Винт регулируемого шага Советский патент 1992 года по МПК B63H3/08 

Фиг.1

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к гребным винтам регулируемого шага, и может быть использовано также в конструкциях воздушных винтов, турбин и компрессоров.

Известны винты регулируемого шага, содержащие ступицу, установленные в ней с возможностью поворота лопасти и механизм их поворота, включающий в себя ползун, выполненный с возможностью воз- вратно-поступательного движения вдоль оси гребного винта и сопряженный с каждой лопастью посредством пальца с сухарем и паза.

Недостатками известных конструкций являются сильное влияние сил трения в сопрягающихся на величину моментов, необходимых для поворота лопастей, и трудность обеспечения необходимого диапазона углов поворота лопастей.

Вследствие убывания плеча действия силы, поворачивающей лопасть, при движении ее к крайнему положению необходимо увеличивать силу, т.е. мощность гидропривода изменения шага. Это возможно только путем повышения давления гидравлики, габаритов и массы привода и всех сопряжен- ных с ним деталей и сопровождается увеличением действующих в кинематических парах контактных напряжений до предельных по условиям прочности материалов. Конструкции с нагрузками, близкими к предельным, недостаточно надежны, в том числе из-за опасности задиров металла в парах трения.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение массогабаритных характеристик винта регулируемого шага.

Для достижения этой цели в винте регулируемого шага, содержащем ступицу, уста- новленные в ней возможностью поворота лопасти и механизм их поворота, включающий в себя ползун, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси гребного винта и сопря- женный с каждой лопастью посредством пальца с сухарем и паза, каждый из указанных пальцев выполнен с двумя плоскими параллельными одна другой поверхностями, которыми он сопряжен с двумя ответны- ми плоскими поверхностями сухаря, а пазы выполнены на ползуне в виде круглых расточек.

На фиг. 1 изображен гребной винт регулируемого шага, разрез; на фиг. 2 - меха- низм поворота лопасти, разрез А-А на фиг, 1.

Винт регулируемого шага содержит ступицу 1, скрепленную с гребным валом 2 фланцевым соединением, лопасти 3, жестко

соединенные каждая с пальцевой шайбой 4, и ползун 5, закрепленный на штанге 6 гидравлического механизма изменения шага (не показан) и опирающийся на кормовую 7 и носовую 8 втулки ступицы. Закрепленный на пальцевой шайбе 4 палец 9 выполнен в форме параллелепипеда и гранями, параллельными друг другу и радиусу поворота лопасти, сопряжен с плоскими внутренними поверхностями сухаря 10. Последний своей внешней цилиндрической поверхностью подвижно сопряжен с круглой расточкой ползуна 5. Внутренние полости ступицы заполнены смазочной жидкостью.

При включении механизм изменения шага ползун 5 вместе со штангой 6 перемещается вдоль оси винта и, преодолевая трение в узлах сопряжения механизма поворота лопастей, воздействует поверхностями расточки на внешнюю поверхность сухаря 10 и через него - на пальцы 9, вызывая их поворот совместно с лопастями 3 относительно осей поворота последних. В процессе поворота каждый палец перемещается относительно своего сухаря параллельно его пазам. При этом происходит перераспределение площадок контакта с сухарем и увеличение плеча действия силы поворота лопасти, которое измеряется от центра площадки контакта. Величина площадки также увеличивается, что приводит к снижению контактных напряжений. Совокупное изменение силы поворота лопасти и плеча ее действия позволяет существенно увеличить момент поворота на больших углах поворота лопастей. Вместе с тем, при передаче усилия от стенок расточки ползуна к сухарю, имеющему существенно больший наружный диаметр и площадь контакта, значительно уменьшаются контактные напряжения в этой паре и действующие силы трения. В общем итоге при более равномерном распределении моментов во всем диапазоне поворотов лопастей может быть снижена на 10% необходимая мощность механизма изменения шага с соответствующим уменьшением массы и габаритов всех элементов кинематической цепи и, как следствие, ступицы винта и всего устройства в целом.

Кроме того, пальцы 9 предлагаемой конструкции имеют существенно большую прочность на излом, а круглый сухарь при одинаковых с квадратным сухарем прототипа габаритных размерах требует меньшей площади расточки в ползуне, ослабляющей его конструкцию. В итоге снижения усилий и действующих напряжений конструкция предлагаемого винта регулируемого шага обладает более высокой надежностью.

Формула изобретения Винт регулируемого шага, содержащий ступицу, лопасти, установленные в ступице с возможностью поворота, и механизм поворота лопастей, включающий в себя i ползун, установленный в ступице с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси гребного винта и связанный с каждой лопастью посредством

сухаря и пальца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения массогабаритных характеристик, каждый из указанных пальцев выполнен с двумя плоскими параллельными одна другой поверхностями, которыми он сопряжен с соответствующим сухарем, установленным в круглой расточке, выполненной в ползуне.

Использование: судостроение - конструкция судового движителя. Сущность изобретения: винт регулируемого шага содержит ступицу 1, лопасти 3, установленные в ступице с возможностью поворота, и механизм поворота, включающий ползун 5, связанный с каждой лопастью посредством сухаря 10 и пальца 9. Каждый палец выполнен с двумя плоскими параллельными друг Другу поверхностями, сопряженными с соответствующим сухарем 10. 2 ил.