ПОВОРОТНО-ОТКИДНАЯ КОЛОНКА Российский патент 2003 года по МПК B63H20/00 B63H20/10 B63H20/20 B63H20/22 B63H20/28 B63H25/42 B63H25/46 

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям поворотно-откидной колонки, предназначенной для установки на быстроходных катерах и служащей для передачи крутящего момента от двигателя к гребному валу и управления катером.

Известна поворотно-откидная колонка, содержащая верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, устройство передачи крутящего момента под углом, гребной вал, механизм реверса гребного вала и систему каналов подачи забортной воды (см. М.М.Аливагабов, В.Н.Бочкарев. Двигатели катеров. М. , Судостроение 1985 г., с.195-201).

К недостаткам известной конструкции относится то, что для передачи крутящего момента от двигателя на колонку в точке перегиба верхнего горизонтального вала Z-образной передачи по осям поворота и откидывания колонки установлен двойной карданный шарнир, который нуждается в осевом компенсаторе, что усложняет конструкцию и увеличивает вес колонки.

Расположение механизма реверса в верхнем редукторе ведет к преждевременному износу и выходу из строя всех зубчатых и шлицевых передач из-за невозможности начать вращение с нулевой скорости в момент переключения реверса.

Система каналов подачи забортной воды не обеспечивает охлаждение верхнего редуктора и двигателя.

Кроме того, при возврате колонки в исходное положение после наезда на препятствие возможно механическое повреждение как элементов колонки, так и кормовых элементов самого судна.

Технический результат, который достигается от использования предлагаемого изобретения, заключается в создании простой и удобной конструкции, позволяющей эффективно управлять катером.

Указанный технический результат достигается тем, что в поворотно-откидной колонке, содержащей верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, устройство передачи крутящего момента под углом, гребной вал, механизм реверса гребного вала и систему каналов подачи забортной воды, в качестве устройства передачи крутящего момента под углом использован шарнир равных угловых скоростей, вертикальный вал Z-образной передачи выполнен на основе торсиона, механизм реверса гребного вала размещен в нижнем редукторе и выполнен на основе шлицевой кулачковой муфты, система каналов подачи забортной воды включает в себя канал в полой шпильке, связанный через боковые отверстия в шпильке с внутренней полостью помпы, установленной в дейдвуде колонки, при этом колонка снабжена буфером отдачи.

Буфер отдачи размещен в дейдвуде колонки и содержит пружины на направляющих болтах.

На фиг.1 изображен общий вид поворотно-откидной колонки; на фиг.2 - кинематическая схема Z-образной передачи; на фиг.3 - верхний горизонтальный вал; на фиг.4 - механизм реверса гребного вала; на фиг.5 - система каналов подачи забортной воды с помпой; на фиг.6 - буфер отдачи; на фиг.7 - общий вид колонки в откинутом состоянии.

Поворотно-откидная колонка содержит подвеску 1, верхний редуктор 2, дейдвуд 3, нижний редуктор 4, гребной вал 5. Z-образная передача включает верхний горизонтальный вал 6, верхнюю коническую пару 7, 8, вертикальный вал торсионного типа 9, нижнюю коническую пару 10, 11, 12.

На верхнем горизонтальном валу 6 в точке перегиба по осям откидывания и поворота установлен шарнир равных угловых скоростей 13.

Вращение от маховика двигателя 14 передается на Z-образную передачу резиновой муфтой 15.

Механизм реверса гребного вала 5 включает шестерню 11, шестерни 12, шлицевую кулачковую муфту 16, шток 17, штифт 18, возвратную пружину 19, клин 20, тяги реверса 21 и рычаг 22.

Система каналов подачи забортной воды включает полую шпильку 23, канал которой разделен перемычкой 24. Отверстиями 25 канал шпильки связан с внутренней полостью помпы 26. С помощью гайки 27 шпилька 23 выполняет роль стяжки верхнего 2 и нижнего 4 редукторов. Канал шпильки 23 верхней частью связан с каналом водяного охлаждения верхнего редуктора 28.

Буфер отдачи содержит пружины 29, направляющие болты 30, планку 31 и упор 32.

Поворотно-откидная колонка работает следующим образом.

Вращение от маховика двигателя 14 передается на верхний горизонтальный вал 6 Z-образной передачи с помощью резиновой муфты 15 и через коническую пару 7, 8 вертикальному валу торсионного типа 9. Установленный на верхнем горизонтальном валу 6 ШРУС 13 позволяет передавать крутящий момент в положении поворота и откидывания колонки.

При реверсировании движения с помощью рычага 22 и тяг 21 происходит вертикальное перемещение клина 20, переходящее в горизонтальное движение штока 17, который в свою очередь сдвигает кулачковую муфту 16 по шлицам гребного вала 5, осуществляя тем самым сцепление кулачков муфты 16 с кулачками шестерни 11 (передний ход) или шестерни 12 (задний ход). Возвратная пружина 19 через штифт 18 возвращает кулачковую муфту в исходное положение.

Забортная вода через отверстия в корпусе нижнего редуктора 4 поступает в канал полой шпильки 23 и далее в полость помпы 26, откуда под давлением вода попадает в канал водяного охлаждения верхнего редуктора 28, после чего поступает на охлаждение двигателя.

При возврате колонки в исходное положение после наезда на подводное препятствие пружины 29 буфера отдачи смягчают удар планки 31 по упору 32, тем самым исключая разрушающие последствия от удара колонки о корму судна.

Таким образом, предлагаемая конструкция обладает следующими преимуществами: использование ШРУСа в качестве устройства передачи крутящего момента под углом упрощает обслуживание и сборку колонки, повышая ее надежность. Кроме того, наличие ШРУСа позволяет отказаться от перемещения горизонтального вала колонки, т.е. отказаться от шлицевого компенсатора осевого перемещения, который присутствует в прототипе. Предлагаемое устройство вертикального вала в виде торсиона дает возможность не предъявлять высокие требования к соосности редукторов при сборке и ремонте. Размещение механизма реверса гребного вала в нижнем редукторе улучшает условия работы зубчатых передач, увеличивает срок их службы, уменьшает виброакустический эффект момента переключения реверса. Расположение канала подачи забортной воды в полой шпильке, связанной с внутренней полостью помпы, дает возможность принудительно охлаждать верхний редуктор, кроме того, шпилька служит основной стяжкой верхнего и нижнего редукторов. Наличие буфера отдачи исключает возможность серьезных разрушений при возврате колонки в исходное положение после наезда на подводное препятствие.

Изобретение относится к судостроению, а именно к поворотно-откидным колонкам, предназначенным для установки на быстроходных катерах и служащим для передачи крутящего момента от двигателя к гребному валу и управления катером. Колонка включает в себя верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, гребной вал, механизм реверса гребного вала. В качестве устройства передачи крутящего момента под углом использован шарнир равных угловых скоростей, а Z-образная передача включает в себя вертикальный вал торсионнного типа. Механизм реверса гребного вала размещен в нижнем редукторе и снабжен шлицевой кулачковой муфтой. Система каналов подачи забортной воды включает в себя канал в полой шпильке, которая с помощью гайки выполняет роль стяжки верхнего и нижнего редукторов, причем канал полой шпильки сообщен через выполненные в ней боковые отверстия с внутренней полостью помпы, установленной в дейдвуде колонки. Колонка также снабжена буфером отдачи, который может быть размещен в дейдвуде и содержать пружины на направляющих болтах. Изобретение позволяет создать простую и удобную конструкцию, позволяющую эффективно управлять катером. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Поворотно-откидная колонка, содержащая верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, устройство передачи крутящего момента под углом, гребной вал, механизм реверса гребного вала и систему каналов подачи забортной воды, отличающаяся тем, что в качестве устройства передачи крутящего момента под углом использован шарнир равных угловых скоростей, Z-образная передача включает в себя вертикальный вал торсионного типа, механизм реверса гребного вала размещен в нижнем редукторе и снабжен шлицевой кулачковой муфтой, система каналов подачи забортной воды включает в себя канал в полой шпильке, которая с помощью гайки выполняет роль стяжки верхнего и нижнего редукторов, причем канал полой шпильки сообщен через выполненные в ней боковые отверстия с внутренней полостью помпы, установленной в дейдвуде колонки, при этом колонка снабжена буфером отдачи.2. Колонка по п.1, отличающаяся тем, что буфер отдачи размещен в дейдвуде и содержит пружины на направляющих болтах.