RU2304067C2

RU2304067C2 - Shipboard screw-rudder

Info

Publication number: RU2304067C2
Application number: RU2005109806/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Тишаков (RU); Сергей Николаевич Тишаков; Вадим Анатольевич Ганделев (RU); Вадим Анатольевич Ганделев; Борис Егорович Кузнецов (RU); Борис Егорович Кузнецов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Винт"
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2007-08-10
Also published as: RU2005109806A

Abstract

FIELD: shipbuilding; shipboard propellers, mainly shipboard screw-rudders.

SUBSTANCE: proposed shipboard screw-propeller includes load-bearing case extending sternward from transom with drive shaft mounted inside it and connected to shipboard engine, as well as support for propeller shaft inside which propeller shaft is mounted. Propeller is mounted at the end of propeller shaft and is connected with drive shaft by means of multi-purpose joint. Mounted on the aft end of said case and on fore end of said support diametrically opposite relative to each other are two shackles with bushes; axis of shackles of support is located at angle of 90° relative to axis of shackles of case. Located in between said case and support is ring whose outer side is provided with four pins; two pins are rotatably received by bushes of shackles of case and two other pins are received by bushes of shackles of support. Screw-rudder is also provided with flexible tube running inside said ring isolating the interior of screw-rudder. Bushes of shackles are made from material which forms friction pair together with material of pins of said ring, thus excluding use of lubricant during operation in water.

EFFECT: simplified construction of screw-rudder; enhanced reliability of sealing-up its interior.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым движителям, преимущественно к судовым движительно-рулевым комплексам.The invention relates to shipbuilding, in particular to ship propulsion, mainly to ship propulsion and steering complexes.

Известен винторулевой движитель, содержащий выносной редуктор и гребной вал со смонтированным на его заднем конце гребным винтом, причём упомянутый гребной вал соединён с валом упомянутого редуктора посредством карданного шарнира и установлен внутри кожуха, а упомянутый кожух соединён с корпусом упомянутого редуктора также посредством карданного шарнира, причём центры поворота упомянутых карданных шарниров совпадают, а упомянутый кожух вместе с упомянутым гребным валом может поворачиваться в вертикальной и горизонтальной плоскостях одновременно с помощью гидроцилиндров (Патент США №4728308, МКИ В63Н 5/12, опубл. 01.03.83).A propeller-driven propulsion device is known, comprising a remote gearbox and a propeller shaft with a propeller mounted on its rear end, said propeller shaft being connected to the gearbox shaft by a cardan joint and installed inside the casing, and said casing is also connected to the gearbox body by a cardan joint, moreover the rotation centers of said cardan joints coincide, and said casing together with said propeller shaft can rotate in a vertical and horizontal plane x simultaneously with the help of hydraulic cylinders (U.S. Patent №4728308, MKI V63N 5/12, publ. 03.01.83).

Указанный винторулевой движитель содержит два карданных шарнира, открыто установленных в забортной воде, что требует организации сложных уплотнений подшипниковых узлов упомянутых шарниров, а также вала редуктора и гребного вала.The specified propeller drive contains two cardan joints, openly installed in sea water, which requires the organization of complex seals of the bearing assemblies of the joints, as well as the gearbox and propeller shaft.

Известна забортная винторулевая колонка, содержащая несущий кожух, проходящий назад от транца, на заднем конце которого имеется сферическое гнездо, выполненное из двух колец с установленным между ними О-образным уплотнением, а внутри которого установлен ведущий вал, присоединённый к двигателю судна, а также содержащая опору гребного вала, на переднем конце которой установлен полый шар, а внутри которой установлен гребной вал со смонтированным на его заднем конце гребным винтом, причём упомянутый шар с возможностью поворота установлен в упомянутом сферическом гнезде, за счёт чего опора гребного вала и сам гребной вал могут осуществлять поворачивание в горизонтальной и вертикальной плоскостях одновременно с помощью механизма, присоединённого к опоре гребного вала, причём гребной вал связан с ведущим валом с помощью универсального соединения, центр которого совпадает с центром поворота шара (Патент США № 4544362, МКИ 4 В63Н 21/26, опубл. 01.10.85).Known outboard propeller column containing a bearing casing extending back from the transom, at the rear end of which there is a spherical socket made of two rings with an O-ring installed between them, and inside which there is a drive shaft connected to the engine of the vessel, and also containing a propeller shaft support, on the front end of which a hollow ball is installed, and inside of which a propeller shaft is mounted with a propeller mounted on its rear end, the ball being rotatably mounted in said spherical nest, due to which the propeller shaft support and the propeller shaft itself can rotate in horizontal and vertical planes simultaneously using a mechanism attached to the propeller shaft support, and the propeller shaft is connected to the drive shaft using a universal joint, the center of which coincides with the center rotation of the ball (US Patent No. 4544362, MKI 4 V63H 21/26, publ. 01.10.85).

Указанная винторулевая колонка содержит сложный в изготовлении и дорогостоящий шаровой шарнир, требующий смазки и, соответственно, организации сложного уплотнения с целью исключения утечки смазочного материала и проникновения воды внутрь колонки.The specified helical column contains a complicated to manufacture and expensive ball joint that requires lubrication and, accordingly, the organization of complex seals in order to prevent leakage of lubricant and water penetration into the column.

Задача, решаемая данным изобретением, - упрощение конструкции шарнира, соединяющего несущий кожух с опорой гребного вала, упрощение узла уплотнения внутренней полости винторулевой колонки.The problem solved by this invention is to simplify the design of the hinge connecting the bearing casing with the support of the propeller shaft, simplification of the seal assembly of the inner cavity of the steering column.

Технические результаты, получаемые при осуществлении изобретения, - упрощение конструкции винторулевой колонки, повышение надёжности уплотнения её внутренней полости, упрощение технологии изготовления её узлов и деталей, облегчение её сборки.The technical results obtained by carrying out the invention are the simplification of the design of the helical column, the increase in the reliability of compaction of its internal cavity, the simplification of the manufacturing technology of its assemblies and parts, and the facilitation of its assembly.

Для решения указанной задачи в винторулевой колонке, содержащей несущий кожух, проходящий в корму от транца, внутри которого установлен ведущий вал, присоединённый к двигателю судна, а также опору гребного вала, внутри которой установлен гребной вал со смонтированным на его кормовом конце гребным винтом, причём гребной вал связан с ведущим валом с помощью универсального соединения, на кормовом конце указанного кожуха и на носовом конце указанной опоры диаметрально противоположно друг другу установлены по две серьги с втулками, причём ось серег опоры расположена под углом 90° относительно оси серег кожуха, между указанными кожухом и опорой расположено кольцо с установленными на его внешней стороне четырьмя пальцами, два из которых с возможностью поворота входят во втулки серег кожуха, два - во втулки серег опоры, а также гибкая труба, проходящая внутри указанного кольца и изолирующая внутреннюю полость винторулевой колонки. При этом втулки упомянутых серег изготовлены из материала, образующего с материалом пальцев упомянутого кольца пары трения, не требующие смазки при работе в воде.To solve this problem, in a helical column containing a bearing casing extending aft from the transom, inside which there is a drive shaft connected to the ship's engine, as well as a propeller shaft support, inside which a propeller shaft with a propeller mounted on its aft end is installed, and the propeller shaft is connected to the drive shaft using a universal joint, two earrings with bushings are installed diametrically opposite to each other at the aft end of said casing and at the bow end of said support, and l the earrings of the support are located at an angle of 90 ° relative to the axis of the earrings of the casing, between the indicated casing and the support there is a ring with four fingers mounted on its outer side, two of which rotate into the bushings of the earrings of the casing, two of them into the bushings of the earrings of the support, and a flexible pipe passing inside the specified ring and isolating the internal cavity of the helm column. In this case, the bushings of said earrings are made of a material that forms friction pairs with the fingers of the said ring that do not require lubrication when working in water.

Применение для соединения несущего кожуха с опорой гребного вала шарнира, состоящего из простых в изготовлении узлов и деталей (серег с втулками и кольца с пальцами) и не требующего уплотнения, а также применение для уплотнения внутренней полости винторулевой колонки простой в изготовлении и легко монтируемой гибкой трубы значительно упрощает конструкцию винторулевой колонки, облегчает её сборку, повышает надёжность уплотнения её внутренней полости.The use of a hinge for connecting the bearing casing with the support of the propeller shaft, consisting of assemblies and parts that are easy to manufacture (earrings with bushings and rings with fingers) and not requiring sealing, as well as the use of a simple to manufacture and easily mounted flexible pipe for sealing the internal cavity of the helical column significantly simplifies the design of the helical column, facilitates its assembly, increases the reliability of the seal of its internal cavity.

На фиг.1 чертежа изображен продольный разрез винторулевой колонки в вертикальной плоскости, на фиг.2 чертежа изображен продольный разрез винторулевой колонки в горизонтальной плоскости, на фиг.3 чертежа изображен поперечный разрез винторулевой колонки.Figure 1 shows a longitudinal section of a helical column in a vertical plane, figure 2 shows a longitudinal section of a helical column in a horizontal plane, figure 3 shows a cross section of a helical column.

Винторулевая колонка состоит из несущего кожуха 1, установленного на транце судна 2, опоры гребного вала 3, установленных на них серег 4, 5, 6, 7 с втулками 8, 9, 10, 11 и кольца 12 с пальцами 13, 14, 15, 16. При этом пальцы 13 и 14 с возможностью поворота входят во втулки 8 и 9 серег 4 и 5 кожуха 1, а пальцы 15 и 16 - во втулки 10 и 11 серег 6 и 7 опоры 3. Между несущим кожухом 1 и опорой гребного вала 3 установлена гибкая труба 17, расположенная в отверстии кольца 12, в кожухе 1 на радиальных подшипниках качения 18 установлен ведущий вал 19, в опоре 3 на радиальном подшипнике качения 20 и радиально-упорных подшипниках качения 21 установлен гребной вал 22, на конце которого закреплён гребной винт 23. Ведущий вал 19 и гребной вал 22 соединены универсальным соединением (например, карданным валом) 24. К опоре гребного вала 3 присоединены кронштейны 25, к которым шарнирно крепится механизм поворота (например, гидроцилиндры).The helical column consists of a bearing casing 1 mounted on the transom of the vessel 2, propeller shaft 3, earrings 4, 5, 6, 7 with bushings 8, 9, 10, 11 and rings 12 with fingers 13, 14, 15, mounted on them 16. In this case, the fingers 13 and 14 rotatably enter the bushings 8 and 9 of the earrings 4 and 5 of the casing 1, and the fingers 15 and 16 enter the bushings 10 and 11 of the earrings 6 and 7 of the support 3. Between the bearing casing 1 and the propeller shaft support 3, a flexible pipe 17 is installed, located in the hole of the ring 12, in the casing 1 on the radial rolling bearings 18, a drive shaft 19 is installed, in the support 3 on the radial rolling bearing 20 and a angular contact ball bearings 21 installed a propeller shaft 22, at the end of which is attached a propeller 23. The drive shaft 19 and the propeller shaft 22 are connected by a universal connection (for example, a cardan shaft) 24. Brackets 25 are attached to the support of the propeller shaft 3, to which are pivotally the rotation mechanism is attached (for example, hydraulic cylinders).

Судовая винторулевая колонка работает следующим образом.Ship propeller column works as follows.

Крутящий момент с ведущего вала 19, вращающегося в подшипниках 18, через универсальное соединение 24 передаётся на гребной вал 22, вращающийся в подшипниках 20 и 21. При этом гребной винт 23 создает упор, который через подшипники 21 передаётся на опору гребного вала 3 и далее через серьги 6 и 7, втулки 10 и 11, пальцы 15 и 16 на кольцо 12 и далее через пальцы 13 и 14, втулки 8 и 9, серьги 4 и 5 на несущий кожух 1 и транец судна 2. Для изменения курса судна опора гребного вала 3 вместе с серьгами 6, 7, втулками 10, 11, пальцами 15, 16, а также кольцом 12 поворачивается в горизонтальной плоскости относительно серег 4, 5 несущего кожуха 1 на пальцах 13, 14 и втулках 8, 9. Для изменения угла наклона гребного винта 23 опора гребного вала 3 вместе с серьгами 6, 7 поворачивается в вертикальной плоскости относительно кольца 12 на пальцах 15, 16 и втулках 10, 11. Поворот опоры гребного вала 3 осуществляется с помощью какого-либо механизма, воздействующего на неё через кронштейны 25. Взаимное смещение ведущего вала 19 и гребного вала 22, возникающее при повороте опоры гребного вала 3, компенсируется универсальным соединением 24.The torque from the drive shaft 19, rotating in the bearings 18, is transmitted via a universal joint 24 to the propeller shaft 22, rotating in the bearings 20 and 21. In this case, the propeller 23 creates a stop, which is transmitted through the bearings 21 to the support of the propeller shaft 3 and then through earrings 6 and 7, sleeves 10 and 11, fingers 15 and 16 on the ring 12 and then through fingers 13 and 14, sleeves 8 and 9, earrings 4 and 5 on the bearing casing 1 and transom of the vessel 2. To change the course of the vessel, the propeller shaft support 3 together with earrings 6, 7, bushings 10, 11, fingers 15, 16, as well as ring 12 rotates horizontally a plane relative to the earrings 4, 5 of the bearing casing 1 on the fingers 13, 14 and bushings 8, 9. To change the angle of inclination of the propeller 23, the support of the propeller shaft 3 together with the earrings 6, 7 is rotated in a vertical plane relative to the ring 12 on the fingers 15, 16 and sleeves 10, 11. The rotation of the propeller shaft support 3 is carried out using any mechanism acting on it through the brackets 25. The mutual displacement of the drive shaft 19 and the propeller shaft 22 that occurs when the propeller shaft 3 is rotated is compensated by the universal joint 24.

Втулки 8, 9, 10, 11 изготавливаются, например, из бронзофторопласта, а пальцы 13, 14, 15, 16 - из нержавеющей стали, при этом материалы втулок и пальцев образовывают пары трения, не требующие смазки при работе в воде.The bushings 8, 9, 10, 11 are made, for example, of bronzofluoroplast, and the fingers 13, 14, 15, 16 are made of stainless steel, while the materials of the bushings and fingers form friction pairs that do not require lubrication when working in water.

Claims

1. Ship rotor-column containing a bearing casing extending aft of the transom, inside which there is a drive shaft attached to the ship’s engine, and also a prop shaft support, inside which a propeller shaft with a propeller mounted on its aft end is installed, and the propeller shaft connected to the drive shaft using a universal connection, characterized in that it is equipped with four earrings with bushings installed in pairs at the aft end of said casing and at the bow end of said support diametrically opposed opposite each other, and the axis of the earrings of the support is located at an angle of 90 ° relative to the axis of the earrings of the casing, between the indicated casing and the support there is a ring with four fingers mounted on its outer side, two of which rotate into the bushings of the earrings of the casing, two into the bushings earrings supports, and is also equipped with a flexible tube passing inside the specified ring and isolating the internal cavity of the helm column.

2. Ship rotor-column according to claim 1, characterized in that the bushings of the said earrings are made of a material (for example, bronzofluoroplast), forming with the material of the fingers of the said ring (for example, stainless steel) friction pairs that do not require lubrication when working in water.