Гребной винт со съемными лопастями Советский патент 1977 года по МПК B63H1/20 

1

Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным винтам со съемными лопастями.

Известен гребной винт со съемными лопастями, скрепленными с гребным валом посредством гайки, упругих элементов и шлицев, выполненных на ножках лопастей и гребном налу 1.

Однако такая конструкция не позволяет избежать первых форм колебаний и имеет плохие вибрационные характеристики, что приводит к уменьшению срока службы винта.

Цель изобретения заключается в улучшении вибрационных характеристик, увеличении долговечности и мощности колебаний гребного винта.

Для этого упругие элементы выполнены в виде колец со шлицами и ребрами и установлены на шлицах гребного вала между лопастями, а ребра упругих элементов размеш,ены между контактирующими поверхностями шлицев гребного вала и ножек лопастей.

Кроме того, гребной винт снабжен упругими прокладками, размещенными торцами лопастей и гайкой, а ножки одной из лопастей охватывают ножки остальных лопастей.

На фиг. 1 изобралсен предлагаемый винт, общий вид; на фиг. 2 - соединение гребного

винта с гребным валом, разрез; на фиг. 3 - упругий элемент.

Винт содержит три лопасти 1, 2 и 3 (число лопастей может быть и большим), между ножками которых размещены упругие элементы 4. Лопасти 1,2 и 3 гребного винта насаживаются на гребной вал 5, снабженный шлицами 6 так, чтобы шлицы вала вместе с радиальными ребрами 7 упругих элементов 4 заходили

в пазы 8 ножек лопастей 1, 2 и 3. Соединение затянуто гайкой 9, сжимающей упругую прокладку 10 (отличающуюся от унругих элементов 4 отсутствием радиальных ребер 7). Гребной винт снабжен обтекаемым 11.

Упругие элементы 4 состоят из колец 12 (например, из дюралюминия) с назами 13, в которые входят шлицы 6, нарезанные на конце гребного вала 5, и радиальных ребер 7, расположенных вдоль пазов 13 перпендикулярно

к плоскости кольца 12.

Сборку соединения производят следующим образом.

Перед сборкой в каждую ножку лопастей 1, 2 и 3 вставляют упругие элементы 4. Затем

на гребной вал 5 насаживают одну нолику лопасти 1 (с упругим элементом); далее ноликами лопасти 1 заводят нолики лопасти 2 и гребной вал 5 продвигают в осевом направлении на толщину одной ножки лопасти 2.

После этого между ножками лопасти 2 заводят ножку лопасти 3 и гребной вал 5 продвигают в осевом паправлении так, чтобы коиец его с резьбой под гайку 9, пройдя сквозь все лопастей 1, 2 и 3, оказался в положении, при котором можно надеть на него упругую прокладку 10 и гайку 9. После этого гайку 9 затягивают н па винт надевают обтекаемый кожух 11. Разборка производится в обратном порядке.

Преимущества разборного винта заключаются в том, что один мощный вибратор, каким является винт, разбивается на несколько менее мощных вибраторов но числу лопастей. Каждая лопасть имеет различную массу и собственную частоту колебаний из-за отличающихся друг от друга ножек лопастей н жесткостей упругих элементов. Разная жесткость упругих элементов быть достигнута путем изготовления их из различных материалов.

Предлагаемый винт может иметь такие вибрационные характеристики, при которых не возбуждаются первые наиболее опасные формы колебаний в поперечном, продольном и поворотном движении лопастей, а резонансные обороты для каждой лопасти будут различны, что важно для многорежимных судов, где прохождение неизбежного резонанса будет связано с колебаниями только одной лопасти, а не всего винта в целом, причем другие свободные от резонанса лопасти будут играть роль демпфера, что значительно расширит область требуемых характеристик по демпфирующей способности и жесткости винта. Это объясняется тем, что у двух лопастей упрзгие шарниры разнесены на различные расстояния, а у третьей они совмещены, т. е. по конструкции они приближаются к случаям отсутствия жесткости в лопасти 3 и наличия жесткостей в лопастях 1 и 2 в продольном направлении.

Основная масса лопасти 1 (с большим расстоянием между шарнирами) опирается на гребной вал двумя упругими элементами, имеющими иаибольшую жесткость, а масса лопасти 2 (с меньшим расстоянием между шарнирами) соединена с гребиым валом двумя уиругими элементами, имеющими меныиую жесткость в сравнение с лопастью 1, попавшей в резонанс от продольных сил. Тогда лопасть 2 будет играть роль демпфера. При относительно небольшой разнице в массах основной системы и демпфера частота собственных колебаНИИ системы будет выше частоты собственных колебаний резонирующей массы в 1,6- 1,8 раза. Так как лопасти находятся в воде, то будут сказываться зат хание и устраняться резонансные колебания основной системы, на которую настроен демпфер, при появлении двух сглаженных резонансных пиков в зоне резонанса. Наличие третьей лопасти 3 (демпфера) еще больше сгладит зже три резонансных пика. Аналогичная картина будет наблюдаться при поперечных и крутильных колебаниях лопастей.

Упругие элементы, установленные между ножками лопастей воспринимают осевые усилия, действующие со стороны винта, разгружают главный упорный подшипник от динамических усилий и уменьшают его износ. При этом упругие элементы выполняют роль горизонтальных и вертикальных шарниров при отсутствии тяжелой и сложной втулки.

В случае повреждения лопасти с одной ножкой ее можно снять для ремонта без разбора остальных, сдвинув их только в осевом направлении. Аналогично можно снять вторую и третью лопасти, что упрощает монтаж и демонтаж винта.

Формула изобретения

1.Гребной винт со съемными лопастями, скрепленными с гребным валом посредством гайки, упругих элементов и шлицев, выполненных на ножках лопастей и гребном валу, о т личающийся тем, что, с целью улучшения вибрационных характеристик, увеличения долговечности и уменьшения мощности колебаний гребного винта, упругие элементы выполнены в виде колец со шлицами и ребрами и установлены на шлицах гребного вала между лопастями, а ребра упругих элементов размешены между контактирующими поверхностями П1лицев гребного вала н ножек лопастей.

2.Винт по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он сиабжен упругими прокладками; разме ценными между торцами лопастей и гайкой.

3.Винт но п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что ножки одной из лопастей охватывают остальных лопастей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3302725, кл. 416-43, опзблик. 1967.

,f

Ю

/J