Гребной винт МИИВТа Советский патент 1984 года по МПК B63H1/14 

Изобретение относится к судостроению, а именно к гребным винтам, применяемым в движительном комплексе судов речного и морского флота, и предназначается преимущественно для использования на судах, работающих в водных бассейнах и акваториях, насыщенных механическими примесями и взвесями (песок и пр.), на мелководных путях, а также в условиях зимней навигации с большим содержанием в воде частиц льда (шуги) различной величины фракций. По основному авт. св. № 975498 известен гребной винт, содержащий ступицу с лопастями, выполненными в виде дисков, имеющих оси вращения, при этом ступица снабжена стойками, одни концы которых закреплены на ступице, а в других размещены указанные оси вращения, проходящие через центры тяжести дисков перпендикулярно к их поверхности 1. Однако высота стоек должна быть больше или равной половине диаметра лопасти. При вращении винта стойки воспринимают действие центростремительных сил от веса лопастей и стоек и давление на лопасти набегающего потока среды (усилие упора лопасти). В стойках возникают растягивающие и значительные изгибные напряжения. Точка приложения равнодействующей силы к стойкам находится на оси вращения лопастей, плечо изгиба стоек имеет величину, примерно равную или больше радиуса дисковой лопасти. Известно, что центростремительная сила Р равна произведению массы ш на квадрат угловой скорости си, на радиус расположения центра масс R, т. е. P . При возрастании числа оборотов и размеров винта в первой степени действующие на стойки силы возрастают в квадрате. Это ведет к значительному увеличению размеров поперечного сечения стоек, что увеличивает гидродинамические потери винта (снижает КПД). Кроме того, вращению лопастей вокруг собственной оси, способствующему повышению стойкости лопастей, противодействует момент трения в подшипнике. Для повышения числа оборотов лопасти вокруг своей оси желательно увеличение вращающего момента. Целью изобретения является повышение КПД гребного винта и надежности крепления лопастей. Указанная цель достигается тем, что в гребном винте в ступице выполнены щелевидные пазы, вдоль каждой стороны которых установлены соответствующие стоики с зазором между ними для крепления дисковых лопастей, гфичем каждая лопасть частично ВХОДИ ь соответствующий щелевидный паз. г-ри этом профиль продольного сечения каждого щелевидного паза сопряжен с зазором с входящей в паз частью профиля продольного сечения соответствующей лопасти. На фиг. 1 изображен гребной винт, фронтальная проекция; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. i. Гребной винт имеет ступицу 1 с отверстием 2 для установки на гребной вал. В ступице 1 выполнены пазы 3 под углом Y к оси вращения вала (Y- шаровой угол винта). Пазы 3 охватывают часть 4 дисковых лопастей 5. Число пазов 3 в ступице 1 равно числу лопастей 5. На ступице 1 установлены своей боковой поверхностью вдоль пазов и соединены с ней стойки 6. Лопасти 5 установлены на осях 7, закрепленных в стойках 6. Последние могут быть выполнены заодно со ступицей или крепиться к ней, например, сваркой. Высота стоек в таком гребном винте уменьшается на глубину паза и существенно меньше радиуса лопасти примерно вдвое. Это позволяет снизить плечо силы, создающей изгибающий момент, действующий на стойки, и тем самым уменьшить размер поперечного сечения стоек. Вследствие этого снижается величина сопротивления вращению вала, повышается КПД винта. Поперечное сечение лопастей и стоек выполнено сегментным (фиг. 4), что способствует лучшему обтеканию их рабочей средой, увеличивает величину давлениясреды на нагнетающей части лопастей истоек. Это ведет к росту величины упоравинта и его КПД. Работает устройство следующим образом. При вращении гребного винта и набегании водного потока на лопасти 5 они под действием вращающего момента, создаваемого потоком, начинают вращаться. Поскольку нижние части 4 лопастей 5 защип 1,ены пазами 3 ступицы 1 от действия набегающего потока, то на верхнюю часть 8 лопастей сила давления потока значительно больше, чем на нижнюю, считая относительно окружности 9 расположения центров тяжести и осей вращения лопастей. Использование изобретения приводит к повышению вращающего момента на лопастях, увеличению числа оборотов их относительно потока и, в конечном счете, к снижению сопротивления трения воды о лопасти, повышает эрозионную стойкость лопасти и надежность гребного винта, а также позволяет повысить КПД.

1. Гребной винт по авт. св. № 975498, отличающийся тем, что. с целью повышения КПД гребного винта и надежности крепления лопастей, в ступице выполнены щелевидные пазы, вдоль каждой стороны которых установлены соответствующие стойки с зазором между ними для крепления дисковых лопастей, причем каждая лопасть частично входит в соответствующий щелевидный паз. 2. Винт по п. 1, отличающийся тем, что профиль продольного сечения каждого щелевидного паза сопряжен зазором с входящей в паз частью профиля продольного сечения соответствующей лопасти. г (Л о: 00 00 8