 и одновременно поворачиваются в сторону стенки 4 трубы 3 опоры 12. После прохода диском 7 уровня опор 12 последние устанавливаются в рабочее положение для удержания блока 2 в верхнем положении (фиг. 3).

Процесс подготовки ДРК к работе и его функционирование рассмотрены выше.

Использование гидроцилиндра для перемещения пропульсивного блока 2 по высоте трубы 3, а при работе ДРК - для передачи вращающего момента от двигателя к движителю 8 позволяет существенно улучшить эксплуатационно-технические качества ДРК с поворотно-выдвижным пропульсивным блоком 2.

Формула изобретения

1. Судовой движительно-рулевой комплекс, содержащий трубу, жестко связанную с корпусом судна, и установленный в нижней части трубы поворотно-выдвижной пропульсивный блок, отличающийся тем, что он (комплекс) снабжен гидроцилиндром, содержащим шток, и жестко закрепленным в верхней части трубы механизмом привода движителя, при этом механизм соединен с пропульсивным блоком посредством гидроцилиндра, который обеспечивает возможность перемещения пропульсивного блока по высоте трубы и выполнен с возможностью передачи вращающего момента с выходного вала механизма на вал пропульсивного блока.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что свободный конец штока гидроцилиндра соединен с выходным валом механизма привода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5