Устройство охлаждения и смазки упорного подшипникового узла водометного движителя

Полезная модель относится к области водного транспорта, в частности к устройству охлаждения и смазки упорного подшипникового узла водометного движителя.
Упорные подшипниковые узлы в водометных движителях (ВД) воспринимают большие осевые нагрузки при высоких частотах вращения, при этом выделяется большое количество тепла. Именно поэтому в таких узлах, особенно для ВД большой мощности применяется исключительно жидкостная смазка с обязательным охлаждением смазочного масла.
Широко известны устройства охлаждения смазочного масла, которые применяются в различных областях техники, использующей подшипниковые узлы. Для этих целей в ВД упорные подшипники размещают в ступице спрямляющего аппарата (СА), который в процессе работы интенсивно омывается водой, обеспечивая таким образом охлаждение подшипникового узла. У такого конструктивного решения имеются следующие недостатки:
для подачи жидкой смазки необходима сложная система каналов, которая обеспечивала бы постоянную прокачку смазочного масла через систему смазки, находящуюся внутри корпуса судна и включающую масляный насос, резервуар со смазкой, водоотделители и др.
поскольку узел упорного подшипника, являющийся самым нагруженным элементом ВД, находится в месте, недоступном для технического обслуживания в процессе эксплуатации судна, его обслуживание требует обязательного подъема судна из воды.
По этим причинам во многих конструкциях ВД узел упорных подшипников размещают в дейдвудной части ВД, где проще организовать защиту подшипников от попадания воды, а также техническое обслуживание и текущий мониторинг состояния этого узла.
Так, например, известен, выбранный в качестве прототипа, движитель водометный, в носовой части которого на насадке гребного вала расположен опорно-упорный подшипник, снабженный устройством его смазки, включающим выполненную зацело с водозаборником масляную полость, маслораспределительное кольцо, снабженное коаксиально расположенными форсунками в верхней части и радиально расположенными отверстиями в нижней его части и маслонапорную крыльчатку. Подшипник разделяет масляную полость на нагнетательную зону и зону охлаждения, соединенные между собой отверстиями, расположенными в нижней части корпуса масляной полости. Принудительная циркуляция масла обеспечена маслонапорной крыльчаткой (RU 2436706, кл. В63Н 1/00, опубликовано 20.12.2011).
Недостаток известного решения состоит в сложной конструкции устройства смазки подшипника, а также низкой эффективности охлаждения смазочного масла.
Техническая проблема состоит в исключении недостатков прототипа.
Решение указанной проблемы обеспечено техническим результатом, направленным на упрощение конструкции предложенного устройства, не требующего дополнительного оборудования и механизмов для прокачки смазочной жидкости и ее принудительного внешнего охлаждения.
Устройство охлаждения и смазки подшипникового узла водометного движителя также как в прототипе содержит закрепленный на дейдвудной части водометного движителя корпус, внутри которого образована полость смазки, в которой размещен подшипниковый узел. Также устройство содержит средство охлаждения полости смазки, которая снабжена уплотнениями.
В отличие от прототипа средство охлаждения выполнено в виде образованной в корпусе камеры, расположенной снаружи полости смазки и соединенной с двумя каналами, один из которых выполнен с возможностью забора воды из водозаборника водометного движителя посредством напорного штуцера, а другой канал выполнен с возможностью слива отработанной воды в водозаборник посредством сливного штуцера.
Подшипниковый узел устройства включает два подшипника качения опорный и упорный.
Корпус устройства может состоять из трех, соединенных между собой частей, при этом в средней части корпуса расположен опорный подшипник и камера охлаждения.
Полость смазки соединена с расширительным бачком с возможностью поддержания необходимого уровня смазочного масла в этой полости.
Со стороны водозаборника водометного движителя корпус снабжен торцевым уплотнением, а полость смазки - манжетным уплотнением, причем образованная между указанными уплотнениями полость посредством выполненного в корпусе канала соединена с атмосферой.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично показан общий вид ВД в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Как показано на фиг. 1 ВД состоит из рабочего колеса 1, жестко установленного на гребном валу 2, корпуса 3, реактивного сопла 4, СА 5 и водозаборника 6. Гребной вал 2 имеет две шарикоподшипниковые опоры - кормовой опорный подшипниковый узел 7, расположенный в ступице СА и носовой упорный подшипниковый узел 8, расположенный в дейдвудной части 9 ВД, конструктивно являющейся частью водозаборника 6.
Носовой упорный подшипниковый узел 8 представляет собой комплект из двух подшипников качения: радиального (опорного) подшипника 10 и упорного подшипника 11.
Подшипниковый узел 8 расположен в корпусах: 12.1; 12.2; и 12.3, установленных на дейдвудной части 9 и скрепленных с ней и между собой резьбовыми шпильками 13.
Со стороны воды подшипниковый узел защищен торцевым уплотнением 14 и манжетным уплотнением 15, а со стороны внутреннего помещения судна - манжетным уплотнением 16.
Полость, образованная между торцевым уплотнением 14 и манжетным уплотнением 15, соединена с атмосферой (внутренним помещением судна) сообщающимися каналами 17.1 и 17.2, первый из которых образован в корпусе 12.1 подшипникового узла, а второй - в корпусе водозаборника 6, таким образом, чтобы вода, которую в незначительных количествах может пропускать торцевое уплотнение 14, не доходила до манжетных уплотнений 15 и 16.
В корпусах 12.1-12.3 подшипникового узла образована полость смазки 18 подшипников 10 и 11. Полость смазки соединена с расширительным бачком 19, поддерживающим необходимый уровень смазочного масла.
В корпусе 12.2 выполнена камера охлаждения 20 подшипникового узла. Указанная камера снаружи частично опоясывает полость смазки 18.
Как показано на фиг. 2 камера охлаждения 20 соединена посредством каналов в виде трубок 21 и 22 с забортной водой, проходящей по водозаборнику 6 (фиг. 1). Концы указанных трубок в водозаборнике снабжены напорным и сливным штуцерами 23 и 24 соответственно.
Устройство работает следующим образом:
Полость смазки 18 и расширительный бачок 19 заполняют жидким смазочным маслом до необходимого для работы подшипников уровня. В камеру охлаждения 20 по напорной магистрали через напорный штуцер 23 и трубку 21 поступает вода, которая проходя по всей камере охлаждения через сливную магистраль, по трубке 22 и через сливной штуцер 24 выходит обратно в поток в водозаборнике 6. Напорный штуцер 23 выполнен с возможностью улавливания скоростного напора воды, проходящей по водозаборнику при движении судна и работе ВД, а сливной штуцер 24, использующий эжекционный эффект, позволяет удалять проходящую по охлаждающей магистрали воду без затруднений.
Таким образом, устройство охлаждения и смазки упорного подшипникового узла водометного движителя не требует никаких дополнительных механизмов, насосов для прокачки смазочной жидкости и ее принудительного внешнего охлаждения. Кроме того, не требуется устройств для подачи охлаждающей жидкости в теплообменные элементы системы смазки и охлаждения.