К.т.н. Тарабрін О.І., к.т.н. Щербак Ю.Г.

Чорноморський державний університет імені Петра Могили

ОДНОДИЗЕЛЬНА ПРОПУЛЬСИВНА УСТАНОВКА

З ГІДРО-, СТАТОДИНАМІЧНИМИ ОПОРАМИ КОЛІС ЗУБЧАСТОГО ЗАЧЕПЛЕННЯ

Авторські пропозиції [1-3 та ін.] стосуються однодизельних пропульсивних установок з передачею потужності на гребні гвинти, що перекривають один одного. Ознакою таких установок є перерозподіл навантаження між гребними гвинтами, що дозволяє зменшити їх діаметр і масу. Обертання гвинтів в одному напрямку забезпечує накладення потоків, що створюються лопаттями сусідніх гвинтів, і в результаті дозволяє підсумувати їх гідродинамічну реакцію.

Важлівим елементом таких установок є зубчасте зачеплення, що здійснює передачу руху від дизельного двигуна на гребні гвинти. Від його конструктивного виконання залежать масо-габаритні показники пропульсивної установки, її надійність та довговічність. В певній мірі цьому сприяє виконання опорних вузлів зубчастих коліс згаданого зубчастого зачеплення.

В схемних рішеннях пропульсивних установок [1-3] традиційні опори ковзання зубчастих коліс зубчастого зачеплення замінено на опори у формі роликів котушкоподібного типу із трьома поясками, які контактують з повернутими до них відповідними циліндричними ділянками зубчастих коліс, що дозволяє за значної осьової протяжності зубчастих коліс обмежити деформацію їх осей, покращити умови змащування опорних поверхонь зубчастих коліс та підвищити надійність зубчастого зачеплення і пропульсивної установки в цілому. Незважаючи на значну складність конструктивного виконання зубчастого зачеплення такої конструктивної схеми та його збільшені масо-габаритні показники, запропоноване рішення є в певній степені виправданим в умовах обмежених технологічних та виробничих можливостей щодо забезпечення точності виготовлення елементів зачеплення.

На рис.1 наведено загальний вигляд однодизельної двовальної (рис.1,а) та тривальної (рис.1,б) пропульсивної установки з гвинтами, що перекривають один одного, з авторськими пропозиціями щодо можливого виконання зубчастого зачеплення, що здійснює передачу потужності від дизельного двигуна до гребних гвинтів, зокрема опор зубчастих коліс зачеплення [4].

Подальші пояснення щодо складу пропульсивної установки та особливостей її роботи надано відносно установки, зображеної на рис. 1,а.

Пропульсивна установка складається з головного малоборотного реверсивного дизельного двигуна 1, вихідний фланець якого з’єднується з вхідним фланцем 2 зубчастого зачеплення. В свою чергу, зубчасте зачеплення містить зубчасте колесо 3 головного двигуна 1 та зубчасті колеса 4 і 5 валопроводів. Шевронні зубчасті колеса 3, 4 і 5 виконані двовінцевими, мають по три циліндричних ділянки 6 (показано тільки на колесі 4), які виконують функцію опорних поверхонь коліс і діаметр котрих однаковий з діаметром ділильних кіл вінців зубчастих коліс. Це забезпечує надійний контакт при перекатуванні згаданих коліс між собою. Передаточне відношення у зубчастому зачепленні складає 1 : 1.

Для опор кожного зубчастого колеса виконуються три ряди гідро - , статодинамічних підшипників 7, що із зазором сполучені з відповідними циліндричними ділянками 6 коліс 3, 4 і 5. Підшипники 7 сформовані з відповідними вкладишами 8, які закріплені у корпусі 9 та у кришці 10 зубчастого зачеплення і мають канали 11 для підведення робочого середовища у зазори неповноохоплюваних гідро-, статодинамічних підшипників.

До складу пропульсивної установки також входять два головних упорних підшипника 12, дейдвудні пристрої 13 та гребні гвинти 14, що встановлені на гребних валах 15.

Рис. 1. Однодизельна пропульсивна установка з гідро -, статодинамічними опорами коліс зубчастого зачеплення: а) – двовальна установка; б) – тривальна установка

При роботі головного двигуна 1 обертання вала двигуна передається через зубчасте зачеплення, що створене контактами зубчастого колеса 3 головного двигуна 1 та зубчастими колесами 4 і 5, на гребні вали 15 та гребні гвинти 14. При цьому у зубчастому зачепленні забезпечується надійний контакт завдяки тому, що опорні поверхні 6 зубчастих коліс 3, 4, 5, котрі взаємодіють перекатуванням між собою і виконані діаметром, рівним діаметру ділильних кіл згаданих коліс, забезпечують як утримаючі, так і стягуючі зусилля у зубчастому зачепленні та обмежують згинальні деформації зубчастих коліс 3, 4 і 5. Навантаження, що виникають при роботі двигуна сприймаються неповноохоплюваними гідро- , статодинамічними підшипниками, несуча здатність яких забезпечується подачею робочого середовища у робочі зазори між вкладишами 7 та опорними поверхнями 6 зубчастих коліс 3, 4, 5.

Гідродинамічна реакція, що виникає на гребних гвинтах 14, сприймається головними упорними підшипниками 12. Дейдвудні пристрої 13 забезпечують сприйняття радіальних навантажень з боку гребних валів 13, а також дозволяють запобігти проникненню забортної води в корпус.

Запропоновані заходи спрощують конструктивне виконання зубчастого зачеплення, що здійснює передачу потужності від головного двигуна до гребних гвинтів пропульсивної установки, та покращують його масо-габаритні показники та установки в цілому.

Література:

1. Деклараційний патент на корисну модель № 11344(UА). Однодизельна двовальна пропульсивна установка з гвинтами, що перекривають один одного / О.І. Тарабрін, О.К. Чередніченко, Ю.Г. Щербак. − № u 200506329; Заявл. 25.06.2005; надрук. 25.12.2005. Бюл. № 12.

2. Деклараційний патент на корисну модель № 12107 (UA). Однодизельна тривальна пропульсивна установка з гвинтами, що перекривають один одного / О.І. Тарабрін, О.К. Чередніченко, Ю.Г. Щербак. − № u 200507709; Заявл. 02.08.2005; надрук. 16.01.2006. Бюл. № 1.

3. Патент на корисну модель № 49493 (UA). Однодизельна пропульсивна установка з одноступеневою передачею потужності на гребні гвинти, що перекривають один одного / О.І. Тарабрін, Ю.Г. Щербак. − № u 200912918; Заявл. 14.12.2009. 26.04.2010. Бюл. № 8.

4. Патент на корисну модель № 53246 (UA). Однодизельна пропульсивна установка з гвинтами, що перекривають один одного / О.І.Тарабрін, Ю.Г.Щербак. − № u 201005092; Заявл. 27.04.2010; надрук. 27.09.2010. Бюл. № 18.