Устройство для диагностики гребного винта регулируемого шага

Устройство для диагностики гребного винта регулируемого шага

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к судостроению ,в частности, к гребным винтам регулируемого шага, устанавливаемым на судах, и позволяет повысить точность определения ресурса гребного винта. При вращении винта на лопастях возникают гидродинамические силы и моменты. Датчики 11 измеряют усилие на пальце 6, датчики 12 - усилие на гребном валу 7, датчики 13 и 15 - изгибающие моменты на лопасти 2, датчик 16 - скручивающий момент на лопасти 2, датчик 14 - усилие в штанге 8. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1472346

В 63 Н 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4289409/40-11 (22) 10.06.87 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (72) О. Н. Беззубик, Б. А. Березников, В. А. Ганделев и В. И. Сергеев (53) 629.1.037.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 918181, кл. В 63 Н 3/04, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

ГРЕБНОГО ВИНТА РЕГУЛИРУЕМОГО

ШАГА (57) Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным винтам регулируемого шага, устанавливаемым на судах, и позволяет повысить точность определения ресурса гребного винта. При вращении винта на лопастях возникают гидродинамические силы и моменты. Датчики 11 измеряют усилие на пальце 6, датчики 12— усилие на гребном валу 7, датчики 13 и 15— изгибающие моменты на лопасти 2, датчик

16 — скручивающий момент на лопасти 2, датчик 14 — усилие в штанге 8. 4 ил.

1472346

Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным винтам регулируемого шага (ВРШ), устанавливаемым в судах всех типов и назначений.

Цель изобретения — повышение точности определения ресурса гребного винта.

На фиг. 1 изображен винт регулируемого шага, разрез, с устройством измерения нагрузок; на фиг. 2 — схема приложения гидродинамических сил на ВРШ и валопровод; на фиг. 3 — расположение датчиков (тензорезисторов) на лопасти; на фиг. 4 — принципиальная схема соединений датчиков и подключения к регистратору.

Устройство включает в себя ступицу 1 гребного винта, поворотные лопасти 2, шайбу 3 пальцевую, сухарь 4, ползун 5, палец 6, гребной вал 7, штангу 8 гребного вала, механизм 9 изменения шага, кабелепровод

10, диагностическое устройство измерения нагрузок с датчиками 11 в 16, соединительные коробки 17 кабеля, усилители 18, датчик 19 угла поворота лопасти, токосъемное устройство 20, регистратор 21, масштабирующие устройства 22, сумматоры 23.

Установку лопастей в заданное положение осуществляет кулисный механизм, расположенный в ступице 1 винта. Кулисный механизм, преобразующий возвратно-поступательные движения ползуна в поворотное движение лопастей 2, состоит из ползуна 5, перемещающегося вдоль оси винта, сухаря 4 и пальца 6 шайбы 3 кольцевой, жестко связанной с лопастью. Кулисный механизм приводится в действие при помощи гидравлического механизма 9 изменения шага через штангу 8 гребного вала 7.

При перемещении поршня ползун 5 перемещает палец 6 шайбы 3 пальцевой по окружности.

При вращении ВРШ на лопастях возникают гидродинамические силы и моменты (фиг. 2). Параллельно оси винта направлена. сила Р„ упора лопасти и перпендикулярно ей лежащая в плоскости вращения винта сила Т„сопротивления вращению лопасти. Возникает также скручиваюгций момент М„, стремящийся повернуть лопасть. При вращении винта появляется цеHTробежная сила Рц, зависящая от распределения материала и частоты вращения. Таким образом, гидродинамические силы и центробежная сила, действующие на лопасть, сводятся к силам Р,, T„, Р„, моменту М,„, В свою очередь от действия М,„на пальце 6 шайбы 3 пальцевой возникает усилие Р„, а в штанге гребного вала усилие Р„,, от силы Р, возникают в лопасти изгиба шие моменты М! и М . Дат>(ики !3 и 16 дают возможность определить илпч>ипы изгибающих моментов М> и М в ,,»>, х л >синях, а датчики !5 определяют

«кр;,, ваюший момент М,, «!>зз;и в пальце 6 также определяется

;;;. „.>пи>ю датчиков (фиг. !). При воздейПроводка кабеля от датчиков на лопасти выполнена по центральным сверлениям внутри лопасти, что защищает кабель от повреждений. Места установки датчиков на лопасти закрываются металлической пластиной. Устройства для измерения усилий в лопасти ВРШ, гребном валу и механизме изменения шага выполнены независимо друг от друга, что облегчает сборку ВРШ. Проводка кабеля от лопасти к токосъемному устройству 20 выполнена через отверстие в пальце 6, что значительно уменьшает необходимую для компенсации перемещения длину кабеля, а затем через соединительную коробку 17 идет по кабелепроводу !О.

Формула изобретения

Устройство для диагностики гребного винта регулируемого шага, включаюшего ствии М,„р на пальце появляется усилие

Р„. Датчики 11 на пальце измеряют это усилие, которое расшифровывается с помощью градуированной кривой, полученной предварительно на стендах.

Гребной вал воспринимает сумму сил

ZP„ynopa по лопастям и реакцию сил

P„, действующих на палец.

Для измерения усилия (ZP„+ZP„) на гребном валу установлены датчики 12.

Механизм 9 изменения шага воспринимает усилие, идущее от ползуна 5 через штангу 8. Это усилие равно P =ZP„+F, где F ð — трение в парах скольжения.

Для измерения усилия в штанге установле15 ны,датчики 14.

Одновременно с целью определения динамики перекладки производится измерение угла перекладки лопасти. Для этого установлен датчик 19 перемещения в механизме 9 изменения шага.

20 Так как Е, =Р— Р», то для измерения сил F, выход датчика 14 силы штанги соединен с выходом датчика 11 силы на пальце через масштабирующее устройст-. во 22 (фиг. 4) на сумматоре 23. Измерейие осевой силы Р гребного вала P

ZP,+E Р„, представляющей собой сумму усилий ZP„e пальцах и сил ZP» упора в лопастях, и одновременно с ним измерение усилия Р, в пальце позволяет определить силу Р„ упора лопасти.

Для этого электрический выход датчи ка 12 осевой силы гребного вала через усилитель 18, масштабирующее устройство

23 соединен с выходом датчика ! силы в пальце на сумматоре 23.

Можно определить силу Р, упора лопасти как при работе винта в чистой воде, так и в ледовых условиях. Кроме того, при одновременном измерении двух изгибающих моментов Mk и М на лопасти и определенном упоре лопасти возможно оп редел ить точку приложения силы Р„упора, ма

40 лопасти.

1472346 механизм изменения шага лопастей со штангой и пальцем, размещенйыми внутри гребного вала, содержащее датчики измерения параметров гребного винта и регистратор, своим входом подключенный к выходам этих датчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения ресурса гребного винта, оно снабжено датчиками измерения изгибающих и скручивающих моментов в лопасти, датчиками измерения сил на пальце и штанге и датчиком измерения 10 осевой силы на гребном валу, двумя масштабирующими устройствами и соответственно двумя сумматорами, при этом выход датчика измерения силы на пальце электрически соединен с входами обоих масштабирующих устройств, выходы которых подключены к входам соответствующих сумматоров, другие входы каждого из которых электрически связаны соответственно с выходом датчика измерения силы на пальце и выходом датчика измерения, осевой силы на гребном валу, причем выходы сумматоров подключены к входам регистратора.

1472346

Ось лерпендик лярноя оси гоейюго оола

Фиг. 7

Фиг. /

Составитель А. Петрушин

Редактор М. Андрушенко Техред И. Верее Корректор М. Максимншинеи

Заказ 1658/20 Тираж 374 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 5111 СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Г!атент». г. Ужгород, ул. Гагарина. I ill