Кільце-насадка із полімерних композитних матеріалів на рушійний гвинт

Кільце^насадка із полімерних композитних матеріалів на рушійний гвинт, яке складається із внутрішньої, розташованої зі сторони рушійного гвинта, і зовнішньої обшивних панелей, які з'єднуються в зоні носика і по хвостику кільця-насадки та внутрішнього фермового набору, розташованого по полицях поздовжніх та поперечних "П"-подібних ребер жорсткості обшивних панелей, яке відрізняється тим, що стійки та розкоси внутрішнього фермового набору приєднують до полиць "П"подібних ребер жорсткості внутрішньої обшивної панелі через деформаційні демпфірувальні елементи - ресори, кожна з яких складається з плоскої середньої частини, до якої через кронштейн з допомогою механічного кріплення безпосередньо приєднують розкоси внутрішнього фермового на 36005 ния значних товщин елементів конструкції данного кільця-насадки і в результаті до його переобтяження. Метою данного винаходу є підвищення несучої здатності і експлуатаційних характеристик данного кільця-насадки, Поставлена мета досягається тим, що в відому конструкцію кільця-насадки із полімерних композитних матеріалів на рушійний гвинту яка складається із внутрішньої, розташованої зі сторони рушійного гвинта і зовнішньої обшивочних панелей, які з'єднуються в районі носика і по хвостику кільця-насадки та внутрішнього фермового набору, який розташовується по полицях продовжніх та поперечних "П"-подібних ребер жорсткості обшивочних панелей, введена відмінність, яка полягає в тому, що стійки та розкоси внутрішнього фермового набору приєднуються до полиць "П"-подібних ребер жорсткості внутрішньої обшивочної панелі через деформативні демпфіруючі елементи - ресори, кожна з'яких складається з плоскої середньої частини, до якої через кронштейн з допомогою механічного кріпежу безпосередньо приєднуються розкоси внутрішнього фермового набору, та двох нахилених бокових стінок, які переходять у Фланці з циліндричною кривизною, якими ресора, опираючись на полиці "П"-подібних ребер жорсткості, приєднується до них за допомогою вузла з'єднання виконаного у вигляді стяжного кільця із полімерного композитного матеріалу, армованого однонаправленним склоджгутом, який охвачує фланець ресори та полицею "П"-подібного ребра жорсткості, проходячи під нею через отвір виконаний в бокових стінках "П"-подібного ребра жорсткості та розпірної втулки з полімерного композитного матеріалу, армованого однонаправленним склоджгутом, котрий охоплює дане стяжне кільце, розташовуючись в зазорі між маючим циліндричну кривизну Фланцем ресори та плоскою полицею "П"подібного ребра жорсткості, а до полиць "П"подібних ребер жорсткості зовнішньої обшивочної панелі стійки і розкоси внутрішнього Фермового набору кріпляться нерухомо за допомогою механічного кріпежу через кронштейни в закладні пластини, заформовані в полиці даних ребер жорсткості. Введення в конструкцію кільця-насадки даної відмінності дозволяє знизити масу даного кільцянасадки по відношенню до прототипу, при збереженні його міцності, так як в даному кільці-насадці пульсуючий надлишковий тиск від працюючого гвинта викликає вібрацію практично тільки внутрішньої обшивочної панелі демпфіруючого елемента - ресори. Поскільки в залежності від параметрів зовнішнього навантаження (амплітуди, частоти) можливо підібрати ресору з такими геометричними, жерсткістними та міцністними характеристиками, що енергія вібрації від роботи повітряного гвинта буде практично повністю поглиналися ресорою на роботу по її деформуванню, в результаті чого внутршні фермовий набір і зовнішня обшивочна панель будуть сприймати практично статичне навантаження. Вищезгадане дозволяє розраховувати на вібраційну міцність тільки внутрішню обшивочну панель та ресору, приймаючи для них понижуючий коефіцієнт при знаходженні допустимих напружень - 0,2. Всі інші елементи кільця насадки потрібно розраховувати на міцність, як працюючі під статичним навантаженням, що дає можливість призначати понижуючі коефіцієнти при знаходженні допустимих напружень - 0,6-0,7 [3]. Що дозволяє при збереженні постійних зовнішніх навантажень призначати товщини елементів конструкції даного кільця-насадки значно менші, ніж у кільця-насадки, яке розглянуте в даній заявці На винахід як прототип, а відповідно знизити масу даного кільця-насадки. Зменшення кількості елементів конструкції даного кільця-насадки які підпадають під дію вібраційних навантажень, підвищує також надійність даного кільця-насадки, оскільки зменшує вірогідність виникнення тріщин, розшарування, армуючих матеріалів в елементах кільця-насадки, витримуючих вібрацію, за рахунок зменшення кількості самих. цих елементів. Введення в конструкцію даного кільця-насадки вищезгаданої відмінності покращує експлуатаційні характеристики всього судна, поскільки вібрація від роботи рушійного гвинта практично Повністю поглинається елементами даного кільце-насадки (в деякій мірі внутрішньою обшивочною панеллю і в основному деформативним демпфіруючим елементом - ресорою) і не передається через вузли кріплення, кільця-насадки на корпус самого судна. В результаті чого покращуються умови праці екіпажа, оснащення та елементів конструкції самого судна. Вищезгадане дає підстава вважати, що запропоноване конструктивно-технологічне рішення відповідає критерію "суттєві відмінності". Запропоноване кільце-насадка із полімерних композитних матеріалів на рушійний гвинт проілюстровано на кресленнях, де зображено: Фіг. 1 – кільце-насадка; Фіг. 2 – поперечний розріз кільця-насадки; Фіг. 3- вузол кріплення внутрішнього фермового набору до внутрішньої обшивочної панелі кільця-насадки. Кільце-насадка, яке розглядається в даній заявці на винахід, складається із внутрішньої (поз. 1), розташованої зі сторони рушійного гвинта, і зовнішньої (поз. 2) обшивочних панелей та внутрішнього фермового набору.(поз. 3). Обшивочні панелі виконані у вигляді одношарових оболонок (поз. 4) із полімерних композитних матеріалів, підкріплених подовжніми, які йдуть в круговому напрямку, паралельно направляючим поверхні кільця-насадки, "П"-подібними ребрами жорсткості (поз. 5) та поперечними, які йдуть в профільному напрямку паралельно твірним лініям поверхні кільця-насадки, "П"-подібними ребрами жорсткості (поз. 6). Ребра жорсткості виконані із полімерних композитних матеріалів. Оформлювачами для них використані бруски із пенопласту (поз. 7). На поперечних та подовжніх ребрах жорсткості внутрішньої та зовнішньої обшивочних панелей розташований внутрішній фермовий набір, утворюючий в круговому напрямку фермові шпангоути (поз. 8), а в профільному напрямку – фермові нервюри (поз. 9). Елементи фермового набору можуть бути виконані з легко сплавних тр уб. Внутрішній фермовий набір до зовнішньої обшив очної панелі кріпиться нерухомо через кронштейн (поз. 10) безпосередньо до полиць "П" 2 36005 подібних ребер жорсткості, в заформовані в них закладні пластини з допомогою болтового кріпежу. До внутрішньої обшивочної панелі внутрішній фермовий набір кріпиться по полицям "П"подібних ребер жорсткості через деформативні демпфіруючи елементи – ресори (поз. 11), виготовлені із пружинної сталі. Геометричні параметри ресор, а також міцністні характеристики матеріалу з якого вони виготовлені, визначаються з умов забезпечення міцності даних ресор при дії на них зовнішніх навантажень, а також поглинання ними енергії вібрації, виникаючої від роботи рушійного гвинта. Ресора може мати "p"-подібний розріз, тобто мати плоску полицю (поз. 12), дві бокові нахилені стінки (поз. 13), які переходять у фланці (поз. 14), виконані у вигляді дуг кола. До полиці ресори через кронштейни (поз. 15) з допомогою механічного кріпежу (поз. 16) виконується кріплення фермового набору. Самі ресори кріпляться до "П"-подібних ребер жорсткості за допомогою вузла з'єднання (поз. 17) виконаного у вигляді стяжного кільця (поз. 18), яке охоплює фланець ресори та полицю "П"-подібного ребра жорсткості (поз. 19), проходячи під нею через отвір, виконаний у бокових стінках (поз. 20) "П"-подібних ребер жорсткості та розпірної втулки (поз. 21), яка охоплює дане стяжне кільце і розташовується в зазорі між фланцем ресори та плоскою полицею "П"-подібного ребра жорсткості. Стяжне кільце і розпірна втулка виготовляються із полімерного композитного матеріалу, армованого однонаправленим склоджгутом. Даний вузол з'єднання виключає можливість виникнення люфту між ресорою та полицею "П"-подібного ребра жорсткості, а також збільшує площу контакту між ними. Вразі виготовлення кільця-насадки з габаритними розмірами близькими, наприклад, до розмірів кільця-насадки, яке змонтовано на СПП "Зубр" [1;2], тобто з наружним діаметром близько 6,8 м, хордою профілю поперечного розрізу кільцянасадки – 3,0 м, максимальною висотою профілю поперечного розрізу кільця-насадки близько 0,6 м, його конструкція може бути виконана наступним чином: обшивки внутрішньої та зовнішньої панелей можуть бути виконані із полімерного композитного матеріалу на основі поліефірної смоли ПН609-21-М ГОСТ 27952-88, армованою склотканиною Т-11-ГВС-9 ГОСТ 19170-73, у вигляді моношарових оболонок товщиною близько 3¼4 мм. В поперечному (круговому) напрямку вони можуть бути підсилені сімома кільцевими "П"-подібними ребрами жорсткості (шпангоутами), розташованими вздовж хорди розрізу кільця-насадки з інтервалом близько 350 мм. В продовжньому (профільному) напрямку обшивочні панелі підсилюються аналогічними двадцятьма "П"-подібними ребрами жорсткості (нервюрами), які розташовані з інтерва лом близько 18°. "П"-подібні ребра жорсткості можуть бути виконані із полімерного композитного матеріалу на основі смоли ПН-609-21-М, армованої склотканиною Т-11-ГВС-9, полиці даних ребер жорсткості можуть додатково підсилюватися ровингом РБР13-2640(44)-9 ГОСТ 17139-79. Оформлювачами для даних ребер жорсткості можуть використовува тися бруски пінопласту, наприклад, марки ППУ-3с ТУ6-05-5109-80. дані ребра жорсткості можуть мати висоту близько 50 мм, ширину полиці – 30 мм, товщину полиці – 6¼8 мм, товщину бокових стінок – 3 мм. На "П"-подібних ребрах жорсткості розміщується фермовий набір, виготовлений, наприклад, з легкосплавних труб: Тр уба кругла 32´2 АМг5М ГОСТ 18475-82. До зовнішньої обшивочної панелі фермовий набір кріпиться через кронштейни в закладні пластини, заформовані в полиці "П"подібних ребер жорсткості, за допомогою механічного кріпежу нерухомо. До вн утрішньої обшивочної панелі фермовий набір кріпиться через кронштейни, розміщені на деформатиивних демпфіруючих елементах – ресорах, вироблених наприклад із полоси пружинної сталі 65Г ГОСТ 14959-79, товщиною близько 3¼4 мм. Висота ресори може бути 20¼25 мм. Ресори можуть кріпитися до "П"-подібних ребер жорсткості з допомогою вузла з'єднаня, виконаного у вигляді стяжного кільця із полімерного композитного матеріалу на основі смоли ПН-60921М та ровінгу РБР13-2640(44)-9, охоплюючого круговий фланець ресори і полицю "П"-подібного ребра жорсткості, проходячи під нею через отвір в бокових стінках та розпірної втулки із полімерного композитного матеріалу на основі смоли ПН-60921М і ровінгу РБР13-2640(44)-9, охоплюючої ззовні стяжне кільце і розташованої в зазорі між круговим фланцем ресори та плоскої полицею "П"-подібного ребра жорсткості. Діаметр поперечного розрізу стяжного кільця може бути близько 8¼12 мм, а площа поперечного розрізу розпірної втулки визначається по місцю. Широке використання даного винаходу дозволить підвищити ефективність використання кілецьнасадок на рушійні гвинти на відповідних транспортних засобах. Використана література. 1. Авт. св. СРСР № 1554252, МКИ В63 В3/14, 5/24, 1988 З'єднання стійки з балкою набору несучої корпусної конструкції. 2. Кільце-насадка СПП "Зубр" креслення 12322-119-158.500СБ (прототип). 3. РД 5.1186-90 Корпуси і корпусні конструкції з склопластика. Правила проектування і методичні вказівки по розрахункам міцності. Мінсудпром СРСР. 3 36005 Фіг. 1 4 36005 Фіг. 2 5 36005 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6