SU1082672A1

SU1082672A1 - Apparatus for measuring hydrodynamic loads of ship propeller screw model

Info

Publication number: SU1082672A1
Application number: SU823488053A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Беззубик; Владимир Иванович Соколов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8662
Priority date: 1982-08-02
Filing date: 1982-08-02
Publication date: 1984-03-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА МОДЕЛИ ГРЕБНОГО ВИНТА, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вил св зан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, отличающеес тем, что. с целью расширени его экспериментальных возможностей путем обеспечени испытаний как гребных винтов, расположенных за корпусом модели судна, так и изолиро .ванных гребных винтов, оно снабжено дополнительным маховиком, смонтированным на подшипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подшипниковых опорах , размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерн конического редуктора, причем промежуточный вал через эластичную муфту св зан одним концом с основным, а другим с дополнительным маховиком, при этом оба конца вертикального вала снабжены шарнирными муфтами.A DEVICE FOR MEASURING HYDRODYNAMIC LOADS ON A MODEL SCREW, containing a dynamometer, the shaft of which is rigidly connected to the flywheel and a conical gearbox and vertical fork connected to an electric motor; in order to expand its experimental capabilities by providing tests for both the propellers located behind the hull model of the vessel and the insulated propellers, it is equipped with an additional flywheel mounted on the bearings in the fairing, and the main flywheel is mounted on the bearing supports located in the specified fairing , on the intermediate shaft there is a gear wheel of a bevel gearbox, and the intermediate shaft is connected through the flexible coupling at one end with the main shaft and the other with the additional flywheel m, wherein both ends of the vertical pivot shaft provided with couplings.

Description

Изобретение относитс к экспериментальной гидродинамике, св занной с исследованием характеристик изолированного гребного винта и гребного винта, расположенного за корпусом модели судна, в частности к устройствам дл измерени гидродинамических нагрузок на модели гребного винта. Известно устройство дл измерени гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал св зан с электродвигателем, эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе 1. Однако известное устройство не может быть использовано дл исследовани гидродинамических характеристик изолированного гребного винта. Цель изобретени - расщирение экспериментальных возможностей устройства путем обеспечени испытаний как гребных винтов , расположенных за корпусом модели судна, так и изолированных гребных винтов. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, содержащее динамометр, вал которого жестко соединен с маховиком и через конический редуктор и вертикальный вал св зан с электродвигателем , эластичную муфту и промежуточный вал, размещенные в подводном обтекателе, снабжено дополнительным маховиком , смонтированным на подщипниках в обтекателе, а основной маховик установлен на подщипниковых опорах, размещенных в указанном обтекателе, на промежуточном валу размещена шестерн конического редуктора , причем промежуточный вал через эластичную муфту св зан одним концом с основным, а другим с дополнительным маховиком; при этом оба конца вертикального вала снабжены щарнирными муфтами. На чертеже изображено устройство дл измерени гидродинамических нагрузок на модели гребного винта, общий вид в разрезе . Устройство состоит из корпуса динамометра 1 цилиндрической формы, гребного вала 2 с измерительными датчиками 3, установленного в подщипниковых опорах 4 и 5 и упорном подщипнике 6, сальникового уплотнени 7, токосъемника 8, маховика 9, жестко скрепленного с гребным валом при помощи накидной гайки 10 и установленного в подводном обтекателе 11на его подшипниковой опоре 12 и подшипниковой опоре 13 цилиндрического стакана 14, эластичной муфты 15, промежуточного вала 16, удерживаемого в подщипниковых опорах 17 и 18, размещенных в корпусе конического редуктора 19, дополнительно введенного маховика 20, который установлен в подшипниковой опоре 21 заднего обтекател 22 и подщипниковой опоре 23 цилиндрического стакана 24, и зубчатого колеса 25. Вал-щес72 терн 26 конического редуктора, установленный в подщипниковой опоре 27 редуктора , через шарнирную муфту 28 св зан с вертикальным валом 29, который, в свою очередь, через шарнирную муфту 30 св зан с приводным двигателем 31, установленным на ферме 32 на амортизаторах 33. Вертикальный вал 29 проходит внутри ножевого обтекател 34, который жестко скрепл ет ферму 32 с подводным обтекателем 11. Фиксаци в корпусе обтекател 11 в его продольном направлении цилиндрических стаканов 14 и 24 с их подшипниковыми опорами 13 и 23, а также корпуса конического редуктора 19 осуществл етс распорными втулками 35 и 36. На гребном валу 2 закреплена модель гребного винта 37. Устройство работает следующим образом . Гидродинамические силы, возбуждаемые гребным винтом 37, преобразуютс измерительными датчиками 3 в пропорциональные электрические сигналы, которые с помощью проводников, проложенных во внутреннем сверлении гребного вала 2, подвод тс к токосъемнику 8, а от него кабелем через канал, проложенный в подводном об-,/ текателе 11, и ножевой обтекатель 34 вывод тс наружу устройства. Вращение модели гребного винта 37 осуществл етс двигателем 31 через приводной вал 29 с щарнирными муфтами 28 и 30, вал-шестерню 26, промежуточный вал 16 с зубчатым колесом 25, резиновую муфту 15, маховик 9 и гребной вал 2, смонтированный в подшипниковых опорах 5 и 4 скольжени и качени и упорном подщипнике 6. Сальниковое уплотнение 7 предназначено дл уплотнени задней полости динамометра с расположенными там измерительными датчиками 3, токосъемником 8, опорой 4 качени и упорным подшипником 6. Маховик 20 скреплен с промежуточным валом 16 при помощи щлицевого соединени , которое обеспечивает возможность осевого перемещени . Маховик 20 предназначен дл стабилизации угловой скорости вращени двигател 31 и одновременно системы промежуточный вал 16 - эластична муфта 15 - маховик 9 - гребной вал 2 - модель гребного винта 37. Стабилизаци угловой скорости вращени гребного винта позвол ет устранить инерционные силы на нем и, следовательно, повысить точность измерени Гидродинамических сил и других внешних сил, например сил взаимодействи винта со льдом. Одновременно стабилизаци угловой скорости вращени двигател и всей системы привода гребного винта устран ет вибрацию устройства и возбуждаемые от нее через систему обтекатель 11 - корпус динамоментра 1 - подщипники 4 и 6 - гребной вал 2 инерционные силы и силы со стороны потока жидкости от поперечных вибрационных колебаний винта 37 совместно с устройством .The invention relates to experimental hydrodynamics associated with the study of the characteristics of an isolated propeller and a propeller located behind the hull of a ship model, in particular, to devices for measuring hydrodynamic loads on a propeller model. A device for measuring hydrodynamic loads on models of a propeller is known, which contains a dynamometer whose shaft is rigidly connected to the flywheel and through a bevel gearbox and a vertical shaft connected to an electric motor, an elastic coupling and an intermediate shaft placed in the underwater fairing 1. However, the known device cannot used to study the hydrodynamic characteristics of an isolated propeller. The purpose of the invention is to extend the experimental capabilities of the device by providing tests for both the propellers located behind the hull model of the vessel and the isolated propellers. The goal is achieved by the fact that a device for measuring hydrodynamic loads on a propeller model, containing a dynamometer, the shaft of which is rigidly connected to the flywheel and connected to an electric motor through a bevel gearbox and a vertical shaft, is provided with an elastic coupling and an intermediate shaft placed in the underwater fairing. the flywheel mounted on the support in the fairing, and the main flywheel mounted on the sub-support supports located in the specified fairing, on the intermediate shaft there is a w Stern bevel gear, wherein the intermediate shaft through a flexible coupling associated with one end of the primary, and the other with an additional flywheel; however, both ends of the vertical shaft are equipped with hinged couplings. The drawing shows a device for measuring hydrodynamic loads on a propeller model, a general sectional view. The device consists of a cylindrical body of dynamometer 1, a propeller shaft 2 with measuring sensors 3, installed in sub-support supports 4 and 5 and a supporting support 6, an omental seal 7, a current collector 8, a flywheel 9 rigidly fastened to the propeller shaft with a cap nut 10 and installed in the underwater radome 11 on its bearing support 12 and bearing support 13 of the cylindrical cup 14, elastic coupling 15, intermediate shaft 16 held in the sub-supports 17 and 18 housed in the housing of the conical profile 19, additionally inserted flywheel 20, which is installed in the bearing support 21 of the rear fairing 22 and the sub-support support 23 of the cylindrical cup 24, and the gear wheel 25. The shaft-shaft 72 turn 26 of the bevel gearbox, installed in the support under the support 27 of the gearbox, through a hinged coupling 28 of the gearbox with a vertical shaft 29, which, in turn, is connected through a hinged coupling 30 to a driving motor 31 mounted on a farm 32 on shock absorbers 33. A vertical shaft 29 passes inside a knife fairing 34, which rigidly fastens trusses 32 with an underwater cowl 11. The cylindrical cups 14 and 24 with their bearing supports 13 and 23, as well as the bevel gear case 19, are fixed in the longitudinal direction of the spinner 11 in their longitudinal direction by spacers 35 and 36. On the propeller shaft 2, there is a model of the propeller screw 37. The device works as follows. The hydrodynamic forces excited by the propeller 37 are converted by measuring sensors 3 into proportional electrical signals, which with the help of conductors laid in the internal drilling of the propeller shaft 2 are supplied to the current collector 8, and from it through a channel laid in the underwater shaft, / the keyboard 11 and the knife fairing 34 are led outside the device. The propeller model 37 is rotated by engine 31 through a drive shaft 29 with hinged couplings 28 and 30, gear shaft 26, intermediate shaft 16 with gear wheel 25, rubber coupling 15, flywheel 9 and propeller shaft 2 mounted in bearing supports 5 and 4 sliding and rolling bearing and support 6. Packing 7 is intended for sealing the back cavity of the dynamometer with measuring sensors 3 located there, current collector 8, support 4 rolling and thrust bearing 6. Flywheel 20 is fastened to the intermediate shaft 16 by means of shli integral joint that provides the possibility of axial movement. The flywheel 20 is designed to stabilize the angular velocity of rotation of the engine 31 and at the same time the system of the intermediate shaft 16 — elastic coupling 15 — the flywheel 9 — the propeller shaft 2 — the propeller model 37. By stabilizing the angular velocity of the propeller, it eliminates the inertial forces on it and, therefore, to increase the accuracy of measurements of hydrodynamic forces and other external forces, for example, the forces of interaction of a screw with ice. At the same time, the stabilization of the angular velocity of rotation of the engine and the entire propeller drive system eliminates the device vibration and excitation from it through the system through the fairing 11 - dynamo housing 1 - support 4 and 6 - propeller shaft 2 inertial forces and forces from the fluid flow from transverse vibration oscillations of the screw 37 together with the device.

Маховик 9 соединен с гребным валом 2 жестко, а с корпусом эластичной муфты скреплен при помощи шлицевого соединени , которое обеспечивает возможность осевого перемещени . Маховик 9 стабилизирует угловую скорость вращени модели гребного винта 37 при наличии значительных пульсаций внешних сил и обеспечивает дл высокочастотных пульсаций этих сил такую высокую динамическую жесткость системы гребной винт 37 - гребной вал 2 - измерительные датчики 3 - маховик 9, при которой гребной вал с маховиком относительно неподвижны в пространстве, а упруга система измерительных датчиков 3 с гребным винтом 37 колеблетс относительно неподвижного вала с маховиком. Таким образом , маховик 20 с резиновой муфтой 15 стабилизируют угловую скорость вращени гребного винта со стороны приводного двигател 31, а маховик 9 с той же резиновойThe flywheel 9 is rigidly connected to the propeller shaft 2, and secured to the body of the elastic coupling by means of a spline connection, which allows axial movement. The flywheel 9 stabilizes the angular velocity of rotation of the model of the propeller 37 in the presence of significant pulsations of external forces and provides such high dynamic rigidity of the system propeller 37 - propeller shaft 2 - measuring sensors 3 - flywheel 9 for which the propeller shaft with the flywheel is relative fixed in space, and the elastic measuring sensor system 3 with propeller 37 oscillates relative to the fixed shaft with a flywheel. Thus, the flywheel 20 with a rubber clutch 15 stabilizes the angular velocity of rotation of the propeller from the drive motor 31, and the flywheel 9 with the same rubber

муфтой 15 стабилизируют угловую скорость вращени винта от внешних воздействий со стороны гребного винта, а также повышают динамическую жесткость всей системы в направлении продольных и крутильных колебаний .Coupling 15 stabilizes the angular velocity of rotation of the screw from external influences from the side of the propeller, and also increases the dynamic rigidity of the entire system in the direction of longitudinal and torsional vibrations.

Резинова муфта 15 также устран ет воздействие на систему гребной вал - измерительные датчики - гребной винт поперечных сил и колебаний, возбуждаемых при работе конического редуктора 19.The rubber clutch 15 also eliminates the effect on the propeller shaft system — the measuring sensors — the propeller of transverse forces and vibrations excited by the operation of the bevel gearbox 19.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает высокую точность измерений мгновенных значений гидродинамических нагрузок на модели гребных винтов , как расположенных за корпусом модели судна, так и изолированных.The proposed device in comparison with the known provides high accuracy measurements of the instantaneous values of hydrodynamic loads on models of propellers, both located behind the hull model of the vessel, and isolated.

Устройство можно использовать как самосто тельную установку дл испытани винтов в «свободной воде либо с внешним подводом гребного винта за корпусом модели судна, а также непосредственно монтировать в скельтоне модели.The device can be used as an independent installation for testing screws in “free water” or with an external feed of the propeller behind the hull model of the vessel, as well as directly mounted in the model skelton.

Claims

DEVICE FOR MEASURING HYDRODYNAMIC LOADS ON THE MODULE OF A SCREW SCREW, comprising a dynamometer, the shaft of which is rigidly connected to the flywheel and connected via an bevel gear and a vertical shaft to the electric motor, an elastic coupling and an intermediate shaft located in the underwater fairing, characterized in that experimental capabilities by providing tests of both the propellers located behind the hull of the vessel model and the isolated propellers, it is equipped with an additional flywheel, mount ¹ bearing in the cowl, and the main flywheel is mounted on bearings located in the said cowl, the bevel gear is placed on the intermediate shaft, and the intermediate shaft is connected through one elastic end to the main and the other to the additional flywheel, both of which the ends of the vertical shaft are provided with articulated couplings.