17:36
Гребной винт судна

Устройство, преобразующее работу двигателя в работу по преодолению сопротивления воды, называется движителем. Наиболее распространенным движителем моторных лодок является гребной винт, имеющий высокий к. п. д., относительно простой в изготовлении, обеспечивающий передачу широкого диапазона мощностей, небольшой по весу и надежный в эксплуатации. Состоит из ступицы и расположенных равномерно по окружности лопастей. Ступица насаживается на вал, вращаемый двигателем, и закрепляется шпонкой и гайкой-обтекателем. При вращении гребного винта лопасти, захватывая воду и отбрасывая его назад, развивают силу, необходимую для продвижения судна. Эта сила называется упором гребного винта.
 

Размеры гребного винта для моторной лодки, в значительной степени сказывающиеся на к. п. д. винтомоторной установки и развиваемой судном скорости, должны быть хорошо согласованы с сопротивлением движению судна и мощностью установленного двигателя.
 

Гребные винты изготовляются из чугуна, бронзы, латуни, стали и алюминия, бывают с двумя, тремя и четырьмя лопастями. Опыт показывает, что наибольший к. п. д. достигается при двухлопастных винтах. Лопасти делают цельнолитые или сменные.
 

Чугунные винты несложны в изготовлении, но малопрочны, .так как чугун хрупок, и лопасть может быть легко отбита даже при несильном ударе. Бронзовые, латунные и алюминиевые винты, более стойкие в работе, нашли широкое применение на моторных лодках и катерах.
 

Для отливки гребных винтов применяются специальные сорта бронзы, например марганцовистая, которая при небольшой хрупкости обладает достаточной прочностью и вязкостью.
 

На моторных лодках и катерах чаще всего применяют двух- и трехлопастные гребные винты.
 

Лопасть выбирают обычно такую, чтобы при развертывании она имела приблизительно эллиптическую форму.
 

Сторона лопасти, обращенная по ходу к носу лодки, называется засасывающей, или спинкой лопасти. Кривизна поверхности ее зависит от формы сечения лопасти
на различных радиусах. 

 

Сторона лопасти винта, обратная засасывающей, называется нагнетающей. Фигура, образующаяся при пересечении лопасти с цилиндром, соосным с винтом,— сечение лопасти (рис. 77). Свободный конец последней называется краем, а примыкающий к ступице — корнем лопасти. Кромка лопасти, обращенная в сторону вращения винта при переднем ходе судна, называется входящей, а противоположная — выходящей.

Сечения и проекции лопастей винта

Винт подвергается действию весьма значительных сил, поэтому его лопасти должны быть достаточно толстыми. Для этого, а также для упрощения изготовления винта большее количество материала располагают на спинке лопасти, т. е. стороне поверхности, повернутой к судну, и получается выпуклая поверхность задней стенки. Лопасти сверху закругляют, чтобы достичь меньшего сопротивления при вращении винта в воде.
 

Гребные винты бывают правого и левого вращения. У одновинтовых судов они всегда правого вращения. При определении направления вращения винта необходимо смотреть на него со стороны кормы.
 

Основными характеристиками гребного винта являются диаметр D и шаг H. За диаметр винта принимают диаметр круга, описываемого краем лопасти. Шагом винта называется расстояние, которое винт прошел бы при вращении за один оборот в неподвижной среде. Фактически при вращении гребной винт за один оборот проходит расстояние меньше шага. Разность между шагом и пройденным расстоянием называется скольжением.
 

При работе движительного механизма могут быть два нежелательных случая:
 

а)    двигатель развивает число оборотов меньше нормального («не добирает» мощность);
 

б)    двигатель развивает число оборотов больше нормального; при этом не полностью используется мощность.
 

В первом случае говорят, что винт по отношению к двигателю по упору «тяжелый», во втором — «легкий».
 

Если легкий, необходимо увеличить шаговое отношение H/D, когда тяжелый — уменьшить. При этом лучше варьировать величиной Н.
 

Шаг и диаметр винта рассчитывают с учетом сопротивления воды движению корпуса, заданной скорости хода судна, частоты вращения и мощности устанавливаемого двигателя.
 

Для легких быстроходных лодок требуются винты с большим шагом или шаговым отношением H/D, для тяжелых и тихоходных — с меньшим.
 

При обычно применяемых двигателях с частотой вращения 1500 - 5000 об/мин оптимальное шаговое отношение Н/D составляет:

— для гоночных мотолодок и глиссеров — 0,9—1,4;

— легких прогулочных катеров — 0,8—1,2;

— водоизмещающих катеров — 0,6—1,0;

— очень тяжелых тихоходных катеров — 0,55—0,80.

Следует иметь в виду, что эти значения справедливы, если гребной вал делает примерно 1000 об/мин. При другой частоте вращения необходимо применять редуктор.
 

Чтобы вращение винта было равномерным, его необходимо отбалансировать (уравновесить). Винт считается статически уравновешенным, когда центр тяжести лежит на оси вращения; если этого нет, то при вращении гребного винта возникает центробежная сила, которая может деформировать конец вала и вызвать вибрацию, а иногда и поломку вала.
 

Желая проверить статическую отбалансированность винта, его закрепляют на оправке, которую поворачивают на двух «ножах» станка. Гребной винт, статически отбалансированный, приходит в состояние покоя в любом произвольном положении; в противном случае он, подобно маятнику, стремится после нескольких колебаний остаться в каком-либо другом положении, причем более тяжелая сторона всегда будет находиться внизу. Для достижения баланса необходимо снять металл с тыльной стороны лопастей или ступицы.
 

С ростом шероховатости поверхностей лопастей к. п. д. винта падает вследствие увеличения потерь на трение. Поэтому для винтов моторных (особенно быстроходных) судов имеет большое значение тщательная обработка поверхностей лопастей. Полировка их с обеих сторон дает весьма ощутимое повышение к. п. д. винта.
 

Наклон валопровода должен быть минимальным, но обеспечивающим достаточное погружение гребного винта. Для предупреждения вибрации между корпусом и концами лопастей необходим зазор, равный или больше 1/6 диаметра винта.

Категория: Устройство малых судов | Просмотров: 204 | | Теги: гребной винт, гребной винт лодки, гребной винт судна