Установка для исследования гидродинамических характеристик модели судового подруливающего устройства Советский патент 1985 года по МПК B63B9/00 G01M10/00 

1 . 1 Изобретение относится к судо стгроению, в частности к области экспериментальной техники. Известна установка для исследов,ания гидродинамических характеристи модели судового подруливающего устройства, содержащая отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамометром, рабочий орган, установленный в трубе на подвижном в осевом направлении валу, кинематически связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа D . . .Недостатками этой установки является то, что расположение рабочего органа, жестко не связанного с трубо не позволяет проводить исследования по определению влияния свободной поверхности и .нестационарного изменени заглубления кромки канала, так как возникающие при такого роДа испытаниях пульсаций ж щкости приводят к колебаниям отсека за счет включенног в подвеску упругого элемента, что, в свою очередь, молсет привести к ударам лопасти рабочего органа о трубу подруливающего устройства. Дан ная конструкция приводит к асимметри на оба борта гидродинамических харак теристик подруливающего устройства вследствие значительных габаритов винтового динамометра и кожуха, в ко тором он расположен, что приводит к значительным сложностям при изучеНИИ гидродинамических характеристик на режимах реверса. Кроме т.рго наблюдается нарушение геометрического подобия по сравнению с натурой, Сече ние канала загромаждеио валом. Такая компановка создает сложности при изу чении геометрических особенностей ка нала подруливающего устройства и, кроме того, не позволяетпрЪводить испытания по изучению влияния защит ных решеток, которые по известным данным могут снизить эффективность подруливающего устройства до 7%. При измеренин упора: в измеряемую величи ну входит сила, развивающаяся на обтекателе со стороны не загроможденного валом входа, которая может изза большого диаметра ступицы достигать 30%.. . Цель изобретения - повьпнение функ циональных возможностей установки, точности экспериментальных исследований. 72 Указанная цель достигается тем, что в установке для исследования гидродинамических характеристик модели судового подруливающего устройства, содержаш,ей отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамометром, рабочий орган, установлённьй в трубе на подвижном в осевом направлении в.алу, кинематически связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа, электродвигатель и устройства для измерения- упора, момента и частоты вращения рабочего органа смонтированы внутри отсека, труба снабжена жестко закрепленной гондолой с установленной в ней центрирующей опорой и дополнительным неподвшкным в осевом направлении и кинематически связанным с электродвигателем-валом, сопряженным в центрирующей опоре с вышеуказанным подвижным валом, причем на сопрягаемом торце неподвижного в осевом направлении вала выполнен паз, а на указанном валу выполнены соответствующие этому пазу зубья с установленными между ними на осях роликами, соприкасающимися с боковыми стенками вышеупомянутого паза.i На фиг. 1 схематически изображена установка для определения гидро м динамических характеристик подруливающего устройства типа винт в тру фиг. 2 - соединение сопрягаемых частей вала в центрирующей опоре; на фиг. 3 - разрез А-А фиг,2. Установка для определения гидродинамических характеристик модели подруливающего устройства содержит отсек 1 с трубой 2 с установленным на ней подруливающим устройством, состоящим из рабочего органа 3, закрепленного на валу 4, гондолы 5, закрепленной на трубе 2. Вал 4 сопряжен в центрирующей опоре 6 с валом 7, На конце вала 4 выполнены зубья 8 с установленными между ними роликами 9, при этом окончания концов вала 4 и вала 7 сопряжены с внутренней поверхностью центрирующей опоры. Предложенное конструктивное исполнение вала 4 обеспечивает минимальные потери на трение в центрирующей опоре 6 при его осевом пер-емещении и, кроме того, позволяет повысить точность центровки валов и сниз-ить систeмaти ecкyю погрешность при измерении упора. Динамометр 10 связан с 3 валом 4 и закреплен в гондоле 5. Вал 7 кинематически связан с электр двигателем 11, установленным в подшипниковых опорах 12, что обеспечивает свободную подвеску двигателя. К статору электродвигателя 11 подсоединен динамометр 13, выполненный, в виде тензобалки и закрепленньй на стенке отсека 1. Подвеска-14 отсека состоит из штанги 15, установленной в направляющих 16 с подшипниками качения, и микрометрического винта 17. На отсеке 1 установлен динамометр 18, связанный со штангой 15 подвески 14, В отсеке I может быть установлена трубка Пито 19 с координатником 20 для измерения поля скоростей и устройство 21 для измерения частоты вращения рабочего органа. Трубу 2 можно выпол нить из прозрачного материала, в частности из оргстекла для визуализации потока.Кроме того, на трубе 2 могут быть предусмотрены посадочные кольца для установки съемных насадок 22 с галтелями различных радиусов и защитных решеток для иссле дования влияния радиуса закругления входа и выхода канала и влияния защитных решеток на гидродинамические характеристики подруливающего устро ства. Установка по определению гидроди намических характеристик работает следующим образом. Электродвигатель 1I приводит во вращение рабочий орган 3, при этом происходит взаимодействие рабочего органа 3 с жидкостью и, в связи с этим, возникают силы на подруливающем устройстве и на корпусе отсека Появляющийся упор на рабочем орга74не 3 перемещает его вместе с валом 4 в осевом направлении, при этом ролики 9 перемещаются по стенкам паэа вала 7, и закрепленный на валу 4 динамометр 0 отклоняется. Получаемый при этом сигнал передается на регистрирующую аппаратуру. С рабочего органа 3 крутящий момент передается на ротор электродвигателя 11 и, соответственно, на его статор, который, в свою очередь, связан с динамометром 13. При наличии крутящего момента сигнал от динамометра передается на. регистрирующую аппаратуру. При протекании жидкости через канал Подруливающего устройства на стенках.отсека I появляется перепад давлений, реализующийся в силу, которая складьшаясь с упором рабочего органа 3 дает эффективную тягу, через динамометр 18 преобразующуюся в сигнал, которыйпередается на регистрирующую аппаратуру., Использование экспериментальной установки позволяет проводить исследования по определению влияния свободной поверхности на гидродинамичес-: кие характеристики под рулив акице го устройства, серийные испытания по определению гидродинамического сопротивления защитных решеток, исследования реверсивных характеристик подруливающего устройства и повьвпает точность экспериментальных исследований за . счет соблюдения геометрического подобия подруливающего устройства. Крометого, исключается сила, развивающаяся на вращающемся обтекателе со стороны входа и которая может дости- . гаться кз-за большого диаметра ступицы 30% от измеряемого упора.

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДЮдаНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ СУДОВОГО ПОДРУЛИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащая отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамометром, рабочий орган, установленШ11Й в трубе на подвижном в осевом направлении валу, кинематически {Связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа, отличающаяс я тем, что, с целью повышения функциональных йозможностей установки, точности экспериментальных исследований, электродвигатель и устройства для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа смонтированы внутри отсека, труба снабжена жестко закрепленной гондолой с установленной в ней центрирующей опорой и дополнительным неподвижным в осевом направлении и кинематически связанным с электродвигателем валом, сопряженным в центрирующей опоре с вьшеуказанным подвижным валом, причем на сопрягаемом торца неподвижного в осевом направлении вала выполнен паз, а на указанном валу вшюлнены соответствующие этому пазу зубья с установленными между ними на осях роликами, соприкасающимися с боковыми стенками вышеупомянутого паза. 00 Ч