RU2313471C2

RU2313471C2 - Shipboard transmission

Info

Publication number: RU2313471C2
Application number: RU2006105931/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Евгеньевич Староверов (RU); Николай Евгеньевич Староверов
Original assignee: Николай Евгеньевич Староверов
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-12-27

Abstract

FIELD: smaller and medium shipbuilding.

SUBSTANCE: according to first version, proposed shipboard transmission consists of inclined propeller shaft with propeller and bracket. Propeller shaft is connected with engine shaft via intermediate shaft and two universal joints made in form of constant-velocity universal joints, cardan joints or couplings ensuring rotation of shafts at angle relative to each other. Propeller shaft bracket is secured on ship's hull for lifting it. Joints are located under bottom and are closed with fairing. According to second version, joints are located in branch pipe mounted on inner side of bottom and fitted with flange.

EFFECT: extended range of technical means.

26 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению и предназначено в основном для малых и средних судов.The invention relates to shipbuilding and is intended mainly for small and medium-sized vessels.

Известны суда с наклонным валом /см. книгу "Разъездные туристские и спортивные катера", Хуан Баадер, Ленинград: Судостроение, 1977/.Known vessels with an inclined shaft / see book "Traveling tourist and sports boats", Juan Baader, Leningrad: Shipbuilding, 1977 /.

Их недостаток - подверженность выступающих под днищем винта, кронштейна и руля повреждениям, трудность снятия с мели, невозможность прохождения мелководий. Особенно это относится к глиссирующим судам и судам на подводных крыльях.Their disadvantage is the susceptibility of the protruding under the bottom of the screw, bracket and steering wheel to damage, difficulty stranding, the inability to go through shallow water. This is especially true for planing vessels and hydrofoils.

Сущность изобретения в том, что наклонный гребной вал соединен с валом двигателя или промежуточным валом через 2 шарнира равных угловых скоростей, 2 карданных шарнира или 2 муфты, обеспечивающих работу валов под углом друг к другу /далее "шарнир"/, а кронштейн гребного вала закреплен на корпусе судна с возможностью подъема вверх.The essence of the invention is that the inclined propeller shaft is connected to the engine shaft or the intermediate shaft through 2 joints of equal angular speeds, 2 cardan joints or 2 couplings that ensure the operation of the shafts at an angle to each other / hereinafter “hinge” /, and the propeller shaft bracket is fixed on the hull with the possibility of lifting up.

В этом случае при необходимости /а при наезде на мель - самопроизвольно/ гребной вал с винтом может быть поднят к днищу /особенно, если винт двухлопастный/ или выше уровня днища.In this case, if necessary / and when running aground - spontaneously / a propeller shaft with a screw can be raised to the bottom / especially if the screw is two-bladed / or above the bottom level.

На тихоходных /водоизмещающих/ судах шарнир может находиться под днищем и закрыт от повреждений и для уменьшения гидродинамического сопротивления обтекателем.On low-speed / displacement / vessels, the hinge may be under the bottom and closed from damage and to reduce the hydrodynamic drag of the cowl.

На быстроходных судах верхний шарнир может быть расположен в нише днища и закрыт кожухом, повторяющим обводы судна. Или на внутренней стороне днища может иметься патрубок большого диаметра /больше диаметра шарнира/, закрывающийся изнутри фланцем с отверстием для вала.On high-speed vessels, the upper hinge can be located in the bottom niche and is closed by a casing repeating the contours of the vessel. Or on the inside of the bottom there may be a large diameter pipe (larger than the hinge diameter), which is closed from the inside by a flange with a shaft hole.

Возможен и промежуточный вариант - шарнир наполовину утоплен в днище, а выступающая половина закрыта обтекателем.An intermediate option is also possible - the hinge is half recessed in the bottom, and the protruding half is closed by a fairing.

Если шарнир находится выше уровня днища, то для того чтобы гребной вал мог подняться, в днище должен быть продольный паз. Здесь возможны два варианта: или гребной вал в поднятом положении выходит за пределы кормы, и в этом случае продольный паз может доходить до кормы. Или если гребной вал проходит под повышающимся участком днища водоизмещающего судна и не доходит до кормы, то продольный паз может плавно сойти на нет, зато может иметься поперечный полукруглый паз для винта, или продольный паз может окончиться поперечным пазом.If the hinge is above the bottom level, then in order for the propeller shaft to rise, there must be a longitudinal groove in the bottom. Two options are possible here: or the propeller shaft in the raised position extends beyond the stern, in which case the longitudinal groove can reach the stern. Or if the propeller shaft passes under the rising portion of the bottom of the displacement vessel and does not reach the stern, then the longitudinal groove may smoothly disappear, but there may be a transverse semicircular groove for the screw, or the longitudinal groove may end with a transverse groove.

Возможны три варианта размещения шарнира: снаружи, на проходе через стенку корпуса, и внутри корпуса судна.There are three options for placing the hinge: outside, on the passage through the hull wall, and inside the hull.

1 вариант. В корпусе судна закреплен промежуточный вал, выходящий в воду, где и размещен шарнир.1 option. An intermediate shaft that enters the water is fixed in the hull, where the hinge is located.

2 вариант. На гребном валу закреплена наружная обойма шарнира равных угловых скоростей /граната/ со сферической наружной поверхностью, или же карданный шарнир или муфта помещены в стакан со сферической наружной поверхностью, причем центр сферы совпадает с центром шарнира. Шарнир размещен в стенке ниши, перпендикулярной гребному валу в его рабочем положении. Уплотнительная манжета при этом размещена на сфере /на максимальной или меньшем ее диаметре, в последнем случае уплотнений может быть два/.Option 2. An outer yoke of a constant velocity joint / grenade / with a spherical outer surface is fixed to the propeller shaft, or a cardan joint or sleeve is placed in a glass with a spherical outer surface, and the center of the sphere coincides with the center of the hinge. The hinge is placed in the wall of the niche perpendicular to the propeller shaft in its working position. The sealing cuff is placed on the sphere / at its maximum or smaller diameter, in the latter case there can be two seals /.

3 вариант. Гребной вал с помощью подшипника /или двух, или двухрядного/ закреплен в поворотной буксе, имеющей сферическую или цилиндрическую наружную поверхность, причем букса может быть закреплена с возможностью поворота в одной плоскости на горизонтальной поперечной оси, проходящей через центр шарнира, или сферическая букса может быть закреплена с возможностью поворота в двух плоскостях, например в гнезде со сферической внутренней поверхностью. При этом буксу можно не фиксировать от осевого проворота, а можно зафиксировать, например, шипом /шипами/ на наружной поверхности буксы, входящим в секторный паз гнезда.3 option. The rowing shaft with the help of a bearing / or two or two-row / is mounted in a rotary axle box having a spherical or cylindrical outer surface, and the axle box can be rotatably fixed in the same plane on the horizontal transverse axis passing through the center of the hinge, or the spherical axle box can be fixed with the possibility of rotation in two planes, for example in a nest with a spherical inner surface. In this case, the axle box can not be fixed from the axial rotation, but can be fixed, for example, with a spike / spikes / on the outer surface of the axle box, which enters the sector slot of the socket.

Возможны четыре варианта кинематики поднимающегося кронштейна:There are four possible kinematics of the rising bracket:

Вариант А. Кронштейн поднимается по дуге с центром в центре шарнира и закреплен на гребном валу свободно - с возможностью осевого перемещения. В этом варианте возможны два подварианта: или кронштейн закреплен на рычаге /рычагах/, с точкой или осью вращения, совпадающих с центром шарнира, или кронштейн закреплен на дугообразном пилоне /пилонах/, размещенном в дугообразных направляющих, центр дуги которых совпадает с центром верхнего шарнира.Option A. The bracket rises in an arc centered in the center of the hinge and is mounted on the propeller shaft freely - with the possibility of axial movement. In this embodiment, two sub-options are possible: either the bracket is fixed on the lever / levers /, with a point or axis of rotation coinciding with the center of the hinge, or the bracket is fixed on an arc-shaped pylon / pylons / placed in arcuate guides, the center of the arc of which coincides with the center of the upper hinge .

В вариантах "В" и "С" гребной вал сам является рычагом. В этих вариантах крепление гребного вала в кронштейне должно исключать его осевое перемещение относительно кронштейна.In options "B" and "C" the propeller shaft itself is a lever. In these embodiments, the fastening of the propeller shaft in the bracket should exclude its axial movement relative to the bracket.

Вариант В. Кронштейн соединен с размещенными на корпусе прямолинейными направляющими или рычагом через промежуточный элемент, например рычаг.Option B. The bracket is connected to linear guides or a lever located on the housing through an intermediate element, such as a lever.

Вариант С. Кронштейн соединен с корпусом через элемент, допускающий две степени свободы перемещения кронштейна относительно него, например через кулису.Option C. The bracket is connected to the housing through an element that allows two degrees of freedom of movement of the bracket relative to it, for example through the wings.

Вариант D. Кронштейн закреплен на корпусе любым способом, допускающим его поднятие, но при этом гребной вал закреплен в кронштейне с возможностью осевого перемещения и, возможно, самоориентирования.Option D. The bracket is fixed to the housing in any way that allows it to be lifted, but the propeller shaft is fixed in the bracket with the possibility of axial movement and, possibly, self-orientation.

На глиссирующем судне на кронштейне может потребоваться антикавитационная плита.On a planing vessel on an arm, an anti-cavitation plate may be required.

Руль судна может быть расположен на кронштейне или антикавитационной плите. В этом случае привод руля должен предусматривать подвижность кронштейна, например тросовый привод с пружинной компенсацией, рычажный, посредством телескопического карданного вала, гидропривод и т.п.The steering wheel of the vessel can be located on the bracket or anti-cavitation plate. In this case, the steering drive must provide for the mobility of the bracket, for example, a spring-compensated cable drive, a lever drive, via a telescopic driveshaft, a hydraulic drive, etc.

Или руль /рули/ может быть установлен на корпусе. В этом случае руль может быть подъемным /швертботного типа/, причем подъем руля может быть связан с подъемом кронштейна.Or steering wheel / wheels / can be installed on the body. In this case, the steering wheel may be a lifting / dinghy type /, and the lifting of the steering wheel may be associated with the lifting of the bracket.

Способность гребного вала работать под углом в ведущему валу может быть использована для поворота судна, для чего кронштейн должен быть закреплен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Такое решение целесообразно использовать для водоизмещающих судов без паза в днище. Если при этом руль /а еще лучше - два/ разместить на кронштейне и увязать его поворот с поворотом кронштейна в горизонтальной плоскости, то по маневренности такое судно будет уступать только крыльчатому движителю или водомету.The ability of the propeller shaft to work at an angle in the drive shaft can be used to rotate the vessel, for which the bracket must be mounted rotatably in the horizontal plane. Such a solution is advisable to use for displacement vessels without a groove in the bottom. If at the same time the rudder (or even better - two) is placed on the bracket and its rotation is tied to the rotation of the bracket in the horizontal plane, then such a vessel will be second only to the wing propeller or water-jet by maneuverability.

Если же применить такое решение на глиссирующем судне, то неоходимо предусмотреть блокировку поднятия кронштейна при повернутом гребном вале /иначе при наезде на препятствие вал не попадет в продольный паз/, например в виде выступа на транце по обе стороны от продольного паза /саму корму в этом случае имеет смысл сделать по дуге/.If such a solution is applied on a planing vessel, then it is necessary to provide for a blocking of raising the bracket when the propeller shaft is turned / otherwise, when hitting an obstacle, the shaft will not fall into the longitudinal groove /, for example, in the form of a protrusion on the transom on both sides of the longitudinal groove / in the stern itself case it makes sense to make an arc /.

Для предотвращения самопроизвольного поднятия кронштейна под действием гидродинамических сил он может быть снабжен разрушаемым креплением /например, шплинтом/ или подпружинен в направлении вниз.To prevent spontaneous lifting of the bracket under the action of hydrodynamic forces, it can be equipped with a destructible fastening (for example, a cotter pin) or spring-loaded in the downward direction.

Кинематика поднятия кронштейна может быть снабжена фиксатором с несимметричным регулируемым усилием для фиксации кронштейна в крайних и, если необходимо, в промежуточных положениях.The kinematics of raising the bracket can be equipped with a latch with an asymmetric adjustable force to fix the bracket in the extreme and, if necessary, in intermediate positions.

Применение трасмиссии может улучшить гидродинамику яхт.The use of traction can improve the hydrodynamics of yachts.

Предлагаемая трансмиссия лучше всех известных /не считая водомета/ защищает винт от ударов о плавающие предметы и дно, потому что вследствие вращения винта и скругленности его входной кромки усилие удара направлено вверх-назад под углом 65-70 градусов к вертикали. А угловая колонка или подвесной мотор в первый момент откидываются по касательной строго назад или даже назад-вниз. В предлагаемой же трансмиссии винт откидывается вверх-назад под углом примерно 75 градусов к вертикали, то есть почти оптимально.The proposed transmission is better than all known ones (not counting the water cannon) / protects the screw from impacts against floating objects and the bottom, because due to the rotation of the screw and the roundness of its input edge, the impact force is directed up and back at an angle of 65-70 degrees to the vertical. And the corner column or outboard motor at the first moment reclines tangentially backward or even backward-downward. In the proposed transmission, the screw leans up and down at an angle of about 75 degrees to the vertical, that is, almost optimally.

Тяга винта, хотя и неполная, сохраняется и в поднятом положении.The thrust of the screw, although incomplete, remains in the raised position.

Основной недостаток трансмиссии - наличие продольного паза в корме у глиссирующих судов - малосущественен при изготовлении судов из стеклопластика методом формования, так как паз и ниша формуются заодно с корпусом и получаются легкими и надежными.The main drawback of the transmission - the presence of a longitudinal groove in the stern of planing vessels - is of little importance in the manufacture of fiberglass vessels by molding, as the groove and niche are molded along with the hull and are lightweight and reliable.

На прилагаемых эскизах изображена предлагаемая трансмиссия - фиг.1 - вид сбоку, фиг.2 - вид сзади, где 1 - корпус судна, 2 - ниша в днище, 3 - кожух, закрывающий нишу, 4 - продольный паз в днище, 5 - шарнир, 6 - гребной вал с винтом, 7 - кронштейн, 8 - рычаг V-образной формы обтекаемого сечения, 9 - направляющие в виде т-образного паза или профиля, 10 - антикавитационная плита.The accompanying sketches show the proposed transmission - figure 1 is a side view, figure 2 is a rear view, where 1 is the hull of the vessel, 2 is a niche in the bottom, 3 is a casing covering the niche, 4 is a longitudinal groove in the bottom, 5 is a hinge 6 - a propeller shaft with a screw, 7 - an arm, 8 - a lever of a V-shaped streamlined section, 9 - guides in the form of a t-groove or profile, 10 - an anti-cavitation plate.

Работает трансмиссия так: в штатном режиме вращение через шарниры 5 и гребной вал 6 передается на гребной винт. При наезде на препятствие или преднамеренно гребной вал 6 с кронштейном 7 и рычагом 8 могут быть подняты вверх. Кронштейн 8 при этом скользит по направляющим 9, а гребной вал входит в паз 4. При этом под днищем не имеется выступающих деталей, и можно продолжить движение с небольшой скоростью.The transmission works as follows: in the normal mode, rotation through the hinges 5 and the propeller shaft 6 is transmitted to the propeller. When hitting an obstacle or intentionally, the propeller shaft 6 with the bracket 7 and the lever 8 can be raised up. In this case, the bracket 8 slides along the guides 9, and the propeller shaft enters into the groove 4. In this case, there are no protruding parts under the bottom, and you can continue moving at low speed.

Claims

1. Transmission of the vessel, consisting of an inclined propeller shaft with a screw and an arm, characterized in that the propeller shaft is connected to the engine shaft through an intermediate shaft and two hinges, which are equal velocity joints, cardan joints or couplings that rotate the shafts at an angle to each other to a friend, and the propeller shaft bracket is mounted on the hull of the vessel with the possibility of lifting up, and the hinges are located under the bottom and are closed by a fairing.

2. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket is fixed so that it can be moved along an arc centered in the center of the hinges, for example on a lever or levers or on an arc-shaped pylon located in arcuate guides.

3. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket is connected to a lever fixed to the housing or sliding mount through an intermediate element, such as a lever or levers.

4. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket is connected to the housing by means of an element providing the bracket with two degrees of freedom of movement relative to it, for example, by means of a backstage.

5. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket is connected to the hull through a lever or a linearly sliding mount, and the propeller shaft is mounted in the bracket with the possibility of axial movement and / or self-orientation.

6. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket has an anti-cavitation plate.

7. The transmission according to claim 1, characterized in that the steering wheel or steering wheels are mounted on a bracket or anti-cavitation plate, and the steering wheel or steering wheels are controlled by a cable-spring, lever, cable-sheath, hydraulic, pneumatic, electric drive or through a telescopic universal joint shaft.

8. The transmission according to claim 1, characterized in that the steering wheel or rudders are mounted on the housing with the possibility of lifting, and the lifting mechanism of the steering wheel or rudders is connected with the lifting mechanism of the bracket.

9. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket is connected to the housing with the possibility of rotation in a horizontal plane.

10. The transmission according to claim 1, characterized in that the hull of the vessel has a protrusion or protrusions that interact with the bracket in its horizontally rotated positions in order to ensure that the propeller shaft is raised only in the groove.

11. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket is spring-loaded in a downward direction.

12. The transmission according to claim 1, characterized in that the bracket is attached to the housing by a destructible fastening, for example, a cotter pin.

13. The transmission according to claim 1, characterized in that the kinematics of the bracket is equipped with a latch with an asymmetric adjustable force.

14. The vessel’s transmission, consisting of an inclined propeller shaft with a screw and an arm, characterized in that the propeller shaft is connected to the engine shaft through an intermediate shaft and two hinges, which are hinges of equal angular velocities, cardan hinges or couplings that rotate the shafts at an angle to each other to a friend, and the propeller shaft bracket is mounted on the hull of the vessel with the possibility of lifting upward, and the hinges are located in the pipe with a flange on the inside of the bottom.

15. The transmission of claim 14, wherein the bracket is mounted so that it can be moved in an arc centered on the center of the hinges, for example on a lever or levers or on an arcuate pylon located in arcuate guides.

16. The transmission of claim 14, wherein the bracket is connected to a lever fixed to the housing or a sliding mount through an intermediate element, such as a lever or levers.

17. The transmission according to p. 14, characterized in that the bracket is connected to the housing by means of an element that provides the bracket two degrees of freedom of movement relative to it, for example, through the wings.

18. The transmission of clause 14, wherein the bracket is connected to the hull through a lever or a linearly sliding mount, and the propeller shaft is mounted in the bracket with the possibility of axial movement and / or self-orientation.

19. The transmission of claim 14, wherein the bracket has an anti-cavitation plate.

20. The transmission of claim 14, characterized in that the steering wheel or steering wheels are mounted on a bracket or anti-cavitation plate, and the steering wheel or steering wheels are controlled by a cable-spring, lever, cable-sheath, hydraulic, pneumatic, electric drive or through a telescopic universal joint shaft.

21. The transmission according to p. 14, characterized in that the steering wheel or steering wheels are mounted on the housing with the possibility of lifting, and the lifting mechanism of the steering wheel or steering wheels associated with the lifting mechanism of the bracket.

22. The transmission of claim 14, wherein the bracket is rotatably connected to the housing in a horizontal plane.

23. The transmission of claim 14, wherein the hull of the vessel has a protrusion or protrusions that interact with the bracket in its horizontally rotated positions to ensure that the propeller shaft is raised only in the groove.

24. The transmission of claim 14, wherein the bracket is spring-loaded in a downward direction.

25. The transmission of claim 14, wherein the bracket is attached to the housing by a destructible fastening, for example a cotter pin.

26. The transmission according to p. 14, characterized in that the kinematics of the bracket is equipped with a latch with an asymmetric adjustable force.