судовой движительно-рулевой комплекс

Формула изобретения

Судовой движительно-рулевой комплекс, содержащий трубу, жестко связанную с корпусом судна, и установленный в трубе поворотно-выдвижной пропульсивный блок с гребным винтом, отличающийся тем, что гребной винт выполнен разъемным из двух частей, каждая из которых включает часть ступицы с отверстием в ней под гребной вал и не менее одной лопасти винта, при этом со стороны нагнетательной поверхности лопастей, соосно гребному валу, установлена муфта, снабженная приводом ее перемещения вдоль оси вала и устройством для сцепки ее со смежной частью ступицы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым движительно-рулевым комплексам.

Известен движительно-рулевой комплекс, пропульсивный блок которого размещен в цилиндрической шахте, выполненной в корпусе судна. В рабочем положении блок устанавливается в шахте таким образом, что винт находится ниже днища судна; при этом шахта сверху закрыта крышкой, через которую проходят элементы блока. Для осмотра и ремонта блок поднимается из воды в шахту или извлекается из шахты полностью с помощью подъемного устройства (см. RU, патент N 3807347, B 63 H 5/12, 1974 г.).

Размер проходного сечения шахты лимитируется размером винта в проекции на это сечение, т.е. диаметр шахты зависит от диаметра винта, количества лопастей и их положения по отношению к просвету шахты. (Здесь и далее рассматривается винт, у которого при работе все лопасти имеют одну плоскость действия - "плоскость действия винта". Не являются предметом рассмотрения "парные" винты, т. е. два соосных винта противоположного вращения и винты "тандем", т. е. винты, вращающиеся в одну сторону и расположенные последовательно друг за другом).

Диаметр винта является величиной фиксированной (расчетной). Положение лопастей по отношению к просвету шахты можно изменить поворотом вала (винта) перед началом перемещения блока через шахту. При этом очевидно, что наибольший эффект по уменьшению размера винта в проекции на проходное сечение шахты можно достичь при двухлопастном винте.

Конструктивным решением по уменьшению габаритов винта является съем одной или более лопастей с последующей их установкой на штатные места на ступице винта, т. е. использование винта со съемными лопастями. Например, предложен винт со съемными лопастями (а. с. 242697, класс B 63 H 1/20), каждая из которых крепится в гнезде ступицы методом прессовой посадки.

Однако здесь следует отметить следующее. С конструктивной точки зрения в качестве прототипа (конструкции, которая преобразуется) предлагаемого технического решения логично рассматривать цельнолитый гребной винт. Такой винт, в соответствии с целью представленного ниже технического решения, предлагается выполнять из двух цельнолитых частей, причем каждая из них включает ступицу и лопасть (лопасти).

Наиболее близким к заявленному техническому решению является движительно-рулевой комплекс, содержащий трубу, жестко связанную с корпусом судна, и установленный в трубе поворотно-выдвижной пропульсивный блок, включающий цельнолитый винт и двигатель его привода (см. RU, заявка 98122689/28, 7 B 63 H 5/125, 1998 г.). Использование в составе пропульсивного блока цельнолитого винта приводит к завышенным значениям габаритов (а как следствие - и массы) трубы блока. Это обусловлено тем, что максимальная величина проходного сечения трубы лимитируется габаритами винта, которые по прототипу остаются неизменными.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в уменьшении массо-габаритных показателей движительно-рулевого комплекса с поворотно-выдвижным пропульсивным блоком.

Поставленная задача достигается тем, что у судового движительно-рулевого комплекса (ДРК), состоящего из трубы, жестко связанной с корпусом судна, и установленного в трубе поворотно-выдвижного пропульсивного блока с гребным винтом, согласно изобретению гребной винт выполнен разъемным из двух частей, каждая из которых включает часть ступицы с отверстием в ней под гребной вал, и не менее одной лопасти винта. Кроме того, со стороны нагнетательной поверхности лопастей винта, соосно гребному валу, установлена муфта, снабженная приводом ее перемещения вдоль оси вала и устройством для сцепки муфты со смежной частью ступицы.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 изображен продольный разрез кормовой оконечности судна, в диаметральной плоскости которого размещен ДРК, при этом труба комплекса показана в разрезе, а поворотно-выдвижной пропульсивный блок - не в разрезе (дан его внешний вид). На фиг. 1 обозначено: О.П. - основная плоскость судна.

На фиг. 2 движительно-рулевой комплекс представлен изолированно от судна, с обрывом по трубе.

На фиг. 3 показан разрез A-A фиг. 2, на котором винт условно не разрезан, т.е. показан вид винта сверху с обрывом по лопастям.

На фиг. 4 дан разрез, показанный на фиг. 3, но при этом одна из частей винта смещена вдоль оси гребного вала относительно другой (несдвижной) части винта. На фиг. 3 и фиг. 4 обозначено: ПВ - плоскость действия винта.

На фиг. 5 представлен разрез C-C фиг. 4, а на фиг. 6 дан разрез D-D фиг. 4.

На фиг. 7 движительно-рулевой комплекс представлен изолированно, при этом одна часть винта повернута относительно другой, а пропульсивный блок расположен в трубе.

ДРК судна 1 включает две основные части: поворотно-выдвижной пропульсивный блок 2 и трубу 3 (фиг. 1). Пропульсивный блок 2 содержит жесткую капсулу 4, в которой находится двигатель 5, и диск 6, который является основанием капсулы 4 и посредством кронштейнов 7 удерживает гребной винт 8.

Пропульсивный блок 2 удерживается в трубе 3 с помощью опор 9, относительно которых блок 2 при работе ДРК может перемещаться вокруг оси трубы 3. Опоры 9 шарнирно закреплены на стенке трубы 3. Блок 2 связан с приводом его поворота вокруг оси трубы 3, привод условно не показан. Для подъема блока 2 в трубу 3 или извлечения его из трубы 3 через его верхнее отверстие (для ремонта или осмотра ДРК) служит трос 10.

Гребной винт 8 (например, четырехлопастный) выполнен из 2-х частей (фиг. 2, 3, 4, 7). Каждая из частей винта 8 включает две лопасти, жестко связанные с частью ступицы 11, у которой имеется отверстие для ее крепления на гребном валу 12.

На фиг. 2 и 3 части винта 8 объединены, - винт 8 показан в рабочем состоянии, в этом случае оси всех лопастей лежат в одной плоскости - плоскости действия винта (ПВ).

На фиг. 4 и 7 части винта 8 разъединены, винт 8 находится в нерабочем состоянии.

Сопряжение частей ступицы 11 может быть выполнено как показано на фиг. 4, 5 и 6. При этом располагающийся под корнем лопасти выступ ступицы сопрягается с соответствующей выемкой, выполненной в другой части ступицы 11. На конце выступа ступицы 11 выполнен буртик 13, который при сопряжении частей ступицы 11 входит в канавку 14 (фиг. 4, 5, 6).

ДРК содержит муфту 15, которая охватывает цилиндрическую (горизонтальную) часть кронштейна 7 (фиг. 3, 4) и сопряжена с гребным валом 12 посредством подшипника скольжения 16 (например, типа дейдвудного подшипника). Муфта 15 соединена с гидроцилиндрами 17 посредством штоков 18. Гидроцилиндры 17 закреплены на внутренней поверхности кронштейна 7.

Муфта 15 снабжена устройством для сцепки ее со смежной частью ступицы 11. Это устройство включает стержень 19, один конец которого соединен с механизмом 20, обеспечивающим, в частности, поступательное перемещение стержня 19 по отверстию в муфте 15 и отверстию в ступице 11 (фиг. 4). Механизм 20 обеспечивает также приведение зацепов ("усов") на свободном конце стержня 19 в рабочее положение (фиг. 4), когда к ступице 11 необходимо приложить сдвиговое усилие по оси вала 12, и в нерабочее положение, когда стержень 19 необходимо извлечь из ступицы 11.

На гребном валу 12, на участке установки сдвижной части ступицы 11, выполнены радиальные отверстия 21 (фиг. 4), которые через канал 22 (фиг. 5, 6), проходящий по оси вала 12, соединены с источником жидкости с повышенным давлением 23 (фиг. 4).

Вращение гребного вала 12 обеспечивается двигателем 5, а также может быть осуществлено с помощью ручного привода 24 (фиг. 7).

Рассмотрим конструктивное состояние ДРК в процессе его эксплуатации, а также при перемещении пропульсивного блока 2 в трубе 3 с целью осмотра или ремонта ДРК.

В процессе эксплуатации судна 1 ДРК имеет вид, представленный на фиг. 1, 2, 3; при этом оси всех лопастей винта 8 располагаются в плоскости его действия. Две части ступицы 11 образуют хорошо обтекаемый массив, имеющий вид цельнолитой ступицы. Вращение винта 8 происходит при вращении гребного вала 12, на котором прочно закреплены обе части ступицы 11, муфта 15 и кронштейн 7 при этом остаются неподвижными и образуют за винтом 8 хорошо обтекаемую конструкцию.

В случае ремонта или осмотра ДРК при водоизмещающем положении судна 1 гребной винт 8 в составе пропульсивного блока 2 поднимается из воды в трубу 3 или извлекается через нее. С этой целью вначале выполняются следующие операции. С помощью ручного привода 24 винт 8 поворачивается до положения, когда стержень 19 оказывается напротив отверстия в ступице 11. С использованием механизма 20 стержень 19 вводится в отверстие в ступице 11 и затем приводятся в рабочее положение зацепы на конце стержня 19 (фиг. 4).

После этого от источника 23 по каналу 22 к отверстиям 21 под повышенным давлением подается жидкость, которая распространяется по поверхности сопряжения гребного вала 12 и сдвижной части ступицы 11, тем самым нарушается прессовая посадка сдвижной части ступицы 11 на валу 12. Одновременно, посредством муфты 15 и с помощью гидроцилиндров 17 и штоков 18, сдвижная часть винта 8 смещается с конусообразного на цилиндрический участок вала 12. В новом положении сдвижная часть винта 8 имеет свободную посадку на валу 12 и удерживается муфтой 15 посредством стержней 19 (фиг. 4).

Заключительная операция по трансформированию винта 8 выполняется с помощью ручного привода 24: поворотом гребного вала на 90^o две лопасти несдвижной части винта 8 устанавливаются в вертикальное положение (фиг. 7). При таком положении лопастей винта 8 он имеет минимальные размеры в проекции на проходное сечение трубы 3.

Затем пропульсивный блок 2 поднимается в трубу 3 или, например, с помощью крана удаляется через трубу 3 с судна 1.

При необходимости установки пропульсивного блока 2 в трубе 3 на плавающем судне 1 гребному винту 8 придается вид (состояние), показанный на фиг. 7. Затем блок 2 опускается в трубу 3 и сажается на опоры 9.

Приведение винта 8 в рабочее состояние производится в следующей последовательности. С помощью ручного привода 24 (фиг. 7) несдвижная часть винта 8 (жестко сидящая на валу 12) поворачивается на 90^o. Затем с помощью муфты 15, гидроцилиндров 17 и штоков 18 сдвижная часть винта 8 смещается по валу 12 к плоскости действия винта (на штатное место). Одновременно с этим с использованием источника жидкости 23, канала 22 и отверстий 21 между валом 12 и посадочной поверхностью сдвижной части ступицы 11 создается микрослой жидкости с повышенным давлением.

После установки сдвижной части винта 8 на штатное место отключается источник повышенного давления жидкости 23, а затем устраняется сила давления на ступицу 11 со стороны муфты 15. Так обеспечивается прессовая посадка сдвижной части винта 8 на гребном валу 12 в штатном положении. После извлечения стержней 19 с помощью механизма 20 из ступицы 11 винт 8 готов к работе (фиг. 2, 3).

Управление операциями по подготовке пропульсивного блока 2 к выемке через трубу 3 и приведение блока 2 к рабочему состоянию после его установки в трубе 3 выполняется дистанционно из судна 1.

Следует отметить следующее обстоятельство, касающееся предложенного технического решения. Сдвижная часть винта 8 подводится к несдвижной части при сборке винта 8 со стороны нагнетательной поверхности лопастей винта 8. В итоге сдвижная часть упирается в несдвижную часть винта 8. В том же направлении на лопасти винта 8 действует при его работе сила реакции отбрасываемых масс воды, т.е. сила упора, развиваемая на лопастях сдвижной части винта 8, прижимает эту часть к несдвижной части винта 8. Это повышает надежность сопряжения частей винта 8 и является существенным обстоятельством данного технического решения.

В целом отмеченные особенности конструкции гребного винта 8 и других частей пропульсивного блока 2 позволяют уменьшить массо-габаритные показатели ДРК с поворотно-выдвижным пропульсивным блоком.