Движительно-рулевая колонка

Полезная модель относится к пропульсивным системам судостроения, в частности к движительно-рулевым колонкам.
Известны традиционные конструкции пропульсивных систем, в которых движение судну задается с помощью винта, соединенного через валопровод с приводом [1].
Недостатком таких конструкций является плохая маневренность судна.
Частично такого недостатка лишена конструкция пропульсивной системы, в качестве которой выступает движительно-рулевая колонка с одним винтом, имеющая возможность обеспечить маневренность судна за счет возможности поворота колонки и, следовательно, вектора тяги в пределах 360° [2, 3, 4].
Недостатком таких устройств является малая надежность, связанная со сложностью конструкции и передачи крутящего момента от верхнего редуктора к нижнему (в подводной части) через трансмиссионный вал и коническую передачу.
Частично указанного недостатка лишена конструкция движительно- рулевой колонки, в которой нижний редуктор выполнен цилиндрическим, являющимся второй ступенью верхнего редуктора, а передача крутящего момента на вал с гребным винтом осуществляется за счет гибкого вала[5].
Недостатком такой конструкции является недостаточная эффективность, связанная с малой прочностью гибких валов, работающих в условиях циклически изменяющихся нагрузок.
Частично указанного недостатка лишена конструкция движительно-рулевой колонки, выбранной в качестве прототипа [6,7], в которой гребной винт расположен непосредственно на роторе электропривода.
Недостатком такой конструкции являются большие габариты электропривода, который должен обеспечить необходимый крутящий момент при низкой частоте вращения ротора, не превышающего максимально возможной частоты вращения гребного винта. Это возможно при сложной системе преобразования частоты электропитающей сети, что в свою очередь снижает надежность системы в целом.
Задача предлагаемой полезной модели – упростить конструкцию движительно-рулевой колонки, повысить надежность системы в целом. Технический результат предлагаемой полезной модели - уменьшение размера сечения (перпендикулярного оси гребного вала) движительно-рулевой колонки и, как следствие, улучшение ее гидродинамических характеристик, а также упрощение, повышение надежности и эффективности конструкции движительно-рулевой колонки.
Это достигается тем, что электропривод располагается параллельно валу с гребным винтом, а передача крутящего момента от ротора на вал с гребным винтом производится через два, расположенных с двух сторон электродвигателя, одинаковых цилиндрических редуктора  с возможностью самоустановки за счет использования разнонаправленных косозубых зубчатых зацеплений.
На фиг. 1 представлена конструкция движительно-рулевой колонки, состоящая из: гондолы 1, в которой на подшипниках установлен гребной вал 2 с гребным винтом 3, параллельно гребному валу установлен электродвигатель 4, на роторе 5 которого с двух сторон закреплены косозубые шестерни 6 и 7 с противоположно направленными винтовыми линиями зуба, которые входят в зацепление с косозубыми колесами 8 и 9, закрепленными на гребном валу.
Работа конструкции осуществляется следующим образом: при подаче напряжения на электродвигатель 4, крутящий момент от его ротора 5 передается на гребной вал 2 с закрепленным на нем гребным винтом 3 через две одинаковые цилиндрические косозубые передачи, образованные зубчатыми шестернями 6 и 7, закреплёнными на роторе с двух сторон и зубчатыми колесами 8 и 9, закрепленными на гребном валу, причем направление винтовых линий зуба в зацеплениях 6-8 и 7-9 противоположное, что позволяет выровнять передаваемые моменты между зацеплениями за счет самоустановки шестерен в осевом направлении.
Предлагаемая полезная модель является новой: в отличие от прототипа электродвигатель располагается параллельно валу с гребным винтом, а передача крутящего момента от ротора на вал с гребным винтом производится через два, расположенных с двух сторон электродвигателя, одинаковых цилиндрических редуктора с возможностью выравнивания нагрузки между ними за счет самоустановки разнонаправленных косозубых зубчатых зацеплений.
Источники информации:
1. Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. Л.; «Судостроение», 1988, 360 с.;
2. Патент на полезную модель RU 114662;
3. www.roils-royce.com;
4. ;
www.schottel.com
5. Патент на полезную модель RU
6. www.marine-solutions.de;
www.steerprop.com.