Установка для исследования гидродинамических характеристик модели судового подруливающего устройства

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский ордена Ленинакораблестроительный институт(54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ СУДОВОГО ПОДРУЛИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащая отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамо- метром, рабочий орган, установленный в трубе на подвижном в осевом направлении валу, кинематически 1. связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рауц 3 "3 Г. 9 ОС, С 01 М 10/00 а. аРт бочего органа, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышенияфункциональных возможностей установки, точности экспериментальныхисследований, электродвигатель иустройства для измерения упра, момента и частоты вращения рабочегооргана смонтированы внутри отсека,труба снабжена жестко закрепленнойгондолой с установленной в ней центрирующей опорой и дополнительнымнеподвижным в осевом направлении икинематически связанным с электродвигателем валом, сопряженным вцентрирующей опоре с вышеуказаннымподвижным валом, причем на сопрягаемом торце неподвижного в осевомнаправлении вала выполнен паз, а науказанном валу вьаюлнены соответствующие этому пазу зубья с установленными между ними на осях роликами,соприкасающимися с боковыми стенка"ми вьппеупомянутого паза.1 11641Изобретение относится к судост-. роению, в частности к области экспериментальной техники.Известна установка для исследования гидродинамических характеристик 5 модели судового подруливающего устройства, содержащая отсек с трубой, закрепленный на подвеске с динамо- метром, рабочий орган, установленный в трубе на подвижном в осевом нап" равлении валу, кинематически связанном с валом электродвигателя и с устройствами для измерения упора, момента и частоты вращения рабочего органа 1.1 1.. Недостатками этой установки является то что расположение рабочего оргайа, жестко не связанного с трубой, не позволяет проводить исследования по определению влияния свободной поверхности и .нестационарного изменения заглубления кромки канала, так как возникающие при такого рода испытаниях пульсации жидкости приводят к колебаниям отсека за счет включенного в подвеску упругого элемента, что,в свою очередь, может привести к ударам лопасти рабочего органа о трубу подруливающего устройства. Данная конструкция приводит к асимметрии на оба борта гидродинамическнх харак 30 теристик подруливающего устройства вследствие значительных габаритов винтового динамометра и кожуха, в котором он расположен, что приводит к значительным сложностям при изуче нии гидродинамических характеристик на режимах реверсаКроме того наблюдается нарушение геометрического подобия по сравнению с натурой, Сечение канала загромаждено валом, Такая ф компановка создает сложности при изучении геометрических особенностей канала подруливающего устройства и, кроме того, не позволяет проводить испытания по изучению влияния защитных решеток, которые по известным данным могут снизить эффективность подруливающего устройства до 7%, При . измерении упора в измеряемую величину входит сила, развивающаяся на обтекателе со стороны не загроможденного валом входа, которая может изза большого диаметра ступицы дости-, гать 30Цель изобретения - повышение функ циональных возможностей установки, точности экспериментальных исследований. 37 гУказанная цель достигается тем, что в установке для исследования гидродинамических характеристик модели судового подруливающего устройства, содержащей 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, электродвигатель и устройства для измерения упора, момента и частоты вращения рабо" чего 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 вышеуказанным подвижным валом, причем на сопрягаемом торце неподвижного в осевом направлении вала выполнен паз, а на ука" занном валу выполнены соответствующие этому пазу зубья с установленными между ними на осях роликами, соприкасающимися с боковыми -стенками вышеупомянутого паза.На фиг. 1 схематически изображена установка для определения гидро- динамических характеристик подрули" вающего устройства типа "винт в тру бе";.на фиг. 2 - соединение сонрягаемых частей вала в центрирующей опоре; на фиг, 3 - разрез А"А фиг.2,Установка для определения гидродннамических 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, зак. репленной 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 б при его осевом перемещении и, кроме того, позволяет повысить точность центровки валов и снизить систематическую погрешность при измерении упора. Динамометр 10 связан свалом 4 и закреплен в гондоле 5.Вал 7 кинематически связан с электро двигателем 11, установленным в подшипниковых опорах 12, что обеспечивает свободную подвеску двигателя.К статору электродвигателя 1 подсоединен динамометр 3, выполненный, в виде тензобалки и закрепленный на стенке отсека 1, Подвеска 14 отсека состоит иэ штанги 15, уста новленной в направляющих 1 б с подшипниками качения, и микрометрического винта 17. На отсеке 1 установлен динамометр 8, связанный соштангой 15 подвески 14. В отсеке . 15 может быть установлена трубка Пито 19 с координатником 20 для измерения поля скоростей и устройство 21 для измерения частоты вращения ра" бочего органа. Трубу 2 можно выпол нить иэ прозрачного материала, в частности иэ оргстекла для визуализации потока. Кроме того, на трубе 2 могут быть предусмотрены посадочные кольца для установки съемных наса-. 25 док 22 с галтелями различных ра- диусов и защитных решеток для исследования влияния радиуса закругления входа и выхода канала и влияния защитных решеток на гидродинамические характеристики подруливающего устройства.Установка по определению гидродинамических характеристик работает следующим образом.Электродвигатель 11 приводит воЗЮ 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 1. Появляющийся упор на рабочем орга не 3 перемещает его вместе с валом 4в осевом направлении, при этом ролики 9 перемещаются по стенкам пазавала 7, и закрепленный на валу 4 динамометр 10 отклоняется. Получаемыйпри этом сигнал передается на регистрирующую аппаратуру, С рабочего органа 3 крутящий момент передается наротор электродвигателя 11 и, соответственно, на его статор, который, всвою очередь, связан с динамометром13. При наличии крутящего моментасигнал от динамометра передается нарегистрирующую аппаратуру. При протекании жидкости через канал йодруливающего устройства на стенках. отсека1 появляется перепад давлений, реализующийся в силу, которая складываясьс упором рабочего органа 3 дает эффективную тягу, через динамометр 1 опреобразующуюся в сигнал, которыйпередается на регистрирующую аппаратуру. Использование экспериментальной установки позволяет проводить исследования по определению влияния свободной поверхности на гидродинамичес-:. кие характеристики подруливающего устройства, серийные испытания по определению гидродинамического сопротивления защитных решеток, исследования реверсивных характеристик подруливающего устройства и повышает точность экспериментальных исследований за счет соблюдения геометрического подобия подруливающего устройства. Кроме . того, исключается скпа, развивающаяся на вращающемся обтекателе со стороны входа и которая может дости" . гаться иэ"за большого диаметра ступицы ЗОЯ от измеряемого упора.1164137 Составитель С. Втулкин.ктор Ю. Петрушко ТехредЛ.Коцюбняк КорректорЕ и филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнан, 4 Заказ 4145/17 ВНИИПИ по.д 113035, сударственно ам изобретен осква, Ж; Подписноекоьщтета СССРи открытийушская наб.,д.4/5