Дводизельна пропульсивна установка із співвісними гвинтами протилежного обертання

Корисна модель відноситься до галузі суднового машинобудування та може використовуватися у складі пропульсивного комплексу суден різного призначення з гвинтами фіксованого кроку та малооборотними або середньооборотними реверсиваними дизельними двигунами. До числа пропульсивних установок, що дозволяють підвищити техніко-есплуатаційні показники морських транспортних суден, відносяться пропульсивні установки із співвісними гвинтами протилежного обертання. Використання співвісних гвинтів протилежного обертання в пропульсивних установках дозволяє підвищити економічність їх роботи, скоротити об'єми машинних відділень і тим самим покращити загальну компоновку судна, що забезпечує більш ефективне використання вантажних приміщень. Відомі декілька схем однодизельних пропульсивних установок із співвісними гвинтами протилежного обертання [див. Технический отчет по теме И-IX - 1089, IV этап "Дизельные пропульсивные установки с соосными противоположного вращения винтами", Центральный научно - исследовательский институт информации и технико-экономических исследований, 1970. - 117с.; Однодизельна пропульсивна установка із співвісними гвинтами протилежного обертання. Деклараційний патент України на корисну модель №11396. Заявл. 07.07.2005; надрук. 15.12.2005, Бюл. №12; Однодизельна пропульсивна установка із співвісними гвинтами протилежного обертання. Деклараційний патент України на корисну модель №21976. Заявл. 03.11.2006; надрук. 10.04.2007, Бюл. №4 та ін.]. Суттєвим недоліком таких установок є втрата ходових якостей судна при зупинці головного двигуна внаслідок експлуатаційних порушень. В ряді випадків вважається за доцільне використання двомашинних пропульсивних установок із співвісними гвинтами протилежного обертання на базі реверсивних дизельних двигунів. Відома дводизельна пропульсивна установка із співвісними гвинтами протилежного обертання, що складається з двох головних реверсивних дизельних двигунів, двох гребних гвинтів, послідовно розташованих на співвісних валах таким чином, що задньому гвинту обертання передається внутрішнім валом, а передньому гвинту - за допомогою зовнішнього вала, підшипникових вузлів та системи приводу співвісних гребних гвинтів. Привід гребних гвинтів здійснюється відповідно до такої схеми. Потужність від двигунів через зубчасті зачеплення та проміжні вали передається до двох окремо розташованих редукторів. Від кормового редуктора крутний момент передається на внутрішній вал, а від носового - на зовнішній вал. Така схема з двома потоками передачі потужності за допомогою декількох ступенів зубчастих зачеплень дозволяє зменшити габарити та масу зубчастої передачі й отримати необхідне відношення моментів та чисел обертів [див. Технический отчет по теме И-IX 1089, IV этап "Дизельные пропульсивные установки с соосными противоположного вращения винтами", Центральный научно-исследовательский институт информации и технико -экономических исследований, 1970. 117с., на стор.55-58, рис. 20]. Обрано в якості прототипу. Такій пропульсивній установці притаманні певні недоліки: 1. Відсутність механічного зв'язку між вихідними валами, оскільки кожен двигун здійснює привід відповідного вала незалежно один від одного, і при відключенні одного з них потужність буде передаватися тільки на один гвинт. Це значно зменшує ходові та маневрені якості пропульсивної установки. 2. Зупинка одного із двигунів призводить до експлуатації пропульсивної установки за межами економічної ефективності внаслідок того, що відповідний зупиненому двигуну гвинт стає опором руху судна. Завдання корисної моделі полягає у підвищенні експлуатаційної надійності дводизельної пропульсивної установки із співвісними гвинтами протилежного обертання та покращенні її ходових та маневрених якостей. Для вирішення даного завдання в дводизельній пропульсивній установці із співвісними гвинтами протилежного обертання, що містить у своєму складі два головних дизельних реверсивних двигуни, два гребних гвинти, послідовно розташованих на співвісних валах таким чином, що задньому гвинту обертання надається внутрішнім валом, а передньому - за допомогою зовнішнього вала, підшипникові вузли, а також зубчасте зачеплення, виконане у вигляді двопотокової схеми, рух від кожного з головних двигунів через розчіпні муфти передається на передавальні вали згаданого зубчастого зачеплення, а від встановлених на передавальних валах зубчастих шевронних коліс до шевронних коліс проміжних валів і далі на шевронну шестірню зовнішнього вала, а також від прямозубих коліс, що розміщені на проміжних валах, через прямозубі паразитні шестірні рух передається на прямозубу шестірню внутрішнього вала; при цьому опори зубчастих коліс виконані у вигляді роликів котушкоподібного типу і мають по три пояски, які контактують з повернутими до них відповідними циліндричними ділянками зубчастих коліс, причому ролики установлені в корпусі зачеплення у втулках неповноохоплюваних гідростатичних підшипників. На Фіг.1 наведено загальний вигляд дводизельної пропульсивної установки із співвісними гвинтами протилежного обертання; на Фіг.2 - переріз А-А на Фіг.1; на Фіг.3 - переріз Б-Б на Фіг.1; на Фіг.4 - переріз В-В на Фіг.1; на Фіг.5 - переріз Г-Г на Фіг.1. 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 шестірні 17 передають крутний момент на прямозубе колесо 18 внутрішнього вала 19. Прямозубі паразитні шестірні 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, у яких установлено ролики 22, що контактують своїми поясками 23 з відповідними циліндричними ділянками зубчастих коліс 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 18, орієнтовані таким чином, щоб напрям навантаження на підшипники збігався із напрямком дії сил реакції у зубчастому зачепленні, тобто складав кут 14,5°...20° від вертикальної осі. 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. Корисна модель працює таким чином. При роботі головних реверсивних дизельних двигунів 1 і 2 обертання їх валів через розчепні муфти 3 і 4 передається на передавальні вали 5 і 6, від яких обертовий момент сприймається зубчастими шевронними колесами 7 і 8. Завдяки зубчастому зачепленню коліс 7 і 8 з шевронними зубчастими колесами 9 і 10, розташованими на проміжних валах 11 і 12, обертовий момент передається на шевронне колесо 13 зовнішнього вала 14 і відповідно на передній гребний гвинт 28. Упор від переднього гребного гвинта 28 сприймається кормовим упорним підшипником 30. Зубчасті прямозубі колеса 15 і 16, що відповідно розташовані на проміжних валах 11 і 12 співвісно з шевронними зубчастими колесами 9 і 10, передають від останніх крутний момент на прямозубі паразитні шестірні 17, які встановлені на чотирьох нерухомих осях 20, що закріплені на корпусних плитах 21. Від паразитних шестірень 17 рух передається на зубчасте колесо 18 внутрішнього вала 14 і відповідно на задній гвинт 29. Упор від заднього гребного гвинта 29 сприймається кормовим головним підшипником 31. Надійний контакт в зубчастих зачепленнях коліс 7-9, 9-13, 8-10, 10-13, 15-17, 16-17, 17-18 забезпечується за рахунок того, що пояски 23 роликів 22 котушкоподібного типу, взаємодіючи із відповідними циліндричними ділянками коліс 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, забезпечують притискні зусилля в зубчастих зачепленнях. При цьому ролики 22 виконують функцію обмежувачів згинальної деформації згаданих зубчастих коліс. Навантаження, що виникають при роботі зачеплення, сприймаються неповноохоплюваними підшипниками, несуча здатність яких забезпечується подачею робочого середовища за допомогою трубопроводів 27 у робочі зазори, утворені між поверхнями роликів 22 котушкоподібного типу і втулок 24, які закріплені у корпусі 25 та кришці 26 зубчастого зачеплення. Дейдвудний пристрій 32 забезпечує сприйняття радіальних навантажень з боку гребних гвинтів 28 і 29, а також запобігає проникненню забортної води у корпус судна. 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. Запропоновані в корисній моделі конструктивні рішення сприяють підвищенню експлуатаційної надійності дводизельної пропульсивної установки із співвісними гвинтами протилежного обертання, покращенню її ходових та маневрених якостей.