Устройство для изменения величины и направления тяги судового движителя

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Сфветскик Социаднстическия Ресттублик(51) М,22) Заявлено 170979 (21) 2819120/27-1с присоединением заявки Йо В 63 Н 1/04 дарственный комитетСССРделам изобретенийи открытий 3) Приори етовано 1 Ы 1,81, Бюллетень К 9 Опублик Дата опу(71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ТЯГИ СУДОВОГО ДВИЖИТЕЛЯ-повышение надежност Изобретение относится к судостроению и касается конструирования устройств для изменения величины и направления тяги судового движителя.Известно устройство для изменения величины и направления тяги судового движителя, содержащее корпус, одетый на приводной вал, несущий датчики угла поворота и поступательного пере мещения лопастей, комли которых взаимосвязаны между собой и снабжены подшипниками, расположенными в отверстии вала, в которые вставлен с возможностью поворота рычаг иэ комлей лопастей, при этом центр тяжести и центр площади каждой лопасти смещены от продольной оси рычага, а на корпусе установлен регулятор положения лопастей в виде полого ци" линдра с фланцем и ребрами на наружной.цилиндрической поверхности, а также фигурной кромкой для взаимодействия с ребрами комлей лопастей 1).Недостатки такого устройства заключаются в низком диапазоне регулирования величины тяги движителя и низкой надежности в работе.Цель изобретения - расширение диапазона оегулирования величины тяги движителя и ив работе,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено силовойпередачей, содержащей взаимодействующие друг с другом роторные шестерни, первая из которых выполнена свнутренними нлицами, в которых установлены ребра наружной цилиндрической поверхности упомянутого регулятора с возможностью осевого перемещения, а в центре второй шестерниустановлен вал с концевой шестернейдатчика угла поворота лопастей, ко 15 торый снабжен скользящим контактом,потенциометром и магнитоэлектрическим логометром, электрически связанными между собой, а также шестерней с движком, кинематически свя 20 занной со второй роторной шестернейи несущей на себе скользящий контакт, при этом нижняя часть регулятора связана с датчиком поступательного перемещения лопастей,25 кроме того, датчик поступательногодвижения лопастей может быть выполнен с подпружиненным стаканом, полымцилиндром с потенциометром, стержнеми.магнитоэлектрическим логометром,30 при этом стакан связан со стержнем, 880880взаимодействующим с торцом регулято- ра., а последний. упомянутый потенциометр электрически связан с магнитоэлектрическим логометром этого.датчика.Под полым цилиндром регулятора внутри корпуса может быть образована камера, сообщенная с источником рабочего тела для упомянутой силовой передачи.Отношение числа зубьев упомянутой шестерни датчики угла поворота лопастей к числу зубьев упомянутой концевой шестерни целесообразно выбирать равным отношению числа зубьев первой роторной шестерни к числу зубьев второй роторной шестерниНа фиг. 1 изображен движитель; на фиг. 2 - движитель с разрезами; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - развертка наружной цилиндрической стенки регулятора с профилированным фланцем и схема изменения углов наклона лопастей; на фиг 5 датчик измерения вращения регулятора с разрезами; на фиг. б - разрез Б-Б на фиг, 5; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 8 - датчик измерения поступательно-возвратного движения регулятора с разрезами; на Фиг. 9 - разрез Г-Г на фиг. 8; на Фиг.10 - электрокинематическая схема датчика и указателя вращения регулятора; на фиг. 11 - электрокинематическая схема датчика и указателя поступательно-возвратного движения регулятора,Движитель содержит шарнирно сочлененный с валом 1 рычаг, выполненный из двух сочлененных комлей 2 и 3 лопастей 4, один из которых - комель 2 вставлен в отверстие, выполненное в торце комля 3, а лопасти 4 зафиксированы в единый жесткий узел посредством подшипников в виде шариков 5, расположенных в беговых дорожках б на комлях 2 и 3 на внутренней поверхности отверстия д вала 1. Центр тяжести и центр площади каждой лопасти смещены от продольной оси рычага, а на корпусе 7 движителя установлен регулятор 8 положения лопастей 4, который ккнематически связан с силовой передачей и датчиками угла поворота к поступательного перемещения лопастей 4. Отверстие е в торце вала. 1 к пазы 9 и 10 на комлях 2 и 3 совместно с пазом 11 на внутренней поверхности отверстия д вала 1 служатдля подачи шариков 5 в беговые дорожки б на наружной поверхности. комлей 2 к 3 к на внутренней поверхности отверстия д вала 1. Винт-ограничитель: 12 частично входит в паэ ж на комле 3 и закрывает отверстие вала 1.Регулятор 8 положения лопастей 4 выполнен в виде полого цилиндра, ко торый имеет Фланец с фигурной кром 60 65 Датчик поступательного перемещения лопастей 4 состоит из потенциометра 47, контакта 48 со щетками 49, установленного на кромке стакана 50, коммутирующего контакта 51 и контактов 52 и 53 сигнального устройства,кой и возможностью скольжения по нейребер 13 комлей 2 и 3, а на наружной цилиндрической поверхности около основания - ребра 14, которые расположены в шлицах центрального отверстия роторной шестерни 15 силовой передачи, где регулятор 8 имеет возможность совершать поступательно-возвратное движение вдоль оси вала 1 в пределах смещения ребер 14 относительно стенки корпуса 16 и основания 17 силовой передачи. Роторная шестерня 18 последнего, находящаяся в зацеплении с шестерней 15 жестко соединена с валом 19, Каналы 20 и 21 служат для подачи рабочего тела в камеры силовой передачи, а.канал 22 - для подачи рабочего тела в камеру, образованную основанием регулятора 8, основанием 17, цилиндрической поверхностью корпуса 7 движителя и внутренней поверх ностью центрального отверстия з шестерни 15. Силовая передача закреплена на корпусе 7 движителя болтами 23,датчик угла поворота и поступательного перемещения лопастей сос тоит из шестерни 24, находящейся взацеплении с шестерней 25, которая расположена в конце вала 19, потенциометра 26, движка 27 и контактов 28-30. Движок. 27, жестко соединенный с шестерней 24, имеет три контакта, где один контакт 31, выполняющий роль оси шестерни 24, расположен в стакане неподвижного коммутирующего контакта 28 и создает скользящий контакт, второй контакт 32 с обмоткой потенциометра 26 образует скользящий контакт, а третий контакт 33 с неподвижными контактами 29 и 30 сети сигнального устройства создают разрывные контакты. В 40 торец оси шестерни 24, установленной на шариках 34, упирается пружина 35, которая прижимает контакты 32 и 33 к контактам 29 и 30 и обмотке потенциометра 26, Подшипник 36 4 насажен на вал 19, и расположен вкорпусе 37 датчика. Потенциометр 26, контакты 28-30 жестко соединенй с основанием 38 датчика. Контакт 28 соединен приводом 39 с источником тока,контакты 29 и 30 соединены проводами 40 и 41 с сигнальным устройством - лампами 42 и 43, а потенциометр 26 соединен проводами 44 и 45 с магнитоэлектрическим логометром 46, Отношение числа зубьев шестерни 24 к числу зубьев шестерни 25 равно отношению числа зубьев шестерни 15к числу зубьев шестерни 18. Корпус 37, основание 38 и шестерня 24 выполнены из электроиэоляционных материалов,расположенных на внутренней поверхности полого цилиндра 54, где последний соединен с основанием 55 датчика, пружины 56, установленной междуоснованием стакана 50 и основанием55 датчика, и стержня 57, проходящегочерез отверстие корпуса 58 и отверстие и в корпусе 7 движителя и соприкасающегося одним торцом с основаниемрегулятора 8,а вторым торцом - с дномстакана 50. Контакт 48 с контактом о51 и обмоткой потенциометра 47 образуют скользящий контакт, а с контактом 51 и контактами 52 и 53 сигнального устройства создают разрывные контакты. Контакт 51 соединен спроводом 59 источника тока, контакты52 и 53 - с проводами 60 и 61 сигнализации, имеющей лампы 62 и 63, апотенциометр 47 соединен проводами64 и 65 с магнитоэлектрическим логометром 66.Движитель собирается из укрупненных узлов: регулятора, лопастей свалом и датчиков.Сборка регулятора начинается сустановки шестерни 15 с регулятором 258 и шестерни 18 с валом 19 в корпус16, который соединяют с основанием 17,а последний закреплен болтами 23 накорпусе 7 движителя.Соединение лопастей 4 с валом 1 3 Оосуществляется установкой комлей 2 и3 в отверстие д вала 1, где комль 2частично помещен в торцовое отверстиекомля 3Заталкивают шарики 5 в беговые дорожки б через отверстие е и . З 5пазы 9-11, закрывают винтом-ограничителем 12 отверстие е и соединяют вал1 с валом двигателя.Датчики угла поворота и поступательного перемещения лопастей собираются отдельно и устанавливаютсяв цилиндрических отверстиях Корпуса 7 движителя,Во время вращения вала 1 движителя ребра 13 комлей 2 и 3 поочереднонабегают на фигурную кромку регулятора 8 и изменяют углы наклона лопастей 4, а последние создают тягу иподъемную силу. Изменение направления тяги достигается вращением регулятора 8 вокруг вала 1, где под 50воздействием давления рабочей среды(воздуха, жидкости) на профилированные зубья шестерен 15 и 18, последниевращаются совместно с регулятором 8и валом 16. Рабочая среда подается и 55выходит через каналы 20 и 21, Переключая краном направление подачисРеды в рабочие камеры, изменяют направление вращения шестерен 15 и 18и регулятора 8, при этом направлениетяги изменяется в соответствии с углом поворота регулятора 8 вокругвала 1.Выдвижение регулятора 8 достига- . ется подачей рабочей среды через 65канал 22 в центральное отверстие з шестерни 15. В этом случае увеличивается разница между максимальными и минимальными углами наклона лопастей за один оборот вала 1, что спо,собствует увеличению тяги с одновременным уменьшением подъемной силы. Углубление регулятора 8 внутрь корпуса 7 осуществляется выходом рабочей среды из центрального отверстия шестерни 15 через канал 22. При этом уменьшается разница между максимальными и минимальными углами наклона лопастей 4 за один оборот вала 1, что приводит к уменьшению тяги с одновременным увеличением подъемной силы. В момент максимального углубления регулятора 8 в корпус 7, ребра 13 комлей 2 и 3 не соприкасаются с фланцем регулятора 8, поэтому лопасти 4 автоматически устанавливаются на равные углы наклона за счет одностороннего смещения центра их площадей относительно оси рычага и создают только подъемную силу.Датчик поступательного перемеще" ния лопастей необходимо отрегулировать с учетом установки стрелки логометра 46 на деление 0 при совпадении направления тяги с направлением движения судна, когда по катушкам логометра 46 должны протекать равные токи, а контакт 33 должен замыкать Контакт 30 и включать лампу 42 сигнального устройства. Вращая регулятор 8 с шестернями 15 и 16, приводят во вращение шестерню .24 с движком 27, где контакт 32, скользя по обмотке потенциометра 26, ,изменяет величины токов в катушках логометра 46, а в последнем откло,нение стрелки указывает направление тяги. Стрелка логометра 46 устанавливается на делении 10 ф и при изменении направления тяги движителя на 180 О . При этом контакт 32 замыкает два конца обмотки потенциометра 26 и создает равные токи в катушках логометра 46, а контакт 33 замыкает контакт 29 и включает лампу 43 сигнального устройства.Данные об углах наклона лопастей 4 показывает стрелка логометра 66, где стержень 57 вместе со стаканом 50 совершают синхронное движение вслед за регулятором 8, а в это время контакт 48 со щетками 49 скользят по контакту 51 и обмотке потенциометра 47 и изменяют величины токов в катушках логометра 66. На шкале делений логометра 66 нанесены деления с числами от нуля до определенной величины которые указывают величину изменейия углов наклона лопастей 4 за один оборот вала 1. При максимальном выдвижении регулятора 8 из корпуса 7 стрелка логометра 66 показывает, что углы наклона лопастей 4 изменяются на максималь-.15 20 ную величину за один оборот вала 1,создавая наибольшую тягу и наименьшую подъемную силу при заданных оборотах вала 1. В этом случае стрелкалогометра 66 отклоняется на максимальную величину, а контакт 48со щетками 49 замыкает контакт52 и включает лампу 62 сигнальногоустройства. Во .время максимальногоуглубления регулятора 8 внутрь корпуса 7, ребра 13 комлей 2 и 3 несоприкасаются с направляющей поверхностью фланца регулятора 8, а контакт 48 со щетками 49 замыкают контакт 53 и включают лампу 63 сигнального устройства, при этом стрелкалогометра 66 устанавливается на делении 101, указывая, что лопасти4 при вращении вала 1 имеют равныеуглы наклона и создают толькоподъемную силу,В предлагаемом устройстве изме"нение направления тяги осуществляется в секторе 360 фс возможностью увеЪличения и уменьшения сил тяги иподъема. 25Датчики измерения направления и величины тяги способствуют увеличению технико-зкономической эффективности движителей за счет получения данных о направлении тяги и установ- Зр ления заданных сил тяги и подъема. Формула изобретения1, Устройство для изменения величины и направления тяги судового дви,жителя, содержащее корпус, одетый на приводной вал, несущий датчики угла поворота и поступательного пере мещения лопастей, комли которых взаимосвязаны между собой и снабжены подшипниками, расположенными в отверстии вала; в которые вставлен с возможностью поворота рычаг из ком лей лопастей, при этом центр тяжести и центр площади каждой лопасти смещены от продольной оси рычага, а на корпусе установлен регулятор положения лопастей в виде полого ци О линдра с фланцем и ребрами на наружной цилиндрической поверхности, а также фигурной кромкой для взаимодействия с ребрами комлей лопастей,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения диапазона регулирования величины тяги движителя иповышения надежности в работе, оноснабжено силовой передачей,. содержащей взаимодействующие друг с другом роторные шестерни, первая из которых выполнена с внутренними шлицами, в которых установлены ребра наружной цилиндрической поверхностиупомянутого регулятора с возможностьюосевого перемещения, а в центре второй шестерни установлен вал с концевой шестерней датчика угла повороталопастей, который снабжен скользящим контактом, потенциометром и магнитоэлектрическим логометром, электрически связанными между собой, атакже шестерней с движком, кинематически связанной со второй роторнойшестерней и несущей на себе скользящий контакт, при этом нижняя частьрегулятора связана с датчиком поступательного перемещения лопастей.2. Устройство по и, 1, о т л и-.ч а ю щ е е с я тем, что датчикпоступательного перемещения лопастейвыполнен сподпружиненным стаканом,полым цилиндром с потенциометром,стержнем и магнитоэлектрическим логометром, при этом стакан связан состержнем, взаимодействующим с торцомрегулятора, а последний упомянутыйпотенциометр электрически связан смагнитоэлектрическим логометром этого датчика.3. Устройство по п. 1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что под полымцилиндром регулятора внутри корпусаобразована камера, сообщенная с источником рабочего тела для упомянутой силовой передачи.4. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отношениечисла зубьев упомянутой шестернидатчика угла поворота лопастей кчислу зубьев упомянутой концевойшестерни равно отношению числа зубьевпервой роторной шестерни к числузубьев второй роторной шестерни.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 608702, кл. В 63 Н 1/04, 1978.И Составитель Б, ДаньшинТехред Ж.Кастелевич Корректор М. Пож Редактор И. Кас Заказ 9837/30 иал ПППфПатент 1, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Уираж 492 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушомиотая одписноеета СССРытийаб д. 4