Пропульсивні установки з груповим приводом та співвісними гвинтами протилежного обертання і гвинтами, що перекривають один одний

К.т.н. Тарабрін О.І.*, к.т.н. Щербак Ю.Г.**

*Миколаївський навчально-науковий інститут Одеського національного університету ім. І.І. Мечнікова,

**Чорноморський державний університет ім. Петра Могили

ПРОПУЛЬСИВНІ УСТАНОВКИ З ГРУПОВИМ ПРИВОДОМ ТА СПІВВІСНИМИ ГВИНТАМИ ПРОТИЛЕЖНОГО ОБЕРТАННЯ І ГВИНТАМИ, ЩО ПЕРЕКРИВАЮТЬ ОДИН ОДНИЙ

До числа пропульсивних установок, які дозволяють підвищити техніко-експлуатаційні показники морських транспортних суден, відносяться установки із співвісними гвинтами протилежного обертання та гвинтами, що перекривають один одний. Ознакою таких установок є перерозподіл навантаження між гребними гвинтами, накладення потоків, які створюються лопаттями сусідніх гвинтів та збільшення їх гідродинамічної реакції. В ряді випадків покращується загальна компоновка судна та забезпечується більш ефективне використання вантажних приміщень.

В роботі [1] на основі авторських пропозицій [2-5] наведено схеми однодизельних реверсивних пропульсивних установок з двома (трьома) гвинтами, що перекривають один одний та співвісними гвинтами протилежного обертання. Їх певним недоліком є втрата ходових якостей судна при зупинці головного двигуна внаслідок експлуатаційних порушень.

За рядом причин (з метою підвищення надійності установки, необхідності створення установки певної потужності та можливостей її розташування в корпусі судна і т. ін.) вважається за доцільне використання пропульсивних установок з груповим приводом гвинтів на базі реверсивних дизельних двигунів.

Надалі наведено схемні рішення пропульсивних установок з груповим (дводизельним) приводом і співвісними гвинтами протилежного обертання [6] та гвинтами, що перекривають один одний [7].

На рис. 1 наведено схему дводизельної пропульсивної установки із співвісними гвинтами протилежного обертання.

Пропульсивна установка складається з двох головних реверсивних дизельних двигунів 1 і 2 відповідно лівого і правого бортів судна, котрі за допомогою розчіпних муфт 3 і 4 передають крутний момент на передавальні вали 5 і 6 зубчастого зачеплення. На передавальних валах 5 і 6 встановлено відповідно зубчасті шевронні колеса 7 і 8. Шевронні колеса 7 і 8 знаходяться у зубчастому зачепленні відповідно із зубчастими колесами 9 і 10, встановленими на проміжних валах 11 і 12, котрі передають обертання на шевронне колесо 13 зовнішнього вала 14 пропульсивної установки. Співвісно із шевронними колесами 9 і 10 розташовані відповідно прямозубі колеса 15 і 16, котрі через чотири прямозубі паразитні шестерні 17 передають крутний момент на прямозубе колесо 18 внутрішнього вала 19. Прямозубі паразитні шестерні 17 встановлено на чотирьох нерухомих осях 20, що закріплені на корпусних плитах 21. В якості опор кожного зубчастого колеса використовуються ролики 22 котушкоподібного типу (всього передбачено 14 роликів). Кожний ролик 22 має по три пояски 23, які контактують з відповідними циліндричними ділянками зубчастих колес 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 18. Ролики 22 установлені у втулках 24 неповноохоплюваних гідростатичних підшипників. Втулки 24 підшипників закріплені у корпусі 25 та у кришці 26 і мають трубопроводи 27 для підведення робочого середовища у зазори неповноохоплюваних гідростатичних підшипників. Співвісні гребні гвинти 28 і 29 послідовно розміщені на співвісних валах 14 і 19 таким чином, що задній гвинт 29 закріплено на внутрішньому валу 19, а передній гвинт 28 − на зовнішньому валу 14. До складу пропульсивного комплексу також входять відповідно носовий 30 і кормовий 31 головні упорні підшипники, а також дейдвудний пристрій 32.

Наявність у схемі зубчастого зачеплення блоків прямозубих зачеплень дозволяє компенсувати осьові переміщення, що спрощує монтаж упорних підшипників валопроводу і в цілому підвищує експлуатаційну надійність

пропульсивної установки. При зупинці одного із двигунів пропульсивної установки кінематична схема зубчастого зачеплення забезпечує протилежне обертання співвісних валів і відповідних гребних гвинтів, що відповідає штатному режиму їх роботи.

На рис. 2 зображена схема пропульсивної установки з груповим приводом (дводизельна установка) та передачею потужності на гвинти, що перекривають один одний.

Установка складається з двох головних реверсивних дизельних двигунів 1 і 2, котрі за допомогою розчіпних муфт 3 і 4 передають крутний момент на передавальні вали 5 і 6 зубчастого зачеплення. На передавальних валах 5 і 6 встановлено відповідно зубчасті шевронні шестерні 7 і 8. Шевронні шестерні знаходяться у зубчастому зачепленні відповідно із зубчастими колесами 9 і 10, розташованими на вихідних валах 11 і 12 зубчастого зачеплення пропульсивної установки. В разі необхідності шестерні 7 і 8 та колеса 9 і 10 виконуються таким діаметром, що в зачепленнях 7-9 та 8-10 забезпечується редукція обертів. Зубчасті колеса 9 і 10 з’єднані між собою парою паразитних шестерень 13, розташованих на нерухомих осях 14, закріплених до корпусу зубчастого зачеплення. В якості опор шевронних зубчастих шестерень 7 і 8 та зубчастих коліс 9 і 10 використовуються ролики 15 котушкоподібного типу (всього передбачено 8 роликів). Кожен ролик 15 має по три пояски 16, які контактують з відповідними циліндричними ділянками шестерень 7 і 8 та коліс 9 і 10. Ролики 15 установлені у втулках 17 неповноохоплюваних гідростатичних підшипників. Втулки 17 закріплені у корпусі 18 та кришці 19 зубчастого зачеплення та мають трубопроводи 20 для підведення робочого середовища у зазори неповноохоплюваних гідростатичних підшипників. Вихідні вали 11 і 12 зубчастого зачеплення з’єднані з гребними валами 21 і 22, на яких розташовані відповідно гребні гвинти 23 і 24. До складу пропульсивного комплексу входять також головні упорні підшипники 25 та дейдвудні пристрої 26.

Застосована кінематична схема забезпечує передачу потужності одночасно на гребні гвинти 23 і 24 при роботі тільки одного із головних двигунів 1 і 2 пропульсивної установки.

Конструктивні заходи, що наведені в розглянутих схемах (рис. 1 і 2) підвищують ефективність роботи пропульсивної установки та її надійність.

Література:

1. Тарабрин А.И., Щербак Ю.Г. Схемы однодизельных реверсивных пропульсивных установок (ОДПУ) с двумя (тремя) перекрывающимися винтами (ПВ) и соосными винтами противоположного вращения (ВПВ) // Материали за 3-а международна практична конференция, “Умение и новоъведения”, − 2007. Том 10. Технологии. София. “Бял ГРАД-БГ” ООД. − С. 43-45.

2. Деклараційний патент на корисну модель № 11344 (UA). Однодизельна двовальна пропульсивна установка з гвинтами, що перекривають один одний / О.І. Тарабрін, О.К. Чередніченко, Ю.Г. Щербак. − № u 200506329; Заявл. 25.06.2005; надрук. 15.12.2005. Бюл. № 12.

3. Деклараційний патент на корисну модель № 12107 (UA). Однодизельна тривальна пропульсивна установка з гвинтами, що перекривають один одний / О.І. Тарабрін, О.К. Чередніченко, Ю.Г. Щербак. − № u 200507709; Заявл. 02.08.2005; надрук. 16.01.2006. Бюл. № 1.

4. Деклараційний патент на корисну модель № 11396 (UA). Однодизельна пропульсивна установка із співвісними гвинтами протилежного обертання / О.І. Тарабрін, О.К. Чередніченко, Ю.Г. Щербак. − № u 200506649; Заявл. 07.07.2005; надрук. 15.12.2005. Бюл. № 12.

5. Патент на корисну модель № 21976 (UA). Однодизельна пропульсивна установка із співвісними гвинтами протилежного обертання / О.І. Тарабрін, Ю.Г. Щербак. − № u 200611598; Заявл. 03.11.2006; надрук. 10.04.2007. Бюл. № 4.

6. Патент на корисну модель № 32277 (UA). Дводизельна пропульсивна установка із співвісними гвинтами протилежного обертання / О.І. Тарабрін, Ю.Г. Щербак. − № u 200800017 заявл. 02.01.2008; надрук. 12.05.2008. Бюл. № 9.

7. Патент на корисну модель № 33737 (UA). Пропульсивна установка з груповим приводом та одноступеневою передачею потужності на гвинти, що перекривають один одний О.І. Тарабрін, Ю.Г. Щербак. − № u 200802570; Заявл. 28.02.2008. − Надрук. 10.07.2008. Бюл. № 13.