ВИНТ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА Российский патент 1997 года по МПК B63H3/00 B63H3/02 

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

Известен принятый в качестве ближайшего аналога ВРШ, содержащий гребной вал с зубчатым венцом, ступицу с поворотными лопастями и механизм изменения их шага, включающий в себя силовой привод и расположенный снаружи гребного вала вал управления шагом, ось вращения которого параллельна оси вращения винта, а зубчатые венцы на противоположных концах кинематически замкнуты на упомянутый зубчатый венец гребного вала.

Известный ВРШ сложен, причем большая часть многочисленных элементов кинематических передач должна размещаться внутри ступицы, что существенно увеличивает ее диаметр и массу, не позволяет разместить большее число лопастей, а также снижает надежность конструкции. Большой относительный диаметр ступицы снижает гидродинамическое качество гребного винта и увеличивает инерционность движителя. Необходимость обеспечения качественной смазки кинематических соединений делает известный винт весьма сложным в обслуживании и ремонте, практически непригодным для работы в морской воде из-за сложности герметизации многочисленных подвижных деталей.

Настоящее изобретение решает задачу упрощения конструкции и снижения диаметра ступицы ВРШ.

Ожидаемым техническим результатом является повышение гидродинамического КПД, в том числе за счет возможности увеличения числа размещаемых в ступице лопастей винта, облегчение условий смазки подвижных деталей с соответствующим повышением экологической безопасности ВРШ.

Сущность изобретения заключается в выполнении вала управления трубчатым и аксиально-поворотным относительно гребного вала от дифференциального кривошипного механизма изменения шага, размещенного вне ступицы гребного винта.

Для получения указанного технического результата в ВРШ, содержащем гребной вал с зубчатым венцом, ступицу с поворотными лопастями и механизм изменения их шага, включающий в себя силовой привод и расположенный снаружи гребного вала вал управления шагом, ось вращения которого параллельна оси вращения винта, а зубчатые венцы на противоположных концах кинематически сопряжены соответственно с корневыми частями лопастей и с дифференциалом изменения шага, кинематически замкнутым на упомянутый зубатый венец гребного вала, силовой привод механизма изменения шага снабжен охватывающей гребной вал и подвижной вдоль его оси обоймой с внутренним окружным пазом, причем оси сателлитов дифференциала изменения шага снабжены эксцентричными пальцами, сопряженными с окружным пазом обоймы, а вал управления выполнен трубчатым и охватывающим гребной вал.

На чертеже изображен ВРШ в соответствии с настоящим изобретением.

Винт регулируемого шага содержит установленный в дейдвудном устройстве 1 судна гребной вал 2 с неподвижно закрепленным на нем зубчатым венцом 3, ступицу 4 с поворотными лопастями 5 и механизм изменения их шага. Последний состоит из трубчатого и охватывающего гребной вал 2 вала управления 6 с зубчатыми венцами 7 и 8 на противоположных торцевых частях, дифференциала с сателлитами 9 и силового привода, включающего в себя охватывающую гребной вал 2 (а также вал управления 6) и подвижную вдоль их оси обойму 10, вилку 11, ролики 12 и силовой цилиндр 13.

На корневых частях поворотных лопастей 5 выполнены зубчатые венцы 14, кинематически сопряженные с зубчатым венцом 7 вала управления 6, а зубчатый венец 8 последнего зацеплен с сателлитами 9 дифференциала, которые кинематически замкнуты на зубчатый венец 3 гребного вала 2.

Обойма 10 имеет внутренний окружной паз, с которым сопряжены эксцентричные пальцы 15, выполненные на осях сателлитов 9 дифференциала. Внутренние полости ступицы 4 и обоймы 10, в которых размещены зубчатые зацепления и пары трения, могут быть заполнены консистентной смазкой в случае герметизации соответствующими уплотнительными элементами. При надлежащем выборе материалов полость ступицы 4 может быть заполнена окружающей водой. Для компенсации окружных сил обойма 10 и вилка 11 могут быть установлены в соответствующих направляющих (на чертеже не показаны). Пальцы 15 сателлитов могут иметь подшипники скольжения или качения, а силовой цилиндр 13 может быть заменен любым известным приводом продольного перемещения.

При вращении винта регулируемого шага все части устройства, кроме вилки 11, неподвижны друг относительно друга. При необходимости изменения шага лопастей 5 силовым цилиндром 13 через посредство вилки 11 перемещают обойму 10 вдоль оси гребного вала 2, что приводит к вращению сателлитов 9 относительно их осей пальцами 15 и, при взаимодействии с относительно неподвижным зубчатым венцом 3 гребного вала, к повороту вала управления 6 относительно гребного вала 2 на угол, необходимый для установки поворотных лопастей 5 в нужной положение по указателю, который может быть любого известного типа (не показан на чертеже).

Простота конструкции ВРШ и размещение основных элементов механизма изменения шага вне ступицы и дейдвудного устройства позволяет выполнить гребной винт с минимальным диаметром ступицы (до 1,15 от диаметра гребного вала) или с увеличенным числом лопастей, т.е. с максимальным гидродинамическим КПД, упростить изготовление и повысить надежность и ремонтопригодность конструкции. В частности, в случае выполнения полости ступицы негерметичной (без применения смазки), обеспечивается замена поврежденных лопастей без докования судна и максимальная экологическая безопасность его эксплуатации.

Использование: водный транспорт, гребные винты регулируемого шага. Сущность изобретения: для уменьшения диаметра ступицы и увеличения гидродинамического КПД, простоты, ремонтопригодности и экологической безопасности ВРШ механизм изменения шага лопастей снабжен подвижной вдоль оси гребного вала и охватывающей его обоймой с внутренним окружным пазом, сопряженным с эксцентричными пальцами осей сателлитов дифференциала. Последний кинематический замкнут зубчатым венцом гребного вала и приводит к повороту относительно него трубчатого вала управления, охватывающего гребной вал. Вращение вала управления приводит к повороту зубчатых венцов на комлях лопастей и к изменению шага последних. 1 ил.

Винт регулируемого шага, содержащий гребной вал с зубчатым венцом, ступицу с поворотными лопастями и механизм изменения их шага, включающий в себя силовой привод и расположенный снаружи гребного вала вал управления шагом, ось вращения которого параллельна оси вращения винта, при этом на противоположных концах вала управления установлены зубчатые венцы, кинематически сопряженные соответственно с корневыми частями лопастей и с дифференциалом изменения шага с сателлитами, взаимодействующим с зубчатым венцом гребного вала, отличающийся тем, что силовой привод механизма изменения шага выполнен в виде охватывающей гребной вал и установленной с возможностью перемещения вдоль его оси обоймы с внутренним окружным пазом, при этом по осям сателлитов дифференциала изменения шага установлены эксцентричные пальцы, сопряженные с окружным пазом обоймы, а вал управления выполнен в виде трубы, охватывающей гребной вал.