Гребное колесо для судов

И Н гребного колеса дл В вторскому свидет ному 11 декабрявыдаче авторского св льству 932 го етельств пр публ около центра 9, который располагается ниже центра вала 10, или на одном с ним уровне. Эксцентрик 8 снабжается думя неподвижно с ним связанными и смещенными около центра 9, примерно на 90, коленами 1. Каждое из последних снабжено в точке 12 шарниром и при наличии шатунов 3 имеющих длину, равную эксцентриситету 10 - 9, приводится с помощью означенных шатунов во вращение от основной несущей конструкции гребного колеса. Поводки 6 - 7 - 8 имеют в точках 7 шарниры, к которымприсоединяются тяги 7, другим концом шарнирносвязаниые с частями 4 плиц, ближними к центру вала 10,Нт фиг, 1 стрелка 15 обозначает направление хода судна вперед, а стрелка 16 - направление вращения колес; при показанном на данном чертеже размене ии шарниров плица получает как бы свойство гибкости и обращена при входе выпуклостью вперед,. а при выходе - выпуклостьюназад. При таком устройстве колеса, выбирая для заданных скоростей буксира и вращения колеса соответствующее соотношение размеров механизма поворота плип, можно добиться выполнения сле дующих положенийПри начале вступления плицы в воду вход делается соершенно без удара, так чтобы направление скорости входа по отношению к воде совладало с биссектором касательных к профилю плицы в ее вершине, В течение бсльшей части второй половины цикла, соответствующей выходу плицы из оды, напрагление указанного биссектора дается таким, чтобы в течение этой части цикла глица перемещалась в воде по направлению указанного биссектора. Проводя такой же биссектор касательным к вершине 4 профиля части 4 плицы, можно добиться при указанном устройстве, чтобы и лопасть плицы 4 в течение бсльшей части ыхода; особенно в течение его 87) Гребное колесо ягляется основным типом движения для речных судов. Несмотря на значительное усовершенствование гребных винтов, последние, в условиях работы речного судна, все же оказываются менее выгодными, нежели гребные колеса.В предлагаемом гребном колесе для судов с поворотными относительно свсих ссай плицами. последние выполнены полыми и состоящими из двух частей, соедикеиных шарниром и голучаюших различные углы поворота от ссобого механизма, для обеспечения входа в оду и ыхода из воды плиц под наивыгоднейшим углом.На чертеже фиг. 1 изображает сечение П ебноо колеса для судов перпендикулярно к оси его; фиг. 2 - и;.одольный разрез колеса; фиг, 3 - 6 - плицы гребного колеса; фиг. 7 - разрез по линии АВ на фиг, 6; фиг. 8 - продольный разрез гребного колеса по валу его; фиг. 9 - то же поперечный разрез; фиг. 10 в деталь; фиг. 11 - 14 - обод и спицы колеса; фиг. 15 в поперечный разрез муфты для соединения вала колеса с главной машиной или редуктором; .фиг. 16 - то же продольный разрез,В предлагаемом гребном колесе для судов, с целью обеспечения максимального коэфициеьта полезного действия колеса за счет уеличеиия до максимума сечения отбрасываемой струи, длина и ширина плиц значительно увеличена по отношению к диаметру колеса.Плицы (фиг. 1) выполняются разделенными на две части 2 и 4, Часть 2 вращается отнссительно несущей конструкции колеса около центра 5. Части 4 плицы соединяются счастями 2 шарнирно и в цроцессе работы гребного колеса поворачиваются относительно части 2. Часть 2 имеет неподвижно с ней связанное колено 5 - 6. Это колено связывается помощью поводка 6 - 7 - 8 с эксцентриком 8. Последний имеет вращение абачинского, заявлео перв.12010 б).вано 31 января 1935 годпоследней части, была повернута так, чтобы ука;анный б.:сс кгор совпадал с направлением скорости относительной к воде вершины 4 т профиля. В течение входа часть 4 плицы располагается так, чтобы в начальной части вступления ее в воду указанный биссектор по возможности располагался по направлению скорости вступления в воду центра тяжести погруженной в воду части профиля,При выполнении указанных положений предполагается свесги до минимума потери вследствие ударов и подъема воды за колесом и получить наивысшее значение коэфициента полезного действия, Помимо того, при даняом устройстве величины усилий, действующих на шарниры, получают наименьшее значение и соответственно сокращаются расходы по ремонту механизма поворота лопастей. При большом диаметрз эксцентрика по центрам шарниров и при большой длине колен 5 - 6 эти педостатки особенно усиливаются. В предлагаемом устройстве они избегнуты, так как при приводе эксц:нтрика шатунами его вращение получается вполне равномерным. Для того, чтобы удовлетворить вышеуказанным условиям режима движения лопастей в воде, а также для того чгоуы получигь малые усилия в шарнирах, надо дзицу колен 5 - 8 увеличивать, делать большое соотношение эксцентриситета (расстояние от точки 10 до 9) к длине колена (расстояние от точки 5 до 6). Это сопряжено с увеличением диаметра эксцентрика; чтобы свести до минимума потери трения эксцентрика, последний может оыть установлен на трех бегунках 17, окружность катания которых показана на фиг. 1 пунктиром. На внутренней стороне эксцентрик 8 снабжается бандажем, котооый представляет собой кольцевой рельс, катящийся по бегункам (один из этих бегунков 17 показан у левого эксцентрика на фиг, 2). Вышеуказанное устройство может быть выполнено как в колесах, имеющих по длине колеса один ряд плиц, так и в колесах, имеющих два ряда их (фиг. 2),Для упрощения чертежа поводок 8 - 6, колено 1 эксцентрика и шатун 3 показаны только на одном эксцентрике. Другой эксцентрик получает при двух рядах плиц по длине колеса совершенно аналогичный вышеописанному и действующий независимо от первого привод эксцентрика и поворот лопастей,Основной особенностью конструкции плиц, помимо разделения их по ширине на две части, является устройство их в виде полых профилей, выполняемых посредством сварки. При этом профиле получается большой момент сопротивления как изгибу, так и кручению при сравнительно малой затоате материала, Обыкновенные желобчатые плицы из листового железа плохо работают на кручение; поэтому обычно применяются так называемые валики, которые не только утяжеляют конструкцию, по и ухудшают гидро- механические качества движителя, так как при опускании плиц в воду и при их выходе из воды на сопротивление валиков затрачивается значи тельная мощность. Кроме того, полому. профилю плицы может быть придано наиболее выгодное со стороны гидромеханических требований сечение профиля. острое снизу и постояннорасгпиряющееся кверху. Примерная конструкция такой плицы пред ставлена детально на фиг. 3 - 5, Так как особенно большая прочность требуется от наружной кромки 18 лопастей, то последняя усиляется вваркой полосового железа, Для укрепления пальцев 19 (фиг, 6) шарнира 5 к тыловой стороне части 2 лопасти привариваются планки 20, заменяющие собой обычные бабки, Эги планки, в месте посадки пальцев 19, усиливаются наваркой накладок 2. Нижняя часть 2 лопастей, непосредственно воспринимающая всякие удары, выполняется особо прочяой. Верхняя часть 4 может быть весьма легкой, так как она значительно меньшз подвергается ударам и, в п,оцессе нормальной работы, нагружается давлением воды в значительно меньшей степени, чем часть 2, В том случае, если соединение частей 2 и 4 плиц выполняется удоборазбираемым при осенней работе буксира во льду, до выхода в осенний рейс верхние части 4 могут быть заблоговрзменно сняты, При этом коэфициент полезного действия нзсколько снижается, но благодаря большому отношению длины колена 5 - 6 к ширинз оставшейся узкой части 2 лопасти, вероятность повреждений сравнительно с обычзой конструкцией, значигельно сокращается, Верхняя часть 4 плицы тоже выполняется сваркой пустотелого профиля, Эта часть, в зависимости от условий плавания оуксира, может быть двух вариантов: или эта часть делается цзлой такой же длины, как и часть 2; при атом в сисгеме обода-спиц расстояние от вершин многоугольника центров полос обода 22 - 22 до шарниров 5 должно быть увеличено против показанного на фиг. 1, чтобы дать возможность поворачиваться частям 4. Или же часть 4 плиц выполняется с подразделением на части (фиг. 6). В последнем случае система обода-спиц может быть значительно облегчена. Так как при этом непосредственный поворот с помощью тяг 7 получает лишь одна из частей этой разделенной лопасти, то для передачи крутящего момента служат скобы 23, одновременно являющиеся шарнирами, при помощи которых осуществляется взаимное фиксирование частей 2 и 4 лопасти, К часги 2 лопасти привариваются сегменты 24 (фиг, 5), окончательная обработка коих делается уже после сварки. Эти сегменты охватываются соответственной формы скобами 23. Крайние скобы 25 с частями 4 плиц соединяются намертво, Остальные скобы 23 с частями 4 плиц соединяются подвижно благодаря тому, что скобы 23 имеют швеллерные профили (фиг, 7), в промежуток между полками которых части 4 плицы могут свободно задвигаться, переме;цаясь поступательно по направлению длины лопасти.Скобы 23 могут вращаться на цилиндрической цапфе, образуемой сегментами 24, но в то же время могут свободно сдвигаться поступательно, перемещаясь по длине указанной цапфы. Последнее дает большое удобство для разборки скобы 23, для чего она должна предварительно сдвигаться на ширину сегмента 24, после чего может быть свободно снята. Самостоятельный сдвиг частей 4 лопастей по длине вала в процессе работы обеспечивается крайними скобами 25, связанными с частями 2 плиц дополнительно при помощи стопоров 26 (фиг. 4), могущих быть выполненными в виде шпил:к,ввер.аугых в часть 2 плицы. Гайка против самоогвинчивания столоригся винтом; лри отвертывании этой гайки получается возможность отъема всей части 4 плицы,Вал гребного колеса, в виду большой длины его, изготовляется в виде полой сварной трубы (фиг, 8). В ллэскостях средних рядов спиц трубчатое сечение может быть усилено прнваокой .внутри колец 27 (фиг. 2). Цапфы вала выполняются из более плотного металла в виде отливок или путем сварки. При этом бортовая цапфа 28 скреплена со стальной трубчатой частью вала намертво. Цапфа 29, со стороны обноса, иа фиг.2 показана отъемной, соединяющейся со стальной трубчатой частью вала лри помощи шпилек, ввернутих в кольцо 30, соединенное со стальной трубчатой частью вала намертво. Этим самым обеспечивается возможность доступа внутрь вала лри его изготовлении. Применение вала трубчатого сечения дает зыачигельную экономию ме. тал а и веса колес сравнительно с обычным у стройсгвом последних. Кроме того, изготовление такого вала в трубчатой его части вполне доступно мало оборудованным мастерским и исключает необходимость постановки дорогостоя щих и тяжелых латроновобычной конструкции колеса. При этом наибольшее облегчение конструкции кол са иолучается при конфигурации системы спиц обода, показанной на фиг. 1.Особенностью данного устройства является раоота спиц только на сжатие при движении судна вперед и на растяжение - лри ходгназад. Э го достигается, с одной стороны, тангенциальным к окружности 31 - 31 внутренних центров шарниров спиц, а не радиальным, как обычно, расположением спиц, с другой стороны, - тем, что соединениг спиц 31 - 32 с ободом и с взлом осуществляется лри помощи шарниров. Ьлагодаря последнему спицы не передают изгибающих моментов и могут быть выполнены весьма легкими. Наибольшее облегчение спиц может быть получено лри выполнении их из тоуб, как показано более детально на фиг. 11 - 14, На данном чертеже представлена конструкция шарнира спицы, соединяющая последнюю с валом, в двух вариантах: с помощью шаровой цапфы и с помощью вилки. Соединение послгдних с трубчатой частью спицы осуществляется лри помощи приварки к последней втулки ЗЗ, с которой детали предварительно свинчиваются при помощи нарезанной части их хвоста. Регулировка длины спиц может происходить путем выдвигания или вдвигания втулки 33 из трубы до сварки. В зависимости от условий .монтажа н эксплоатации упоры 34, к которым присоединяются шарниры спиц, могут быть связаны с валом не намертво, а сделаны передвижными, с регулировкой при помощи клиньев, как это показано на фиг. 11 - 14.Обод (фиг, 1) может быть выполнен луггм приварки головок Зо к многоугольнику 22 - 22, сваренному из лолосовой стали. Последние могут быть либо стального литья, либо сварные.В последнем случае они выр заются газовой ргзкой из листового ж леза, причем утолщения и частях шарниров 5 получаются наваркой круглых отрезков, С внутренней стороны к многоугольнику 22 - 22 привариваются упоры шарниров 32 спиц. Таким абразом, стыки многоугольника обода компенсируются, с одной стороны, головками 36, а с другрй - упорами шарниров 32 спиц. Годовки 36, работающие на изгиб, передают в соединении с многоугольником 22 - 22 изгибающий момент весьма длинными стыками, ч"м и обеспечивается достаточная надежность этого соединения. Для удобства монтажа и ремонтов, обод раздела:тся минимум на две части. Стыки свертываются на планках болтазш. 1 рл таком устройстве обода и спиц, усилия, действующие на ту или иную головку, передаются сразу, непосредственно, без всяких промежуточных болтов, на весь обод, а с последнего - на вал всей системой спиц, Для обеспечения сопротивляемости колеса усилиям, случайно д йствующим вдоль пдиц, один из средних ободьев, помимо спиц 31 - 32, соединяется с валом системой распорок 38 - 39 (фиг. 2). Означенные упоры располагаются в параллельных оси вада плоскостях, проведенных чергз спицы. Соединение концов этих упоров с галом и с ободом может бить обеспечено шарнирами аналогичной с показанной на фиг, 11 конструкции, шарниров 31 спиц. При разделении часгей 2 плиц по длине нз две части означенными упорами 38 - 39 снабжается ближний к борту средний обод (фиг. 2); лри этом положение наружного ряда частей 2 ллицфиксируется посредством серег 40. 41, соединяющих разьемно соответствующие половины частей 2 ллиц.Обносный подшипник, для умгньшения трения и упрощения эксплоатации, вданномустройстве выполнен роликовым, с целью перекоса вала н незначительного осевого перемещения подшипника по длине его корпуса. Внутринге кольцо подшипника плотно насаживается на цапфу.Со стороны бор га подшипник делается раз ьемным. На фиг. а изображен специальный ддя данных условий тлл лодшилника,. помимо самоустанавливаемости, допускающий оезвредно значительную разверку валовой линии, благодаря особенной системе смазки и предохран иию от проникновения воды в подшипник. Ддя этих целей к буртам 43 вала, фиксирующим колесо в основном направлении, лрикертываются рифленые облицовки 44 и 4 б. Гребенки 46 имеют назнач нием подъем ма "ла из сточной ванны 47, куда стекает смазка при помощи не показанной на чертеже соединительной трубки, также и из ванны 48, обратно на смазку подшиплика. Ддя этой цели гребенки делаются большой плошади, что достигается их большим диаметром и глубиной зубцов гребенки, С этой гребенки смазка на переднем ходу соскабливагтся скребком 49, а с последнего, через воронкообразный сток, стекает в канал э 0, по которому подается в кана; переднего хода, При заднем ходе скребок 49 откидывается до ограничителя 51 лод действием пружиняцего рычага 52, нажимающгго на боковую плоскость гребенки ползувчика 53 (фиг,10). При заднем ходе начинаег работать симметричное устройство 54. располо кгнног на лротивололожлой стороне гребенки 46, Указанное устройство заменяет специальный смазочный насос и может дать количество смазки, обеспечивающее несо- прикосновение металла цапфы и подшипника или, по крайней мере, гяинимальный износ последних.Во избежание утечки смазки по цалфе из подшипника облицовки 44 и 45 снабжаются гре бенками 55. С последних масло всегда соскабливается скребками 56 в ванны 47 и 48; скребки сидят на пальцах 57, а нажим обеспечика тся контргрузиками 58 (фиг, 9). Во избежание порчи смазки от воды попадающая по цапфе в подшипник вода снимается совершенно аналогичными устройствами с гребенок 59 и дальше, из соответствующей ванны, стекает из подшипника самотеком.Для облегчения веса установки и парализова. ния влияния искривления валовой линии соединение вала колеса с главней машиной или с редуктором осущестгляется с помощью трубчатых валов 60 (фиг. 2) и гибких муфт (фиг. 15 и 16), специально выработанных для предлагаемого устройства гребных колес. Передача крутящего момента на передний ход осуществляется при помощи трех сухарей 61 переднего хода. Эти сухари по концам навариваются шайбами из сверхтвердого сплава и обрабатываются по сфере, описанной из одного центра. Сдним.концом эти сухари опираются в шайбы 62,помещенные во втулках 63, вставленных в гнезда цапфы 28 вала. Другим ксицом сухари 61 опираются в шайбу 64 лежащую во втулке 65, упирающейся через прокладку 66 в гайку 67, вьернутую в корпус 68, свернутый при помощи болтов с фланцем, приваренным к промежуточному трубчатому валу 60. Под действием крутящего момента положение оси промежуточного вала 60 фиксируется вполне,определенным образом, причем нагрузка на сухари распределяется по трем сухарямравномерно. Регулировкой гаек 67 можно ось вала 60 смещать и -тим центрировать валы, Прокладка 66 имеет целью смягчить улары и вибрации. При перекосе осей валов 60 и 10 сухари при ращении колсс покачиваются. При заднем ходе сухари 61 слабгут, а крутящий момент передается другими тремя анологичными суха. рами 70. Так как усилие передается шаровыми поверхностями из сверхтвердого сплава и без скольжения, то износ в данной муфте сведен до минимума.Для восприятия осевых усилий по валу 60 в цапфе 28 монтируется при помощи шарового шарнира упорная тарелка 72 (фвг.16), в которую опирается соответстг ующая плоскость корпуса 68. С главной машиной или с редуктором промежуточный вал 60 соединяется такой же муфтой.Благодаря применению самоустанавливающихся подшипников и муфт предполагается парализовать вредное глияние искривления валовой линии, обусловливающее поломки валов, вызывающие простой судов. Этимнетолькоудешевляется ремонт, ио, кроме того, обеспечивается возможность значительного облегчения и удешевления поперечных креплений буксира.Предмет изобретения.Гребное колесо для судов с поворотными относительно своих осей плицами, отличающееся тем что каждая из глиц выполнена из двух полых поворотных одна относительно другой частей 2, 4 с целью обеспечения путем их относительного поворота наивыгоднейшего угла входа в воду и выхода кз воды плиц гребного колеса