Пустотелый металлический винт Советский патент 1924 года по МПК B64C11/06 

Предлагаемое изобретение касается такого рода пропеллеров, которые имеют отъемные лопасти с переставным шагом, состоящие из металлических листов, при чем стороны всасывания и давления каждой лопасти образуются из отдельных листов, края которых, будучи соединены между собою помощью спайки, сварки или склейки, образуют края лопасти. Лопасти этого типа требуют нормализации при надлежащей емпературе с целью корректирования всяких изменений в структуре, которым может подвергаться материал под влиянием обработки или от перегревания при сварке. Такая нормализация производит известное искривление поверхности давления, вследствие неодинакового расширения металла.

Предлагаемое изобретение имеет целью уничтожение этого искривления обработкою листов помощью проковки или т. под. способом, или же дальнейшим прессованием до тех пор, пока они не придут в свойственное им нормальное состояние. При этом средняя часть поверхности давления имеет двоякую кривизну, выпуклую у ведущего края и переходяп ую я вогнутость, составляющую остальную часть поверхности, при чем лопасть такой формы в этой части поверхности обладает свойствами того что известно под именем „Phillips entry. Корневой или цилиндрический конец лопасти не подвергается изменению, остальная же часть поверхности давления лопасти остается почти плоскою. Такие изменения в форме соверщаются постепенным переходом. Периметр сечений в новом устройстве не изменяется, а, так сказать, перераспределяется; таким образом, предлагаемое устройство отличается от прежнего, в котором материал, вследствие обработки, подвергается сжатию или расширению, отсутствием местных искривлений. Вместо того, чтобы при прессовании или формовании делать среднюю часть лопасти выпуклою, оказапось более выгодным придавать ей двоякую кривизну, не доводя последнюю, однако, до той степени, которая получается в готовой лопасти, после горячей обработки и переформирования. В виду того, что напряжения у вершин лопастей пропеллера меньше, чем у корневых их частей, листам придается меньшая толщина у верщины, чем у корня, при чем толщина

no длине листа изменяется, по преимуществу, сообразно изменению напряжений; наивыгоднейшая при этом форма получается криволинейным утонением листа к концу, вследствие чего лопасть получает форму, обе поверхности которой вогнуты в продольном направлении. У толстого конца листа, из которого впоследствии делается корневая часть лопасти, толщина быстро возрастает, а затем на некоторой определенной длине остается постоянною. Это особое увеличение толщины не имеет прямого отношения к напрял ениям, но дает материал, из кoтopoгo при изготовлении лопасти, могут быть устроены кольца, конусы комбинации таких частей, желобки или выступы желаемой формы и размеров, посредством отрезания ненужного излишка материала. Полученные желобки или выступы служат для укрепления лопасти в ступице против действия центробежной силы. Если бы для таких колец потребовалась более значительная толщина, чем та, которая на практике придается необработанному листу, то можно производить местную осадку материала. Для придания особой жесткости, каждый лист снабжается одним или несколькими ребрами или гребнями,, которые располагаются наиболее выгодным образом в отношении жесткости и удобства последующей обработки листов; по преимуществу, эти ребра располагаются так, что выступают внутрь лопасти, во избежание помехи движению лопасти в воздухе или в иной среде. Если при выделке из таких листов лопастей для пропеллера встретятся местные ослабления, которые нельзя предвидеть в каждом отдельном листе, то применяются упрочняющие приспособления, располагаемые, по преимуществу., с внутренней стороны. Так, например, в случае стремления корневой части лопасти к сплющиванию, можно вставлять в нее кольцо, укрепляя его любым подходящим способом. С другой стороны, можно применять более значительное, чем описано выще, число листов, при чем переменную толщину могут иметь все листы или только один или два из них, как и в случае только двух листов, устройство же может быть упрочняемо помощью описанных ниже механических приспособлений. Один или несколько таких листов могут идти на устройство стороны всасывания, а другой или другие-на устройство стороны давления лопасти (в случае применения более одного листа для устройства одной или обоих поверхностей, их можно соединять между собою по.мощью сварки, спайки или т. п. способом), при чем, помощью проковки, прессования или т. под. обработки, листам придается такая форма, что если их расположить так, чтобы их края совпадали, то получится полая коробка, имеющая на одном конце сечение принятой для лопастей пропеллеров формы; такое сечение сохраняется на большей части длины лопасти, переходя постепенно в круговое и, наконец, на другом конце лопасти коробка оканчивается цилиндрической частью. Лист, образующий поверхность давления лопасти, имеет приблизительно на половине своей длины выпуклую форму, которая, по мере приближения к тонкому концу листа, постепенно переходит в плоскую. При помощи продольных, описанных выще, ребер или гребней, располагаемых на стороне давления достигается ослабление искривлений и упрочнение лопасти. Вследствие того, что продольная профиль лопасти образуется двумя сходящимися вогнутыми линиями, которые даются описанными сечениями, часто в такой профили получается прогиб, который, под влиянием центробежной силы, стремится растянуться. Это растягивание устраняется применением упомянутых выше ребер, располагаемых вдоль центральной линии лопасти или в ином подходящем месте; в случае применения двух или более ребер, их располагают параллельно и, при желании, придают им утоняющуюся форму. Упрочнение, достигаемое применением этих ребер, может быть увеличено прибавлением распорок располагаемых между двумя листами, при чем этим распоркам может быть придаваема способность сопротивляться сжатию, чем устраняется сплющивание лопасти. Распорки могут иметь произвольную форму, например, форму открытой на концах коробки, две противоположные стороны которой прилегают к двум поверхностям лопасти и укрепляются к ним при помощи заклепок или посредством припайки, приваривания или т. п. способом, остающиеся же части коробки простираются между двумя поверхностями; можно устраивать распорки из заклепок, проходящих через обе поверхности лопасти и окруженных трубками, не проходящими, однако, через листы; трубки и заклепки вместе с щайбами противодействуют как сжимающим, так и растягивающим усилиям. Простейщая распорка состоит из винта, проходящего через одну поверхность лопасти и ввинченного в другую ее поверхность; такие распорки располагаются, по преимуществу, в местах нахождения ребер, т. е. где имеется добавочное утолщение, способствующее прочности удержания. В корневом конце добавочную прочность можно получить вставлением упрочняющего кольца или применением наружной муфты, которая соединяется, по преимуществу, с упомянутыми выше кольцами или желобками. Нет надобности, чтобы листы, из которых устраиваются поверхности лопасти, оставались непрерывными на протяжении всей щирины последней; лопасть можно устраивать и из полос, идущих приблизительно по направлению ее длины.

Изобретение поясняется на фиг. I-X11I, а видоизменение на фиг. XIV и XV. Фиг. I изображает боковой вид пластинчатой лопасти предлагаемого винта; фиг. И-вид под прямым углом к фиг. I; фиг. III-IV и V-разрезы, соответственно, по линиям 3-5, 4-4 и о- 5 на фиг. I, если смотреть по направлению стрелки, но в большем масштабе, чем на фиг. I; фиг. VI-увеличенный разрез по линии 6-6 на фиг. I, поясняющий форму распорки между сторонами лопасти; фиг. VII--разрез по линии 7-7 на фиг. I, поясняющий видоизмененное устройство распорки; фиг. VIII-разрез по линии 8-8 на фиг. VII; фиг. IX-вид, подобный фиг. I, .юпасти устроенной из листов, утоняющихся к концу; фиг. X-вертикальный разрез корневой части лопасти, показанной на фиг. П; фиг. XI-продольный, подобный фиг. X, разрез несколько видоизмененного устройства; фиг. XII-

продольный разрез одного из съуживающихся к концу листов перед формованием одной половины лопасти; фиг. Х1П-разрез по линии 13-13 на фиг. XII; фиг. XIV и XV-разрезы по 3-3 и 4-4 на фиг. I.

Полая лопасть а винта, сделанная из листового металла, укрепленная отъемным образом в (непоказанной на чертеже) ступице, в которой ее можно переставлять сообразно шагу винта, и состоящая из двух половин, которые образуют, соответственно, поверхности давления и всасывания Ь, с; эти поверхности составляются из отдельных листов, края которых, будучи соединены между собою помощью сваривания или иным способом, образуют края лопасти. Для достижения повсюду одинаковой прочности лопасти, ее половины получают меньшую толщину в вершине, чем у корня. В устройствах, показанных на фиг. I-VIII, лопасть, в добавок к листам, образующим поверхности Ь и с, снабжается еще рядом внутренних листов d различной длины, между тем, как в устройстве, показанном на фиг. IX, лопасть состоит только из двух утоняющихся к концу листов криволинейной формы, образующих соответственно две поверхности 6, с; в том и другом устройстве поверхности лопастей имеют вогнутую форму на некоторой части своей длины. Фиг. ХП изображает один из листов перед формованием, каковой лист имеет утолщенную часть с у корня для устройства шейки / (фиг. X или XI, на которых линии, проведенные смешанным пунктиром, обозначают цилиндрическую форму корневой части до устройства шейки). Если требуется особая значительная толщина у основания корневой части, напр., как обозначено через у (фиг. XII), то это может устроено помощью осаживания. В устройствах показанных на фиг. I - VIII, некоторые листы могут быть из числа утоняющихся к концу. Продольные ребра Л (фиг, I-IX, XII и ХШ) на стороне давления лопастей, способствуют уменьшению искривлений при спайке и нормализации и простираются внутрь настолько, что не мешают движению лопасти в воздухе или в другой среде. Они же придают лопасти жесткость

и могут быть располагаемы и на стороне всасывания.

Нормализация причиняет известное искривление поверхности давления, вследствие неодинаковости расширения металла,, и это искривление можно, как уже было указано, исправить проковкою, отбиванием или прессованием до тех пор, пока листы не примут свое естественное состояние. Это состояние выражается в следующем: в корневой части или у цилиндрического конца лопатка остается неизмененною, средняя часть поверхности давления имеет двоякую кривизну с выпуклостью у ведущего края приблизительно на /5 ее ширины, переходящую затем в вогнутое сечение на остальной части щирины (фиг. IV); лопасть такой формы обладает свойствами того, что известно под именем „Phillips entry ; остальная часть поверхности давления лопасти остается приблизительно плоскою, как видно из сечения на фиг. Ill, при чем переход этих сечений, одно в другое, заканчивается формою, показанною на фиг. V. Ребра /г сообщают лопасти также и жесткость, препятствуют ее стремлению к выпрямлению в средней части, под действием центробежной силы, и могут быть дополняе.мы распорками j (фиг. I, VI и IX), принимающими на себя сжимающие усилия, которые могли бы вызвать сплющивание поверхности лопасти. Каждая из этих распорок состоит из заклепки К, проходящей через обе поверхности лопасти с надетою на нее трубкою /, при чем между головками заклепки и наружными поверхностями лопасти, а также между внутренними поверхностями последней и концами трубки помещаются шайбы т, л.

Вместо описанного устройства, можно применять распорку, показанную на фиг. VII и VIII, в применении к лопастям винта, показанным на фиг. I, II и IX; такие распорки располагаются в трех местах и состоят, каждая, из открытой на концах коробки «, две противоположные стороны которой прилегают к листам, образующим поверхности I), с лопьсти, и укреплены к ним заклепками «; можно производить это укрепление и помощью припайки или приваривания.

При устройстве винтов оказалось, согласно данным автора, что во время процессов приваривания и нормализации происходят искривления металла, устранение которых для получения надлежащих форм крайне затруднительно. В английском патенте № 167120 того же автора описан способ устранения этих затруднений, состоящий в устройстве разреза на переднем или задне.м листе лопасти, или же в каждом листе таковой, при чем в некоторых случаях эти разрезы прикрываются одною или несколькими металлическими полосками. При этом металл лопастей может свободно расширяться и сжиматься при производстве упомянутых операций, благодаря чему не получается больших искривлений, или же их легко устранить. Этот способ, согласно данным автора, страдает некоторыми неудобствами при производстве.

Предлагается, поэтому, видоизменение металлического винта, состоящее в том, что вместо продольных ребер h- передние или задние, или же оба листа лопасти (фиг. XIV, XV) снабжаются одним или несколькими продольными морщинами или желобками /zj, которые получаются прокаткою или прессованием и имеют двоякое назначение: упрочнить лопасть и уменьшить упомянутые искривления, при чем последние могут быть удовлетворительным образом выправлены, благодаря избытку металла, образуемого этими морщинами.

ПРЕДМЕТ ЦАТЕНТА.

1. Пустотелый металлический винт, характеризующийся прилгенением пустотелых металлических лопастей (фиг. .1), состоящих из двух или нескольких спаянных или сваренных между собою листов (фиг. ХП и XIII) по линии двоякой кривизны а (фиг. II) и усиленных добавочными листами d (фиг. I, III, IV, V) и выступающими внутрь лопастей продольными ребрами // (фиг. I, И1 и IV), при чем для устранения прогиба листов применены цилиндрические / (фиг. I и VI) или коробчатые распорки ;« (фиг. I и VIII).

2. Видоизменение описанного в п. 1 металлического винта, отличающееся тем, что вместо продольных ребер h-

передние или задние, или же оба листа лопасти (фиг. , XV), снабжены продольными желобками //,.