Двигательно-движительный комплекс Советский патент 1984 года по МПК B63H11/10 

(fff

со

N

00 о

CD

Изобретение относится к судостроению, в частности к двигательно-движительным комплексам (ДДК) водометного типа.

Известен ДДК, содержащий приводной двигатель, кинематически связанный валом, проходящим через главный упорный подшипник, с водометным движителем с рабочим колесом, имеющим полую ступицу с лопастями, спрямляющий аппарат со ступицей, гидравлическое упороразгружающее устройство (УРУ) в виде лабиринтного уплотнения между ступицами рабочего колеса и спрямляющего аппарата и механическое упороразгружающее устройство в виде упорного подщипника, помещенного в поршне, установленном в закрепленном на фундаменте гидроцилиндре, с гидромультипликатором, имеющим полость низкого давления, сообщенную с полостью за лопастями рабочего колеса, и полость высокого давления, сообщенную с полостью гидроцилиндра 1.

При работе водометного движителя вследствие неравномерности потока воды возможно появление вибраций и кратковременных перекосов в лабиринтной уплотнении гидравлического УРУ. При этом может происходить увеличение протечек через это уплотнение и, как следствие, повышение давления внутри ступицы рабочего колеса. При этом на гребном валу возрастает упор на некоторую величину. Эта дополнительная величина упора воспринимается только главным упорным подщипником (ГУП), а механическое УРУ продолжает воспринимать прежнюю величину упора. В результате этого происходит перегруз ГУП и, как следствие, уменьшение его ресурса.

1,елью изобретения является увеличение ресурса главного упорного подшипника.

Цель достигается тем, что в двигательнодвижительном комплексе, содержащем приводной двигатель, кинематически связанный валом, проходящим через главный упорный подшипник, с водометным движителем с рабочим колесом, имеющим полую ступицу с лопастями, спрямляющий аппарат со ступицей, гидравлическое упороразгружающее устройство в виде лабиринтного уплотнения между ступицами рабочего колеса и спрямляющего аппарата и механическое упороразгружающее устройство в виде упорного подц1ипника, помещенного в поршне, установленном в закрепленном на фундаменте гидроцилиндре, с гидромультипликатором, имеющим полость низкого давления, сообщенную с полостью за лопастями рабочего колеса, и полость высокого давления, сообщенную с полостью гидроцилиндра, гидромультипликатор механического упороразгружающе1о устройства выполнен с дополнительным поршнем и дополнительной полостью низкого давления, причем последняя сообщена с полостью внутри ступицы рабочего колеса.

На чертеже схематично показана схема

лак.

ДДК состоит из приводного двигателя 1, главного упорного подшипника 2, водометного движителя и механического УРУ с гидромультипликатором. Водометный движитель содержит водовод 3, гребной вал 4 с закрепленным на нем рабочим колесом 5 со ступицей 6, спрямляющий аппарат 7 со ступицей 8 и лопатками 9, опорный подшипник 10 гребного вала. В одной из лопаток 9 имеется отверстие 11. Между периферийными поверхностями ступиц 6 гребного винта и 8 спрямляющего аппарата выполнено лабиринтное уплотнение 12. В ступице 8 имеются отверстия 13, сообщающие полость

5 14 внутри ступицы рабочего колеса с окружающей средой за движителем. Механическое УРУ включает вал 15, на котором закреплен упорный подшипник 16, расположенный в поршне 17, смонтированном в закрепленном на фундаменте гидроцилиндре 18, и гидромультипликатор. Гидромультипликатор состоит из корпуса 19, в котором, установлен шток 20 с основными 21 и 22 и дополнительным 23 поршнями. Поршни и шток уплотнены кольцами 24-27. Корпус,

5 шток и поршни образуют основную 28 и дополнительную 29 полости низкого давления, полость 30 высокого давления и две нерабочие полости 31 и 32. Полость 28 сообщена трубопроводом 33 с напорной полостью 34 за лопастями рабочего колеса, полость 29-

0 трубопроводом 35 и отверстием 11 с полостью 14 внутри-ступицы рабочего колеса, полость 30 - трубопроводом 36-с полостью 37 гидроцилиндра механического УРУ. Полости 31 и 32 сообщены отверстиями 38 и 39 с окружающей средой.

5 ДДК работает следующим образом.

При работе приводного двигателя 1 вода, засасывается в водовод 3, ускоряется рабочим колесом 5 и после спрямляющего аппарата 7 выбрасывается за корму судна. - При этом на валу 4 создается упор, величина которого пропорциональна произведению давления воды за лопастями рабочего колеса (в полости 34) на площадь диска рабочего колеса (круг диаметром, равным диаметру рабочего колеса). Часть упора

5 снижается гидравлическим УРУ, состоящим из лабиринтного уплотнения 12 и отверстий 13. Часть воды, попадающая через лабиринтное уплотнение в полость 14 внутри ступицы рабочего колеса, сбрасывается в окружающую среду после движителя через

0 отверстия 13, площадь которых выбирается такой, чтобы в полости 14 поддерживалось давление, близкое по величине к давлению воды в окружающей среде за водометным движителем. Таким образом гидравлическим УРУ осуществляется снижение упора на ве-,

5 личину, пропорциональную произведению разницы давлений воды в полостях 34 за лопастями рабочего колеса и 14 внутри ступицы рабочего колеса на площадь ступицы рабочего колеса (площадь круга диаметром, равным диаметру ступицы). Оставшаяся часть упора воспринимается главным упорным подшипником 2, при этом одновременно давление воды в полости 34, трубопроводе 33 и основной полости 28 низкого давления воздействует на основной поршень 21. Это усилие передается основным поршнем 22 гидромультипликатора на масло в полости 30 высокого давления, трубопроводе 36 и полости 37, давлением которого на поршень 17 механического УРУ осуш,естБляется нагружение упорного подшипника 16 частью упора и, следовательно, разгрузка на эту величину главного упорного подшипника 2. Плошадь поршня 17 выбирается таким образом, чтобы нагрузка на упорный подшипник 16 была равна нагрузке на главный подшипник 2 (при одинаковых подшипниках в этих узлах). В случае выбора равных подшипников нагрузка на упорные подшипники за счет выбора необходимой плошади поршня 17 осуществляется из расчета обеспечения одинаковой долговечности подшипников. При появлении во время работы движителя вибрации вследствие неравномерности потока воды могут происходить кратковременные повторяющиеся перекосы в лабиринтном уплотнении 12, в результате чего из-за увеличения протечек воды повышается давление в полости 14 внутри ступицы рабочего колеса, создавая дополнительный упор на гребном валу 4. При этом повысившееся давление воды в полости 14 воздействует через трубопровод 35 и дополнительную полость 29 гидромультипликатора на дополнительный поршень 23, далее основным поршнем 22 через полость 30 высокого давления, трубопровод 36 и полость 37 - на поршень 17 механического УРУ, дополнительно нагружая упорный подшипник 16 и тем самым снижая часть дополнительного упора с главного упорного подшипника 2. Плошадь дополнительного поршня 23 выбирается из расчета распределения дополнительного упора между упорным подшипником 16 механического УРУ и главным упорным подшипником 2 в том же соотношении, что и основной упор площадью поршня 21.. Таким образом в предлагаемом устройстве автоматически осуществляется принятое распределение нагрузки между упорным подшипником механического УРУ и главным упорным подшипником как при нормальной работе движителя, так и при нарушении работы гидравлического УРУ (даже в случае выхода последнего из строя). Техническое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным состоит в том, что в ней автоматически осуществляется необходимое распределение нагрузки (упора) между упорным подшипником механического УРУ и ГУП при всех режимах работы движителя, в то время как в известном устройстве это распределение осуществляется только в случае соблюдения идеальных условий эксплуатации движителя, практически не достижимых в реальной обстановке при работе движителя в условиях неравномерного потока воды, вибрации, попадания воздуха в -водопроточную часть и т. п. В результате этого снижается дополнительная, возникающая в реальных условиях работы, нагрузка на ГУП, вследствие чего повышается долговечность последнего и всего ДДК в целом.

ДВИГАТЕЛЬНО-ДВИЖИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС, содержащий приводной двигатель, кинематически связанный валом, проходящим через главный упорный подшипник, с водометным движителем с рабочим колесом, имеющим полую ступицу с лопастями, спрямляющий аппарат со ступицей, гидравлическое упороразгружающее устройство в виде лабиринтного уплотнения между ступицами рабочего колеса и спрямляющего аппарата и механическое упороразгружающее устройство в виде упорного подшипника, помещенного в, пдршне, установленном Б закрепленном на фунда.менте гидроцилиндре, с гидромультипликатором, имеющим полость низкого давления, сообщенную с полостью за лопастями рабочего колеса, и полость высокого давления, сообщенную с полостью гидроцилиндра, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса главного упорного подшипника, гидромультипликатор механического упороразгружающего устройства выполнен с дополнительным поршнем и дополнительной полостью низкого давления, причем последняя сообщена с полостью внутри ступицы рабочего колеса.