Соосные судовые гребные винты противоположного вращения
COAXIL VESSEL PROPELLERS WITH COUNTER-ROTATION

Изобретение относится к области судостроения, а именно к соосным судовым гребным винтам противоположного вращения для судов.
Известны соосные судовые гребные винты противоположного вращения для судов, которые связаны между собой планетарной передачей (см. патент РФ № 2182098, МПК B 63 H5/10, 2002г.).
Недостатком этого решения является необходимость использования планетарной передачи, при которой один вал располагается внутри другого, опираясь на подшипники, расположенные между валами, что усложняет конструкцию, изготовление и техническое обслуживание валопровода и ведет к его удорожанию.
Известны также соосные судовые гребные винты противоположного вращения, один из которых жестко насажен на гребной вал, снабженный реверсивной передачей, встроенной в ступицы винтов, с возможностью передачи обратного вращения на другой винт через конические шестерни (см. а.с. № 312790, МПК B63H 5/10, 1971г.).
Недостатком этого решения является: крепление к баллеру руля, что усложняет конструкцию пера руля и уменьшает его поверхность; инвертирование движения осуществляется через конические шестерни с перпендикулярными осями вращения относительно главного вала, что резко снижает максимальное возможное количество данных конических шестерен.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является упрощение конструкции инвертирования вращения второго винта.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в увеличении КПД движителя, уменьшении стоимости изготовления, монтажа и обслуживания системы инвертирования, возможности установки на широкий спектр судов.
Поставленная задача решается тем, что соосные судовые гребные винты противоположного вращения, один из которых жестко насажен на гребной вал, снабженный реверсивной передачей, встроенной в ступицы винтов, с возможностью передачи обратного вращения на другой винт, отличаются тем, что ступица винта главного направления жестко закреплена на гребном валу и связана с пустотелым кожухом соосно с ним и с возможностью вращения в нем, при этом с противоположной стороны ступицы, на продолжении гребного вала, соосно с ним жестко закреплена центральная шестерня, параллельно оси которой с возможностью вращения установлен как минимум один вал реверсивной передачи, концы которого жестко скреплены с реверсирующими шестернями, одна из которых размещена в зацеплении с центральной шестерней, а вторая размещена в полости ступицы винта реверсированного направления, в зацеплении с зубьями внутреннего зубчатого венца, жестко закрепленного на внутренней поверхности этой ступицы, кроме того, участок вала реверсивной передачи, расположенный между реверсирующими шестернями, пропущен через соосное с ним отверстие, выполненное в промежуточной опоре, жестко закрепленной на внутренней поверхности кожуха, при этом ступица винта реверсированного направления установлена с возможностью вращения относительно кожуха.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признак, указывающий, что «ступица винта главного направления жестко закреплена на гребном валу и связана с пустотелым кожухом соосно с ним и с возможностью вращения в нем» обеспечивает крепление системы непосредственно к баллеру винта главного направления, что позволяет отказаться от внутреннего вала и тем самым упростить конструкцию валопровода, передающего крутящий момент от главного двигателя к гребному винту. Кроме того, он предотвращает необходимость монтажа системы на баллере руля, что упрощает конструкцию рулевого устройства.
Признак, указывающий, что «с противоположной стороны ступицы, на продолжении гребного вала, соосно с ним жестко закреплена центральная шестерня, параллельно оси которой с возможностью вращения установлен как минимум один вал реверсивной передачи» обеспечивает возможность установки дополнительных валов реверсивной передачи, если это необходимо по условиям прочности.
Признак, указывающий, что концы вала реверсивной передачи «жестко скреплены с реверсирующими шестернями, одна из которых размещена в зацеплении с центральной шестерней, а вторая размещена в полости ступицы винта реверсированного направления, в зацеплении с зубьями внутреннего зубчатого венца, жестко закрепленного на внутренней поверхности этой ступицы» обеспечивает инвертирование вращения второго винта с возможностью обеспечения одинаковой частоты вращения обоих гребных винтов.
Признак, указывающий, что «участок вала реверсивной передачи, расположенный между реверсирующими шестернями, пропущен через соосное с ним отверстие, выполненное в промежуточной опоре, жестко закрепленной на внутренней поверхности кожуха», направлен на фиксирование вала реверсивной передачи с возможностью вращения только вокруг своей центральной продольной оси.
Признак, указывающий, что «ступица винта реверсированного направления установлена с возможностью вращения относительно кожуха», обеспечивает её надежное крепление к ступице винта главного направления через кожух.
На фиг. 1 изображен продольный разрез соосной пары гребных винтов; на фиг. 2 – поперечный разрез А-А; на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б.
На чертежах показаны гребной вал 1 и вал 2 реверсивной передачи, ступица 3 винта главного направления и ступица 4 винта реверсированного направления, пустотелый кожух 5, центральная шестерня 6, реверсирующие шестерни 7 и 8, промежуточная опора 9.
Соосные судовые гребные винты противоположного вращения, один из которых жестко насажен на гребной вал 1, снабжен реверсивной передачей, встроенной в ступицы 3 и 4 винтов главного и реверсивного направления, с возможностью передачи обратного вращения на другой винт. Ступица 3 винта главного направления жестко закреплена на гребном валу 1 и связана с пустотелым кожухом 5 соосно с ним и с возможностью вращения в нем. При этом с противоположной стороны ступицы 3, на продолжении гребного вала 1, соосно с ним жестко закреплена центральная шестерня 6, параллельно оси которой с возможностью вращения установлен как минимум один вал 2 реверсивной передачи, концы которого жестко скреплены с реверсирующими шестернями 7 и 8. Шестерня 7 размещена в зацеплении с центральной шестерней 6, а вторая шестерня 8 размещена в полости ступицы 4 винта реверсированного направления, в зацеплении с зубьями внутреннего зубчатого венца, жестко закрепленного на внутренней поверхности этой ступицы 4. Кроме того, участок вала 2 реверсивной передачи, расположенный между реверсирующими шестернями 7 и 8, пропущен через соосное с ним отверстие, выполненное в промежуточной опоре 9, жестко закрепленной на внутренней поверхности кожуха 5, при этом ступица 4 винта реверсированного направления установлена с возможностью вращения относительно кожуха 5.
Работа соосных судовых гребных винтов противоположного вращения осуществляется следующим образом.
Гребной вал 1 приводится во вращательное движение от главного двигателя через валопровод (на чертежах не показан), состоящий в общем случае из нескольких промежуточных валов. Ступица 3 гребного винта главного направления закреплена на конусе гребного вала 1 обычным способом, принятым для одиночных гребных винтов, и передает вращение на лопасти этого винта. Центральная шестерня 6 одновременно служит стопорной гайкой гребного винта главного направления и вращается вместе с ним. Реверсирующие шестерни 7, находясь в зацеплении с шестерней 6, через валы 2 вращают шестерни 8 с большей частотой вращения, которая определяется соотношением чисел зубьев у шестерен 6 и 7. Шестерни 8, находясь в зацеплении с зубчатым ободом ступицы 4 винта реверсированного вращения, приводят во вращение жестко связанный с ней винт реверсированного направления. При этом направление вращения указанного винта противоположно направлению вращения винта главного направления, а частоты их вращения совпадают. Кожух 5 обеспечивает герметизацию внутренней полости и улучшает обтекаемость всей конструкции, а также служит для крепления промежуточных опор 9.