Подшипниковый узел гребного вала

 

Союз Соиетсиик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««87447(т (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) За влено И.12.79 (21) 2894502/27 — 1! с присоединением заявки J%!— (51)M. Кл.

В 63 Н 23/36

Государстеаииый комитет (23) П риоритет—

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень ¹ 39 оо делам иэобретеиий и открытий (53) УД К629.1.037, .5 (088.8) Дата опубликования описания 23.10.81

А, В. Смыков, А. С. Кельзон, В. Н, елизаров, В. И. 1!!улыбин, Б. С. Березин, Г. H. Áûñòðîâ, О, -М; Пряхин, Il. М. Лысенков и Л. А. Туманов; (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель

< 54) ПОД!

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым иодшипниковым узлам гребных валов.

Известен подшипниковый узел гребного ваJI3, содержащий концентрически расположенную внутри дейдвудной трубы втулку (1).

Наиболее близким к предлагаемому является подшипниковый узел гребного вала, содержащий охватывающую последний концентрически расположенную внутри дейдвудной трубы втулку со сквозным продольным пазом на наружной поверхности (2).

Недостатком известных конструкций явля4тся высокая радиальная жесткость узла, приводящая к перекосу гребного вала в подшипнике.

1.!ель изобретения — повышение надежности путем снижения радиальной жесткости подшипннкового уэна. 20!!<к<;<н:генная ис.н л<1стигастся тем, что узел, I<.:<>ФСН. II<< МСН! ° Н<СЙ МСP<., ОДНОЙ IUIRCTIIHOH. расположенной в продольном пазу, упруго деформирующейся в поперечном направлении, исходя иэ условия где д0 — величина деформации пластины в вертикальной .плоскости, проходящей

d через центральную ось втулки; — величина деформации пластины в плоскости, ироходягцей через центральную ось и радиус втулки и расположенной между упомянутой вертикальной плоскостью и плоскостью, проходящей через центральную ось втулки и ее радиус, пересекающий () боковую кромку пластины; и — величина деформации пластины в плоскости, проходящей через цеи-.ральиук< ось втулки и ее радиус, пересекающий <«<киву«> кромку пластины, 874476 при этбм ширина паза больше радиуса направляющей втулки, а его глубина выбрана иэ условия

С О 0 где А — глубина паза;

° %p — толщина пластины, измеренная в вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось втулки.

Кроме того, упомянутая пластина расположена симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через центральную ocb ,втулки.

При этом боковые кромки пластины отогнуты в сторону внутренней поверхности дейдвудной трубы и расположены в контакте с послед неи.

Кроме того, толщина пластины выбрана иэ условия

Ъоъь4 -. ъ и где Й вЂ” тошцина сечения пластины в плоскости, проходящей через центральную ось втулки и расположенной между упомянутой вертикальной плоскостью и плоскостью, проходящей через центральную ось втулки и ее радиус, пересекающий кромку пластины;

Ь» — толщина сечения пластины в плоскосил ти, проходящей через центральную, ось втулки и ее радиус, пересекающий боковую кромку пластины.

При этом упомянутый узел содержит две пластины, установленные одна над другой, причем одна из боковых кромок каждой пластины отогнута в сторону внутренней поверхности дейдвудной трубы и расположена в контакте с последней.

На фиг. 1 представлен подшипниковый узелгребного вала, поперечный разрез; на фиг. 2— то же, продольный разрез; на фиг. 3 — вариант выполнения. подшипникового узла, поперечный разрез; на фиг. 4 — то же, продольный разрез; на фиг. 5 — другой вариант выполнения подшинникового узла, поперечный разрез.

Подшипниковый узел гребного вала содержит втулку 1, концентрически расположенную внутри дейдвудной трубы 2. На наружной поверхности втулки 1 выполнен сквозной продольный наз 3, в котором установлена пластина 4.

1Во втулку 1 с направляющей 5 ее наружной поверхности установлен гребной вал 6 с гребным винтом 7, имеющим ступицу 8. Пластина

4 уложена на опорные элементы 9 таким образом, что может упруго деформироваться в поперечном направлении на величинуд . Глубина сквозного продольного паза 3 обозначена через Ь, а толщина пластины 4 в вертикальной плоскости (проекцин 11), проходя щъи через центральную ocs 10 втулки 1, че.

10 !

40 рез И0 . 1Нирина сквозного продольного паза 3 по направляющей 5 обозначена через 8..

В подшипниковом узле (фиг. 3) пластина

12 расположена симметрично относительно вертикальной плоскости (проекции 11), проходящей через центральную ось 10 втулки 1.

Кроме того, боковые кромки 13 пластины 12 отогнуты в сторону внутренней поверхности дейдвудной трубы 2, а тол пина выполнена переменной по ширине. Максимальное значение толщины находится в вертикальной плоскости проходящей через центральную ось 10 втулки 1, и обозначено через то минимальное значение — через h>, а промежуточное— через h4.

В другом варианте подшипннкового узла (фиг. 5) внутри сквозного паза 3 расположены две пластины 14 и 15, установленные сост. ветственно одна над другой, причем, одна боковая кромка 13 каждой нз пластин 14 и 15 отогнута в сторону внутренней поверхности дейдвудной трубы 2.

При работе подшнпникового узла статическая нагрузка от:веса гребного винта 7 и гребного вала 6 воспринимается втулкой 1, ее внугренней поверхностью, расположенной ее нижней частью в районе сквозного продольного паза 3. Деформируясь, материал втулки 1 передает нагрузку через пластину 4, упруго деформирующуюся в поперечном направлении, опорным элементам 9, которые с свою очередь передают ее дейдвудной трубе 2 и дальше корпусу судна. В результате деформации пластины 4 и опорных элементов 9 внутренняя поверхность втулки 1 в районе сквозного продольного паза 3 деформируется в соответствии с приложенной нагрузкой. При этом радиальная жесткость пластины 4 подбирается таким образом, что на всей длине втулки 1 гребной вал 6 не касается ее внутренней поверхности в районе паза 3.

Во время работы судовой силовой установки кроме статических нагрузок от веса гребного, вала 6 и винта 7 на подшипниковый узел действуют динамические нагрузки от гребного винта 7. За счет упругих свойств материала втулки 1 и пластины 4 часть нагрузки при передаче ее корпусу судна гасится. Деформация втулки 1 в зоне сквозного продольного паза 3 и пластины 4 состоит из суммы деформаций в зависимости от вида приложенной нагрузки (динамической и статической). Требование минимальной работоспособности подшипникового узла гребного вала состоит в том, чтобы пружина А сквозного продольного паза 3 была больше значения деформации от статической нагрузки, характеризующейся величиной веса гребного вала 6 и винта 7. Вели874476 6

;что увеличивает его несущую способность, а следовательно, работоспособность и его ресурс. Кроме того, снижение величины динамической составляющей реакции подппппппсового узла уменьшает вибрацию кормовой оконечности судна, тем самым улучшая условия судового экипажа.

1. Подшипниковый узел гребного вала, содержащий охватьгвающую последний концентрически расположенную внутри дейдвудной тру15 бы втулку со сквозным продольным пазом на наружной поверхности, о т, л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения"надежности путем снижения радиальной жест1сос-. ти подшипникового узла, он снабжен, по мень.. шей мере, одной пластиной, расположенной р продольном пазу, упруго деформирующейся. в поперечном направлении, исходя из условия

°, где д0 — величина деформации mtacnnw в вер тикальной плоскости, проходящей

d через центральную ось втулки; — величина деформации пластины в

30 ллоскости, проходящей через центральную ось и радиус втулки и расположенной между упомянутой вертикальной плоскостью и плоскостью, проходящей через центральную ocb втулки и ее радиус, пересекающий боковую кромку пластины; — величина деформации пластины в плоскости, проходящей через центральную ocb втулки и ее радиус, пересекающий боковую кромку пла тины) при этом ширина упомянутого паза больше радиуса направляющей втулки, а его глубина выбрана из услбвия

45 1 О Q t ° с где Ь вЂ” глубина паза; — толщина пластины, измеренная в верО

THKRltbHoH плоскостир проходящеи через централы ую on втулки..

2.Узелпоп.1, отличающийся. тем, что упомянутая пластина. расположена симметрично относительно вергикальной плоскости, проходящей через центральную оса втулки.

3. Узел по пп. 1 и 2, о т л я ч а ю щ и й» с я тем, что боковые кромки пластины отогнуты в сторону внутренней поверхности

Предлагаемое изобретение позволяет снизить влияние перекоса гребного вала во втулке, чину радиальной жесткости пластины 4, опорных элементов 9 и втулки 1 в зоне паза 3 необходимо выбирать таким образом, чтобы, при работе подшипникового узла гребного вала деформация указанных элементов не приво-, дила бы к жесткому опиранию гребного вала 6 на дейдвудную трубу 2.

В подшипниковом узле (фиг. 3), тожцина стенки пластины 12 выполнена переменной по ширине с наибольшей толщиной 10 на проек- 10 Формула изобретения ции 11 вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось 10 (фиг. 4), а роль опорных элементов 9 выполняют боковые кромки 13. Это необходимо для обеспечения равномерного поля радиальной жесткости подшипникового узла гребного вала, так как при смещении равнодействующей нагрузки на подшипниковый узел под углом к вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось 10 втулки 1, например, при качке судна на волнении заданная радиальная жесткость должна сохраняться. А так как радиальная жесткость подшипникового узла определяется жесткостью пластинь| 12, то для сохранения заданной радиальной жесткости пластины 12 в определенном диапазоне ее ширины толщина пластины 12 выполнена переменной. Введение переменной толщины пластины 12 по ее ширине изменяет экваториальный момент инерции пластины 12, а следовательно, ее поперечную жесткость в сечении.

В другом варианте .подшипннкового узла (фиг. 5) величина радиальной жесткости каждой из пластин 14 и 15 определяется ее геометрическими размерами и местом приложения нагрузки. Обеспечение равномерного поля радиальной жесткости подшипникового узла достигается за счет пластин 14 и 15, так как при смещении вектора нагрузки, например, при качке судна на волнении радиальная жесткость подшипникового узла без учета радиальной жесткости втулки 1 в зоне паза 3 складывается из радиальной жест1сости пластин 14. и 15.

При действии вектора нагрузки в вертикаль. ной плоскости, проходящей через центральную ось 10 втулки 1, радиальные жесткости пластин 14 и 15 равны при их симметричном расположении относительно упомянутой плоскости. Смещение вектора нагрузки подшипникового узла в одну из сторон, например в сторону неотогнутой боковой кромки 13 плас тинь 14, приводит к уменьшению радиальной жесткости пластины 14 и увеличению радиальной жесткости пластины 15. В то же время суммарная радиальная жесткость при соответствующем подборе геометрических размеров пластин 14 и 15 остается постоянной. дсйдвудной трубы и расположень> в контакте с последней.

4. Узел по п, 3, отличающийся тем, что толщина пластины вь>Г>рана из условия

ho>h - >4и где и — толщина сечения пластины в плоскости, проходящей через центральную ось втулки и расположенной между упомянутой вертикальной плоскостью и плоскостью, проходящей через центральную ось втулки и ее радиус, пересекан>гний боковую кромку пластины;

4476 ч

И „- толщина сс JcH»>l пластины в н:«h,< ти, проходящей через цен>ральнун ось втулки и се parwyc, нересскающий боковую кромку пластины.

5. Узел по и. 1, о т л и ч а н> шийся

fcM, что он содержит две пластины, уста>щвленные одна над другой, причем одна из боковых кромок каждой пластины отогнута в сторону внутренней поверхности дейдвудной трубы и

10 расположена в контакте с последней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

). Авторское свидетельство С(ТР У 384738, кл. В 63 И 33/36, 1971.

2. Авторское свидетельство (Т(Р N S455)3, кл. В 63 Н 23/3 .>, )975 (прототип).

874476

Составитель Л.Мусилович

Техред Т.Маточка

Редактор Н. Альшина

Корректор В. Бутяга

Заказ 9158/29

Тираж 492

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб;, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4