Способ балансировки гребного винта

Изобретение относится к области судостроения и судоремонта и может использоваться для балансировки гребных винтов с фиксированным шагом. Способ балансировки заключается в следующем: по результатам измерения статических моментов масс лопастей рассчитывают массу и координаты расположения уравновешивающего груза, который закрепляют штатно на периферии внутренней поверхности обтекателя гребного винта или на периферии торцевой поверхности ступицы под обтекателем. Технический результат заключается в повышении производительности процесса балансировки и улучшении гидродинамических характеристик гребного винта с фиксированным шагом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и судоремонта и может использоваться для балансировки гребных винтов с фиксированным шагом.

Известен способ балансировки гребного винта, при котором лопасти гребного винта балансируются отдельно на специальном балансировочном стенде, затем гребной винт собирают на оправке, устанавливают на ножи балансировочного стенда и проводят статическое уравновешивание гребного винта мерными уравновешивающими грузами с последующим определением мест на ступице и на поверхностях “тяжелых” лопастей, с которых будет сниматься металл (1).

Недостатком известного способа балансировки является необходимость многократного снятия и установки гребного винта на оправку балансировочного стенда и на обрабатывающий станок для снятия дебаланса, что приводит к снижению производительности и увеличению трудоемкости процесса балансировки.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ балансировки гребного винта, при котором собранный гребной винт устанавливают на устройство для статического уравновешивания и определяют статический момент массы собранного гребного винта при горизонтальном положении одной из лопастей. Разделив результат на массу лопасти, определяют величину смещения этой лопасти вдоль своей оси. Измерение повторяют для всех лопастей (2).

Недостатком данного способа балансировки является необходимость предварительной сборки, разборки всех лопастей гребного винта для регулировки величины смещения каждой лопасти вдоль их осей, что приводит к увеличению трудоемкости процесса балансировки и к ухудшению гидродинамических характеристик отбалансированного гребного винта, так как смещение лопастей приводит к их радиальному биению из-за изменения геометрии гребного винта.

Задачей, решенной заявляемым изобретением, является разработка способа балансировки гребного винта с фиксированным шагом, превосходящего известный способ балансировки в отношении производительности, трудоемкости и гидродинамических характеристик отбалансированного гребного винта.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что определяют местоположение и массу уравновешивающего груза (mr) и крепят его к гребному винту, отличающийся тем, что определяют:

- максимально допустимый статический момент (M1), при котором лопасть является отбалансированной относительно оси вращения гребного винта,

- величину статического момента (M1ч) относительно оси вращения гребного винта,

- максимально допустимый статический момент (М2) при котором лопасть является отбалансированной относительно осевой линии лопасти,

- величину статического момента (М2ч), относительно осевой линии лопасти, а затем определяют общее отклонение момента каждой лопасти:

, где

Δ₁=M1-M1ч,

Δ₂=M2-M2ч,

выбирают радиус периферии внутренней поверхности гребного винта (Rr), определяют массу груза

определяют угол расположения уравновешивающего груза по следующей зависимости:

- расстояние от оси гребного винта до центра тяжести лопасти,

где - расстояние от осевой линии лопасти до центра тяжести лопасти,

m - масса лопасти,

после чего крепят уравновешивающий груз по штатному на периферии внутренней полости гребного винта, например на периферии торцовой поверхности ступицы под обтекателем или на внутренней поверхности обтекателя.

Предлагаемый способ балансировки гребного винта является новым: отличие от прототипа - расчет массы уравновешивающего груза, определение его расположения на основе замеров статических моментов отдельных лопастей без балансировки гребного винта в сборе и закрепления груза штатно на периферии внутренней полости гребного винта дает положительный эффект и имеет изобретательский уровень, так как совокупность существенных признаков изобретения приводит к новому техническому результату - повышению производительности процесса балансировки, снижению трудоемкости балансировки и улучшению гидродинамических характеристик отбалансированного гребного винта.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен гребной винт в разрезе, на котором показан уравновешивающий груз 1, закрепленный на периферии торцовой поверхности ступицы 2 под обтекателем 3.

На фиг.2 изображен гребной винт в разрезе, на котором показан уравновешивающий груз 1, закрепленный на периферии внутренней поверхности обтекателя 3.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Проводят статическую балансировку лопастей гребного винта по указанным в чертеже величинам статического момента относительно оси вращения гребного винта, равного M1ч±δ, и статического момента относительно осевой линии лопасти, равного М2ч±δ, где δ - допуск на величины статических моментов, установленный стандартом ОСТ5.4200.

Измеряют статические моменты M1 и М2 отдельно для всех лопастей, где M1 - максимально допустимый статический момент, при котором лопасть является отбалансированной относительно оси вращения гребного винта, и равен: M1=M1ч+δ, где М2 - максимально допустимый статический момент, при котором лопасть является отбалансированной относительно осевой линии лопасти, и равен: М2=М2ч+δ.

При превышении допусков лопасти для момента M1 на величину δ+ε1 и момента М2 на величину δ+ε2, где

ε1 - величина превышения допустимого момента M1,

ε2 - величина превышения допустимого момента М2,

для соблюдения условия сбалансированности производят рассчет массы уравновешивающего груза и места расположения его на торце ступицы, находящейся под обтекателем, следующим образом:

Δ₁=М1-М1ч - для момента M1 (относительно оси вращения гребного винта),

Δ₂=М2-М2ч - для момента М2 (относительно осевой линии лопасти).

Определяют общее отклонение момента каждой лопасти:

Конструктивно выбирают радиус периферии внутренней поверхности гребного винта Rr.

Вычисляют массу груза:

Рассчитывают угол расположения уравновешивающего груза по формуле:

где

- расстояние от оси гребного винта до центра тяжести лопасти,

- расстояние от осевой линии лопасти до центра тяжести лопасти,

m - масса лопасти. Устанавливают уравновешивающий груз штатно в расчетном местоположении.

Проверка статической уравновешенности гребного винта путем установки на концевой кромке лопасти контрольного груза показала, что отбалансированный гребной винт соответствует стандарту ГОСТ8054-81 (ISО484-81).

Таким образом, предлагаемый способ повышает производительность процесса балансировки и улучшает гидродинамические характеристики гребного винта с фиксированным шагом.

Источники информации

1. Балансировка гребных винтов. С.M.Гороховский, "Судостроение", 1964, стр.35-44.

2. Авторское свидетельство СССР №1456796, кл. G 01 M 1/12, 1989 (прототип).

1. Способ балансировки гребного винта, заключающийся в том, что определяют местоположение и массу уравновешивающего груза (mг) и крепят его к гребному винту, отличающийся тем, что определяют для каждой лопасти максимально допустимый статический момент (M1), при котором лопасть является отбалансированной относительно оси вращения гребного винта, величину статического момента (M1ч) относительно оси вращения гребного винта, максимально допустимый статический момент (М2), при котором лопасть является отбалансированной относительно осевой линии лопасти, величину статического момента (М2ч) относительно осевой линии лопасти, затем определяют общее отклонение момента каждой лопасти из следующей зависимости:

,

где Δ₁=М1-М1ч и Δ₂=М2-М2ч, выбирают радиус периферии внутренней поверхности гребного винта (Rг), определяют массу груза (mг) и угол расположения уравновешивающего груза (α) из следующих соотношений:

где - расстояние от оси гребного винта до центра тяжести лопасти,

- расстояние от осевой линии лопасти до центра тяжести лопасти,

m - масса лопасти,

после чего крепят уравновешивающий груз по-штатному на периферии внутренней полости гребного винта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уравновешивающий груз закрепляют на внутренней поверхности обтекателя гребного винта.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что уравновешивающий груз закрепляют на периферии торцовой поверхности ступицы под обтекателем гребного винта.