ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ ОПОРА ГРЕБНОГО ВАЛА
ANTIVIBRATION MOUNTING OF PROPELLER SHAFT

Изобретение относится к судостроению, а именно к опорам судовых гребных валов.
Для снижения вибраций, передаваемых вращающимся гребным валом на корпус судна, применяются различные виброизолирующие устройства. Распространенным способом виброизоляции является введение упругой (податливой) связи между вращающимся валом и корпусом судна. При этом в качестве упругих элементов широко применяются резинометаллические амортизаторы. Однако в случае размещения опоры в забортной среде (морской воде) применение резинометаллических конструкций ограничено ввиду ускоренного старения (изменения физико-механических свойств) резины, вызванного агрессивным воздействием среды. Также высокие статические нагрузки, действующие на опорные связи гребного вала (вес самого вала и движителя - гребного винта) требуют увеличения числа упругих резинометаллических элементов или увеличения их размеров, что в совокупности приводит к увеличению размеров опоры и затрудняет ее размещение на судне. В связи вышеизложенным, в виброизолирующих устройствах, работающих в контакте с морской водой применяются преимущественно металлы, устойчивые к воздействию среды, однако отличающиеся пониженной податливостью по отношению к резинометаллическим конструкциям, что снижает эффективность их применения. Примером подобного решения является подшипниковый узел гребного вала, с пониженной радиальной жесткостью (Авторское свидетельство СССР №874476, кл. В63Н 23/36, Бюллетень №39 от 23.10.1981 г.).
Недостатком данного устройства является его недостаточная податливость в направлениях отличных от радиального.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является опора гребного вала, устанавливаемая в дейдвудном устройстве и снижающая вибрации, передаваемые на корпус судна, с помощью упругой втулки на опорном элементе (Авторское свидетельство СССР №829481, кл. В63Н 23/36, Бюллетень №18 от 15.05.1981 г.) - прототип.
Недостатком ее является пониженная надежность, ввиду концентрации механических напряжений в единственном опорном элементе, снижение эффективности виброизоляции при совмещении вектора нагрузки с опорным элементом, а также возможное заклинивание вала при его совместной с втулкой деформации, а именно при его изгибе под действием статической нагрузки, например, при циркуляции судна. Предлагаемое авторами увеличение числа опорных элементов хотя и способствует повышению надежности узла, но также снижает эффективность его виброизоляции ввиду снижающейся податливости.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение вибраций, передаваемых гребным валом на корпус судна, повышение надежности узла и предотвращение заклинивания вала в подшипнике.
Технический результат достигается тем, что в опоре гребного вала, содержащей втулку с подшипником, имеются следующие отличия: втулка закреплена посредством, по меньшей мере, двух упругих тяг, имеющих форму сектора кольца, размещенных симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось гребного вала.
Число втулок с опорными подшипниками может быть больше одной, при этом каждая втулка с подшипником закреплена в опоре, по меньшей мере, двумя упругими тягами, имеющими форму сектора кольца.
Количество тяг, удерживающих втулку может быть увеличено для восприятия большей нагрузки, но их число должно быть кратно двум.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 изображены составляющие опоры гребного вала; на фиг. 2 - вид спереди, вид сверху (вид А) и сечение В-В; на фиг. 3 - сечение Б-Б, а также расположение опоры на гребном валу относительно корпуса судна, движителя (винта) и дейдвудного устройства.
Виброизолирующая опора гребного вала, состоящая, как минимум, из одного опорного подшипника 1 (фиг. 1, 2, 3), установленного во втулке 2 (фиг. 1, 2, 3), удерживаемой, по меньшей мере, двумя упругими тягами 3 (фиг. 1, 2, 3), закрепленными в корпусе опоры 4 (фиг. 1, 2, 3). Упругие тяги выполнены из металла, устойчивого к воздействию среды. Опора 4 закрепляется на корпусе судна 5 (фиг. 3), через нее проходит гребной вал 6 (фиг. 3), при этом опора располагается между гребным винтом 7 (фиг. 3) и дейдвудным устройством 8 (фиг. 3) или совмещена с ним.
При работе опоры 4 вес гребного вала 6, винта 7, а также подшипника 1 и втулки 2 передается через упругие тяги 3 на корпус опоры 4. При этом изгиб вала 6 от действия статической нагрузки (веса винта 7) или квазистатической (действие гидродинамических сил на винт при циркуляции судна) приводит к соответствующему изгибу (в пределах упругой деформации) упругих тяг 3 и повороту сечения втулки 2 совместно с поворотом сечения вала 6. Таким образом, предотвращается заклинивание вала 6 в подшипнике 1. При действии динамических знакопеременных вибрационных нагрузок упругие тяги 3 испытывают сложное нагружение (изгиб и кручение) и деформируются (изгибаются и скручиваются в пределах упругой деформации), чем обеспечивают соответствующую податливость. Форма сектора кольца упругих тяг 3 исключает возможность осевого (продольного) растяжения или сжатия металлических тяг 3, для которого характерно снижение податливости. Вместо этого тяги 3 имеющие форму сектора кольца испытывают изгиб и сохраняют податливость даже в случае совмещения вектора нагрузки с плоскостью, в которой установлены упругие тяги 3, что выгодно отличает предлагаемую опору от прототипа. Также, за счет простого увеличения числа упругих тяг, без изменения конструкции опоры повышается общая надежность узла.
Таким образом, предлагаемая виброизолирующая опора гребного вала за счет увеличения количества опорных (несущих) элементов - упругих тяг, выполненных из металла, имеющих форму сектора кольца, позволяющую им сохранить свою упругость независимо от приложения вектора нагрузки, за счет чего достигается заявленный технический результат.