Дейдвудное устройство

 

Изобретение относится к судостроению , а именно к дейдвудным уст ройствам, и м.б. использовано также в областях техники, где применяются узлы трения с неравномерно распределенной нагрузкой по длине подшипника, а.также работающие в средах с наличием абразивных и других видов механических примесей. Цель - повышение надежности. В крепежном элементе имеются сквозные радиальные отверстия. Вставка выполнена в виде набора тел качения,размещенных в радиальных отверстиях и скрепленных с валом и кре-i пежным элементом. Отношение линейно й независимости тел качения к линейной податливости сопряженных элементов больше единицы. Тело качения выполнено в виде ролика диаметром, большим ширины радиального отверстия в крепежном элементе. Тело качения м.б. выполнено в виде конического ролика, установленного наименьшим диаметром со стороны носового торца втулки. Крепежный элемент м.б. соединен с гребным валом, а тела качения установлены между втулкой и крепежным элементом. Тела качения м.б.установлены между v- крепежным элементом и ступицей гребно го винта. Крепежный элемент м.б. ус- 59 тановлен в верхней части втулки.При работе часть нагрузки от гребного вин та воспринимается вкладышем, а основная нагрузка передается корпусу через РОЛИКИ. При этом абразивные частицы, S Попав в зону контакта сопряженных элементов, вымываются водой благодаря Прерывистости поверхностей сопряжения в крепежном элементе. 6 з.п. ф-лы 8 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„142 51

А1

1> 4 F 16 С 21/00, В 63 Н 23/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3, Н A BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 53,; (21) 40159 72/25-27 (22) 22.01.86 (46) 07.10.88. Бюл. У 37 (72) А.В.Орехов, М.Б.Рубин, Е.В.Соков, П.М.Лысенков, В.Н.Елизаров, Г.С.Солюпев„ А,Н.Писарев, А.Т.Рогалев А.B.Ñì êîâ и В.А.Черепнин (53) 621.822.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1090615, кл. В 63 Н 23/36, 1983. (54) ДЕЙДВУДНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к судостроению, а именно к дейдвудным устройствам, и ммвб. использовано также в областях техники, где применяются узлы трения с неравномерно распределенной нагрузкой по длине подпипника, а.также работающие s средах с наличием абразивных и других видов механических примесей. Цель — повьппение надежности. В крепежном элементе имеются сквозные радиальные отверстия.

Вставка выполнена в виде набора тел качения, размещенных в радиальных отверс гиях и скрепленных с налом и кре-, пежным элементом. Отношение линейной независимости тел качения к линейной податливости сопряженных элементов больше единицы. Тело качения выполнено в виде ролика диаметром, большим ширины радиального отверстия в крепежном элементе. Тело качения м.б. выполнено в виде конического ролика, установленного наименьшим диаметром со стороны носового торца втулки. Крепежный элемент м.б, соединен с гребным валом, а тела качения установлены между втулкой и крепежным элементом.

Тела качения м.б.установлены между „ крепежным элементом и ступицей гребно

С

ro винта. Крепежный элемент м.б. ус- Ж тановлен в верхней части втулки.При работе часть нагрузки от гребного вин VФ та воспринимается вкладышем, а основ- С . ная нагрузка передается корпусу через ролики. При этом абразивные частицы, Д попав в зону контакта сопряженных элементов, вымываются водой благодаря прерывистости поверхностей сопряжения в крепежном элементе. б з.п. ф-лы

8 ил.

1428851

Изобретение относится к судостроению, в частности к дейдвудным устройствам, и может быть использовано в тех областях техники, где применяются узлы тр ения с неравномерно распр еделенной нагрузкой по длине подшипника, а также работающие в средах с наличием в них абразивных и других видов механических примесей. 10

Целью изобретения является повыше ние надежности работы устройства за

Счет снижения теплонапряженности элементов пары трения и уменьшения их

Износа в загрязненных механически- 15

Ьи примесями средах.

На фиг, 1 представлено дейдвудное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — узел I на фиг, 1; на фиг, 4 20 модификация дейднудного устройства, продольный разрез, на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 и 7 дейдвудное устройство, варианты, на фиг. 8 — сечение В-В на фиг, 7„ 25

Дейдвудное устройство (фиг. 1 и

2) содержит дейдвудную втулку 1 с цилиндрическим вкладьппем 2 из антифрикционного материала, например капролона, при этом вкладыш 2 может быть ЗО выполнен как монолитным, так и набран из отдельных планок, Внутри вкладьппа

2 смонтирован гребной .вал 3, на котором консольно закреплен гребной винт 4. Устройство имеет по меньшей З5 мере оцин крепежный элемент 5 с встав. кой 6, установленный в районе кормового 7 или носового 8 торцов peAgвудной втулки. 1. В элементе 5 выполнены сквозные радиальные отверстия

9, а втулка 6 составлена из набора отдельных.тел 10 качения, размещенных в отверстиях 9. Гребной вал 3 и дейднудная втулка 1 через тела 10 находятся в кинематическом взаимодействии. Каждое тело 10 выполнено в виде ролика с диаметром и, большим ширины b отверстия 9. Ролики 10 установ,пены между валом 3 и элементом 5, изготовленным в виде втулки с фланцем

11, прикрепленным к дейдвудной втулке 1, например, с помощью болтон, Ось 12 расточки внутренней поверхносги элемента .5 вьппе центральной оси

13 дейдвудной втулки на величину статической деформации упругой сис-, темы ролик 10 — элемент 5 — дейдвудная втулка 1 от веса винта 4, например, на 0,1 мм.

В модификации устройства (фиг 3) диаметр d, ропика 10 выбирается из соотношения d > 4 >,...,d, где

d d d n диаметры ролика 10 по

его длине (фиг. 3), т, е. ролик выполнен конусным с наибольшим диаметром обращенным к кормовому торцу 7 втулки 1 .

В модиф: кации (фиг. 4 и 5) крепежный элемент 5 выполнен в виде сектора 14, установленного в нижней части дейдвудной втулки 1 симметрично вертикальной плоскости 15, а угловая мера Ч дуги контакта ролчков 10 с поверхность вала 3 больше iV/6.

В модификации устройства (фиг.б) . элемент 5 прикреплен к валу 3, например, с помощью прессового соединения.

Ролики f0 установлены между дейдвуд-. ной в гулкой 1 и элементом 5, а ось 16 кольцевой выточки 17 дейдвудной втулки 1 выше оси 13 на величину статической деформации 3< системы ролик

10 — элемент 5 — консоль 1 вала 3 от веса винта 4.

В модификации устройства (фиг. 7) ролики 10 установлены между элементом 5 и внутренней поверхностью 18 ступицы 19 винта 4. Элемент 5 прикреплен к дейдвудной втулке ) через фланец, например, с помощью болтового соединения.

В модификации устройства (фиг. 8) сектор 20 элемента 5 установлен в верхней части дейдвудной втулки 1.

Дейдвудное устройство работает сл ед ующим о бр а з ом, При работе гребного винта 4 за корпусом судна (не показан) часть нагруэки воспринимается вкладышем 12, а основная нагрузка от вала 3 (фиг.1) передается корпусу через ролики 10.

При этом„чем вьппе податливость связи гребной вал 3 — элемент 5 — ролики 10 — дейдвудная втулка 1, составляющей кинематическое взаимодействие ее деталей, тем меньше передача динамических нагрузок от гребного винта

4 на корпус судна, т.е. выше виброзащитные свойства устройства. Форма выполнения, место крепления и материал роликов 10 и контактирующих с ним поверхностей существенно влияют на распределение нагрузки как на ролик 10, так и на вкладыш Z ло их длине. На основе этого разработаны модификации устройства, учитывающие влияние особенности компановки его деталей на

1428851 надежность работы дейдвудного устройства.

Применение вставки 6, являющейся в известном устройстве опорой скольжения, тела 10 качения (шарики или ролики), служащие опорами качения, снижает потери мощности на трение тел 10 и вала 3, тем самым уменьшая теплонапряженность узла трения устройства и повышая его срок службы, а следовательно, надежность. Наличие сквозных радиальных отверстий 9 позволяет охлаждающей воде, протекающей через дейдвуд (система прокачки не показана), омывать тела 10 не только в районе их контакта с валом 3 и элементом 5, но и остальную поверхность.

А так как тело качения все время вращается, то интенсивность его охлаждения водой будет высокой, а следовательно, снижается теплонапряженность деталей и увеличивается надежность устройства, Одновременно абразивные частицы (не показаны), попав в зону контакта пары вал 3 — тело 10 и тело

10 — элемент 5, выталкиваются из этой зоны телом 10 при его движении вокруг оси и вымываются общим потоком воды, что уменьшает абразивный износ пара, увеличивая их срок службы.

В модификации устройства (фиг.1) деформация консоли элемента 5, выполненного в виде втулки с фланцем 7, ориентирует ролик 10 в соответствии с изгибом консоли гребного вала 3.

Подбором радиальной жесткости элемента 5 можно добиться оптимальной загрузки роликов 10 и вкладыша 2 по их длине из условия обеспечения наибольшей надежности устройства.

При соосном расположении осей 13 и 12 из-за деформации ролика 10 и элемента 5 от веса вала 3 и винта

4 нарушается центровка валопровода (не показан) и, следовательно, изменяется распределение нагрузок по его опорам, в том числе и на ролики 10 и вкладыш 2. Поэтому размещение оси

12 выше оси 13 на величину 1, обеспечивает заданную центровку валопровода и задаваемое распределение нагрузок по его опорам.

В модификации устройства (фиг.3) выбор ролика 10 в виде конического тела, максимальный диаметр которого направлен к кормовому 7 торцу дейдвудной втулки 1, распределяет величину контактного давления по его длине более равномерно, так как наибольшая нагрузка от веса винта 4 действует у кормового торца ролика 10, а чем меньше разность между диаметрами контактирующих тел, тем меньше величина контактного давления между ними.

Поэтому применение конусного ролика t0 с заданным наклоном образующей поз10 воляет снизить контактное давление в узле трения, выравнивает контактные давления по длине и увеличивает надежность устройства.

При выполнении модификации устрой15 ства (фиг. 4 .и 5) нагрузка от вала 3 и винта 4 воспринимается только на угле дуги (, который из условия устойчивости системы должен быть больше Г /6. Участок вкладыша 2, расположен20 ный в верхней части дейдвудной втулки 1 в районе установки роликов 10, выполняет роль ограничителей колебаний вала 3 как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, В случае

25 их износа демонтаж производится без съема гребного винта 4, что увеличивает ремонтопригодность устройства, а следовательно, его надежность, так как смену изношенных деталей дейдвудЗ0 ного устройства в случае их аварийного выхода из строя можно производить на плаву, что особенно важно для судов арктического и .антарктического флота.

В модификации устройства (фиг. 6) закрепление элемента 5 на валу 3 увеличивает путь, проходимый роликами .10 по поверхности дейдвудной втулки

1, тем самым увеличивая срок службы

40 и надежность устройства, так как износ дейдвудной втулки 1 носит не локальный характер, а распределяется по всей поверхности трения. В то же время закрепленный на валу 3 элемент

45 5, вращаясь вместе с валом 3, увлекает за собой ролик 10, в результате чего последний участвует в двух движениях вокруг оси 13 и вокруг собственной продольной оси (не показана), 60 что происходит из-за момента, возникающего на поверхностях трения между роликом 10, поверхностью дейдвудной втулки 1 и элементом 5. При указанном движении толщина смазочного слоя в

55 зонах контакта ролика 10 скаладывается, а следовательно, надежность работы устройства повышается.. Для исключения влияния расцентровок валопровода на загрузку узла трения в пред I 4 28851

ЗО

35 лагаемой модификации ось 16 выточки i 7 дейдвудной втулки 1, смещенная относительно оси. 13 вверх на величину и ось 13 при монта>ке валопровода совпадают между собой при деформации системы ролик 10 — элемент 5 — консоль 1„вала 3 от веса винта 4.

В модификации устройства (фиг. 7) надежность увеличивается за счет увеличения поверхности скольжения из-за размещения роликов 10 с элементом 5

:внутри ступицы 19 винта 4. При этом, .уменьшение 1 к вала 3 изменяют частоты ,свободных изгибных колебаний в сторону уменьшения возможности развития резонанса, тем самым повышая надежность работы устройства °

В модификации изобретения (фиг.8) выполнение элемента 5 в виде сектора

20 кроме увеличения ремонтопригодности узла трения снижает материалоемкость устройства. Для ремонта.и обследования устройства нет необходимос ти снимать винт 4, а достаточно сместить вал 3 в осевом направлении.

В модификации устройства с элементами из материалов с отношением линейных податливостей поверхностей ролика l0 и податливости любой контактирующей с ним детали, например, .дейдвудной втулки 1, большим единицы, позволяет получить более равномерное распределение давления по поверхностям контакта, уменьшить колебания вала 3 из-за малых диаметральных зазоров в узле трения даже при использовании для роликов 10 материала ="о значигель>ь>м изменением линейных размеров от >злагопоглощения. например, таких„ как капролон (водопоглощение максимальное 7,4% 0СТ 5,4183-76) .

В с:.учае выполнения обратного соотношения, рассматриваемого в другой модификации (ролик 10 — бронза, поверхность ьтулки 1; вала 3 и элемента 5 — капролон) увеличивается демпфирующая способность узла трения при передаче динамических нагрузок от вала 3 на дейдвудную втулку

1, т.е. уменьшается шумность работы узла, а следовательно, увеличивается его. надежность. Дополнительно в предлагаемой модификации снижается расход дефицитных цветных материалов.

Таким образом, применение дейдвудного устройства за счет снижения потерь. мощности на трение, более равномерного распределения нагрузок по поверхностям скольжения узла трения, уменьшения теплонапряженности в зоне трения, уменьшения износного воздействия абразивных частиц на поверхности трения, снижения виброактивности валопровода и увеличения ремонтопригодности приводит к повышению надежности его работы.

Формула изобр ет ения

1. Дейдвудное устройство, содержащее дейдвудную втулку с установленным в ней вкладышем из антифрикпионного материала, внутри которой установлен гребной вал с закрепленным кон. сольно гребным винтом, а также установленный у торца втулки и соединенный с ней крепежный элемент со вставкой, угол линии сопряжения которой с поверхностью вала более й./6, при а этом крепежный элемент выполнен в виде сектора с фланцем и установлен во втулке симметрично вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось втулки, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности, в крепежном элементе выполиены сквозные радиальные отверстия, а вставка выполнена в виде набора тел качения, размещенных в радиальных отверстиях и сопряженных с валом и крепежным элементом, а отношение линейной податливости тел качения к линейной податливости сопряженных элементов больше единицы.

2, Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждое тело качения выполнено в видe ролика диаметром, больпп.м ширины радиальноro отверстия в крепежном элементе.

3. Устройство по и„ 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что тела качения выполнены в виде конических роликов, установленных наименьшим диаметром со стороны носового торца втулки.

4. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что крепежный элемент соединен с гребным валом, а тела качения установлены между втул. к ой и кр еп ежным зл еме нт ом.

5. Устройство по пп. 1, о т л и ч а >О.щ е е с я тем, что тела качения установлены между крепежным элементом и ступицей гребного винта.

6. Устройство по пп. 1 и 4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что крепежный элемент установлен в верхней части втулки.

9 10 бх О 12 Ф

РМ2. 7

7. Устройство по пп, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что крепежный

142885 t 8 элемент установлен во внешней части втулки, 1428851

1 428851

С оставит ель Т. Хр омова

Редактор А.Ворович Техред M.Moðãåíòàë Корректор В,Романенко

Заказ 5103/32 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4