RU181006U1

RU181006U1 - Steering column with adjustable pitch propeller

Info

Publication number: RU181006U1
Application number: RU2018109436U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Малыгин; Николай Владимирович Лобанов; Людмила Викторовна Кремлева; Оскар Давыдович Мюллер
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2018-07-03

Abstract

Полезная модель относится к пропульсивным системам судостроения, в частности к движительно-рулевым колонкам с винтом регулируемого шага. Движительно-рулевая колонка с винтом регулируемого шага состоит из корпуса, привода, валопровода, гребного винта с механизмом поворота его лопастей, приводимый в движение посредством винтовой передачи и зубчатых зацеплений от отдельного привода механизма изменения шага. 1 ил.The utility model relates to propulsion shipbuilding systems, in particular to propulsion and steering columns with an adjustable pitch propeller. The propulsion and steering column with an adjustable pitch screw consists of a housing, a drive, a shaft line, a propeller with a mechanism for turning its blades, driven by a helical gear and gears from a separate drive of the pitch change mechanism. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к пропульсивным системам судостроения. The utility model relates to propulsive shipbuilding systems.

Известны традиционные конструкции пропульсивных систем, в которых движение судну задается с помощью винта, соединенного через валопровод с приводом [1].Known are traditional designs of propulsive systems in which the vessel is set in motion by means of a screw connected through a shaft shaft to a drive [1].

Недостатком таких конструкций является плохая маневренность судна.The disadvantage of such designs is the poor maneuverability of the vessel.

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].Partially this drawback is deprived of the design of the propulsive system, which is a propulsion-steering column with one screw, which has the ability to ensure the maneuverability of the vessel due to the possibility of rotation of the column and, therefore, the thrust vector within 360 ° [2, 3, 4].

Недостатком такой конструкции является плохая управляемость тягой гребного винта и негативными динамическими процессами в приводах при переходных процессах изменения скорости судна.The disadvantage of this design is poor controllability of the propeller thrust and negative dynamic processes in the drives during transient changes in the speed of the vessel.

Частично указанного недостатка лишена конструкция пропульсивной системы с регулируемым шагом гребного винта [5], в которой регулирование шага осуществляется управляющей тягой, расположенной в полой части вала, и гидроцилиндром, шток которого кинематически связан с управляющей тягой при помощи рычага, связанного с управляющей тягой через серьгу.The design of the propulsive system with an adjustable pitch of the propeller [5], in which the step is controlled by a control rod located in the hollow part of the shaft, and a hydraulic cylinder, the rod of which is kinematically connected to the control rod by means of a lever connected with the control rod through the earring, is partially deprived of the design .

Недостатком такой конструкции является сложность и большие габариты, что трудно реализовать в движительно-рулевых колонках. The disadvantage of this design is the complexity and large dimensions, which is difficult to implement in propulsion-steering columns.

Частично указанного недостатка лишена конструкция гребного винта с поворотными лопастями [6], являющаяся прототипом и содержащая вал со ступицей, размещенный на основании, поворотные лопасти, червячные редукторы, электродвигатели, причем роторы электродвигателей установлены симметрично по окружности ступицы и снабжены общим круговым статором. Partially indicated drawback is deprived of the design of the propeller with rotary blades [6], which is a prototype and contains a shaft with a hub located on the base, rotary blades, worm gears, electric motors, and the rotors of the electric motors are installed symmetrically around the circumference of the hub and are equipped with a common circular stator.

Недостатком такой конструкции является её сложность, малая надёжность, связанная с большим количеством индивидуальных приводов на каждую лопасть, что, как известно, повышает вероятность выхода из строя в процессе эксплуатации. The disadvantage of this design is its complexity, low reliability associated with a large number of individual drives on each blade, which, as you know, increases the likelihood of failure during operation.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является упрощение и повышение надёжности конструкции рулевых колонок с винтами регулируемого шага.The task to which the utility model is directed is to simplify and increase the reliability of the design of steering columns with adjustable pitch propellers.

Это достигается тем, что привод выполнен в виде электродвигателя, через полый ротор которого и соосный с ним вал гребного винта проходит вращающийся вместе с валом гребного винта шток-толкатель ползуна кулисного механизма изменения шага лопасти, приводимый в движение посредством винтовой передачи и зубчатых зацеплений от отдельного привода механизма изменения шага. This is achieved by the fact that the drive is made in the form of an electric motor, through the hollow rotor of which and the propeller shaft coaxial with it passes the rod-pusher of the slider of the rocker mechanism for changing the pitch of the blade rotating together with the shaft of the propeller, driven by a screw gear and gears from a separate drive mechanism for changing pitch.

На фиг. 1 показана конструкция движительно-рулевой колонки с механизмом изменения шага лопастей гребного винта, состоящая из корпуса 1, электродвигателя 2, ротор 3 которого жестко закреплен на валу гребного винта 4, ползуна 5 кулисного механизма, расположенного в ступице гребного винта 6 с имеющими возможность поворота вокруг своей оси лопастями 7, соединенного с ползуном, шток-толкателя 8, резьбовой конец 9 которого образует винтовую (предпочтительнее роликовинтовую) передачу с гайкой 10, которая установлена на валу гребного винта в подшипниковом узле 11 и связана с валом управляемой электромагнитной муфтой 12, гайка посредством зубчатого зацепления (редуктора) 13 соединена с электродвигателем 14 через управляемую электромагнитную муфту 15, осевое перемещение штока-толкателя, а следовательно, и угол поворота лопастей, отслеживается датчиком 16. In FIG. 1 shows the design of a propulsion-steering column with a pitch change mechanism for the propeller blades, consisting of a housing 1, an electric motor 2, a rotor 3 of which is rigidly fixed to the shaft of the propeller 4, a slider 5 of the rocker mechanism located in the hub of the propeller 6 with the ability to rotate around its axis by blades 7, connected to the slider, a rod-pusher 8, the threaded end 9 of which forms a helical (preferably roller screw) gear with a nut 10, which is mounted on the shaft of the propeller in the bearing les 11 and connected to the shaft of the controlled electromagnetic clutch 12, by the nut toothing (reducer) 13 is connected to the motor 14 through the electromagnetic clutch 15 controlled, axial movement of the pushing rod, and hence the rotation angle of the blades, the sensor 16 is monitored.

Работа механизма осуществляется следующим образом. При включенной муфте 12 и отключенной муфте 15 гайка 10 вращается совместно с валом гребного винта 4, шток-толкатель 8 относительно вала неподвижен, таким образом, шаг лопастей 7 фиксирован; при необходимости уменьшения шага лопастей двигатель 14 вращается с частотой обеспечивающей (с учетом передаточного отношения редуктора 13) вращение гайки 10 с частотой большей частоты вращения вала гребного винта, муфта 15 при этом включена, соединяя двигатель 14 с редуктором 13, а муфта 12 отключена, размыкая гайку 10 с валом гребного винта 4, шток-толкатель движется вперед, толкая ползун 5 и изменяя шаг лопастей 7 до нужной величины, отслеживаемой датчиком 16; при необходимости увеличения шага лопастей двигатель 14 вращается с частотой, обеспечивающей (с учетом передаточного отношения редуктора 13) вращение гайки 10 с частотой меньшей частоты вращения вала гребного винта, муфта 15 при этом включена, соединяя двигатель 14 с редуктором 13, а муфта 12 отключена, размыкая гайку 10 с валом гребного винта 4, шток-толкатель движется назад, толкая ползун 5 и изменяя шаг лопастей 7 до нужной величины, отслеживаемой датчиком 16.The mechanism is as follows. When the clutch 12 and the clutch 15 are turned off, the nut 10 rotates together with the shaft of the propeller 4, the rod-pusher 8 is fixed relative to the shaft, thus, the pitch of the blades 7 is fixed; if it is necessary to reduce the pitch of the blades, the motor 14 rotates at a frequency that ensures (taking into account the gear ratio of the gearbox 13) the nut 10 rotates with a frequency of a higher rotational speed of the propeller shaft, the clutch 15 is turned on while connecting the motor 14 to the gearbox 13, and the clutch 12 is disconnected, breaking a nut 10 with a propeller shaft 4, the rod-pusher moves forward, pushing the slider 5 and changing the pitch of the blades 7 to the desired value, monitored by the sensor 16; if it is necessary to increase the pitch of the blades, the motor 14 rotates with a frequency that ensures (taking into account the gear ratio of the gearbox 13) the nut 10 rotates with a frequency of a lower rotational speed of the propeller shaft, the clutch 15 is turned on while connecting the motor 14 to the gearbox 13, and the clutch 12 is disconnected, opening the nut 10 with the shaft of the propeller 4, the rod-pusher moves backward, pushing the slider 5 and changing the pitch of the blades 7 to the desired value, monitored by the sensor 16.

Предлагаемое техническое решение является новым: отличие от прототипа – применение в качестве привода электродвигателя, через полый ротор которого и соосный с ним валопровод проходит вращающийся вместе с валом гребного винта шток-толкатель ползуна кулисного механизма изменения шага лопасти, приводимый в движение посредством винтовой передачи и зубчатого зацепления от отдельного привода механизма изменения шага. The proposed technical solution is new: it differs from the prototype in the use of an electric motor as a drive through whose hollow rotor and shaft shaft coaxial with it passes the rod-pusher of the slider of the rocker mechanism for changing the pitch of the blade, rotated together with the shaft of the propeller, driven by a helical gear and a gear gearing from a separate drive of the pitch change mechanism.

Источники информации:Information sources:

1. Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. Л.; «Судостроение», 1988, 360 с.;1. Hoffman A.D. Propulsion and steering complex and maneuvering of the vessel. L .; "Shipbuilding", 1988, 360 pp .;

2. Патент на полезную модель RU 114662;2. Patent for utility model RU 114662;

3. www.roils-royce.com;3. www.roils-royce.com;

4. www.schottel.com;4. www.schottel.com;

5. Патент RU 2457147;5. Patent RU 2457147;

6. Патент RU 2387573.6. Patent RU 2387573.

Claims

An engine-steering column with an adjustable pitch screw, consisting of a housing, a drive, a shaft, a propeller with a mechanism for turning its blades, characterized in that an electric motor is used as a drive, through which its rotary shaft and the shaft shaft coaxial with it rotate together with the propeller shaft screw rod-pusher slider rocker mechanism for changing the pitch of the blade, driven by a helical gear and gears from a separate drive mechanism for changing the pitch.