Поворотно откидная колонка своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 17.09.2024
Изобретение относится к судостроению, а именно к поворотно-откидным колонкам, предназначенным для установки на быстроходных катерах и служащим для передачи крутящего момента от двигателя к гребному валу и управления катером. Колонка включает в себя верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, гребной вал, механизм реверса гребного вала. В качестве устройства передачи крутящего момента под углом использован шарнир равных угловых скоростей, а Z-образная передача включает в себя вертикальный вал торсионнного типа. Механизм реверса гребного вала размещен в нижнем редукторе и снабжен шлицевой кулачковой муфтой. Система каналов подачи забортной воды включает в себя канал в полой шпильке, которая с помощью гайки выполняет роль стяжки верхнего и нижнего редукторов, причем канал полой шпильки сообщен через выполненные в ней боковые отверстия с внутренней полостью помпы, установленной в дейдвуде колонки. Колонка также снабжена буфером отдачи, который может быть размещен в дейдвуде и содержать пружины на направляющих болтах. Изобретение позволяет создать простую и удобную конструкцию, позволяющую эффективно управлять катером. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.
Формула изобретения
1. Поворотно-откидная колонка, содержащая верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, устройство передачи крутящего момента под углом, гребной вал, механизм реверса гребного вала и систему каналов подачи забортной воды, отличающаяся тем, что в качестве устройства передачи крутящего момента под углом использован шарнир равных угловых скоростей, Z-образная передача включает в себя вертикальный вал торсионного типа, механизм реверса гребного вала размещен в нижнем редукторе и снабжен шлицевой кулачковой муфтой, система каналов подачи забортной воды включает в себя канал в полой шпильке, которая с помощью гайки выполняет роль стяжки верхнего и нижнего редукторов, причем канал полой шпильки сообщен через выполненные в ней боковые отверстия с внутренней полостью помпы, установленной в дейдвуде колонки, при этом колонка снабжена буфером отдачи.
2. Колонка по п.1, отличающаяся тем, что буфер отдачи размещен в дейдвуде и содержит пружины на направляющих болтах.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям поворотно-откидной колонки, предназначенной для установки на быстроходных катерах и служащей для передачи крутящего момента от двигателя к гребному валу и управления катером.
Известна поворотно-откидная колонка, содержащая верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, устройство передачи крутящего момента под углом, гребной вал, механизм реверса гребного вала и систему каналов подачи забортной воды (см. М.М.Аливагабов, В.Н.Бочкарев. Двигатели катеров. М. , Судостроение 1985 г., с.195-201).
К недостаткам известной конструкции относится то, что для передачи крутящего момента от двигателя на колонку в точке перегиба верхнего горизонтального вала Z-образной передачи по осям поворота и откидывания колонки установлен двойной карданный шарнир, который нуждается в осевом компенсаторе, что усложняет конструкцию и увеличивает вес колонки.
Расположение механизма реверса в верхнем редукторе ведет к преждевременному износу и выходу из строя всех зубчатых и шлицевых передач из-за невозможности начать вращение с нулевой скорости в момент переключения реверса.
Система каналов подачи забортной воды не обеспечивает охлаждение верхнего редуктора и двигателя.
Кроме того, при возврате колонки в исходное положение после наезда на препятствие возможно механическое повреждение как элементов колонки, так и кормовых элементов самого судна.
Технический результат, который достигается от использования предлагаемого изобретения, заключается в создании простой и удобной конструкции, позволяющей эффективно управлять катером.
Указанный технический результат достигается тем, что в поворотно-откидной колонке, содержащей верхний и нижний редукторы Z-образной передачи, дейдвуд, устройство передачи крутящего момента под углом, гребной вал, механизм реверса гребного вала и систему каналов подачи забортной воды, в качестве устройства передачи крутящего момента под углом использован шарнир равных угловых скоростей, вертикальный вал Z-образной передачи выполнен на основе торсиона, механизм реверса гребного вала размещен в нижнем редукторе и выполнен на основе шлицевой кулачковой муфты, система каналов подачи забортной воды включает в себя канал в полой шпильке, связанный через боковые отверстия в шпильке с внутренней полостью помпы, установленной в дейдвуде колонки, при этом колонка снабжена буфером отдачи.
Буфер отдачи размещен в дейдвуде колонки и содержит пружины на направляющих болтах.
На фиг.1 изображен общий вид поворотно-откидной колонки; на фиг.2 - кинематическая схема Z-образной передачи; на фиг.3 - верхний горизонтальный вал; на фиг.4 - механизм реверса гребного вала; на фиг.5 - система каналов подачи забортной воды с помпой; на фиг.6 - буфер отдачи; на фиг.7 - общий вид колонки в откинутом состоянии.
Поворотно-откидная колонка содержит подвеску 1, верхний редуктор 2, дейдвуд 3, нижний редуктор 4, гребной вал 5. Z-образная передача включает верхний горизонтальный вал 6, верхнюю коническую пару 7, 8, вертикальный вал торсионного типа 9, нижнюю коническую пару 10, 11, 12.
На верхнем горизонтальном валу 6 в точке перегиба по осям откидывания и поворота установлен шарнир равных угловых скоростей 13.
Вращение от маховика двигателя 14 передается на Z-образную передачу резиновой муфтой 15.
Механизм реверса гребного вала 5 включает шестерню 11, шестерни 12, шлицевую кулачковую муфту 16, шток 17, штифт 18, возвратную пружину 19, клин 20, тяги реверса 21 и рычаг 22.
Система каналов подачи забортной воды включает полую шпильку 23, канал которой разделен перемычкой 24. Отверстиями 25 канал шпильки связан с внутренней полостью помпы 26. С помощью гайки 27 шпилька 23 выполняет роль стяжки верхнего 2 и нижнего 4 редукторов. Канал шпильки 23 верхней частью связан с каналом водяного охлаждения верхнего редуктора 28.
Буфер отдачи содержит пружины 29, направляющие болты 30, планку 31 и упор 32.
Поворотно-откидная колонка работает следующим образом.
Вращение от маховика двигателя 14 передается на верхний горизонтальный вал 6 Z-образной передачи с помощью резиновой муфты 15 и через коническую пару 7, 8 вертикальному валу торсионного типа 9. Установленный на верхнем горизонтальном валу 6 ШРУС 13 позволяет передавать крутящий момент в положении поворота и откидывания колонки.
При реверсировании движения с помощью рычага 22 и тяг 21 происходит вертикальное перемещение клина 20, переходящее в горизонтальное движение штока 17, который в свою очередь сдвигает кулачковую муфту 16 по шлицам гребного вала 5, осуществляя тем самым сцепление кулачков муфты 16 с кулачками шестерни 11 (передний ход) или шестерни 12 (задний ход). Возвратная пружина 19 через штифт 18 возвращает кулачковую муфту в исходное положение.
Забортная вода через отверстия в корпусе нижнего редуктора 4 поступает в канал полой шпильки 23 и далее в полость помпы 26, откуда под давлением вода попадает в канал водяного охлаждения верхнего редуктора 28, после чего поступает на охлаждение двигателя.
При возврате колонки в исходное положение после наезда на подводное препятствие пружины 29 буфера отдачи смягчают удар планки 31 по упору 32, тем самым исключая разрушающие последствия от удара колонки о корму судна.
Таким образом, предлагаемая конструкция обладает следующими преимуществами: использование ШРУСа в качестве устройства передачи крутящего момента под углом упрощает обслуживание и сборку колонки, повышая ее надежность. Кроме того, наличие ШРУСа позволяет отказаться от перемещения горизонтального вала колонки, т.е. отказаться от шлицевого компенсатора осевого перемещения, который присутствует в прототипе. Предлагаемое устройство вертикального вала в виде торсиона дает возможность не предъявлять высокие требования к соосности редукторов при сборке и ремонте. Размещение механизма реверса гребного вала в нижнем редукторе улучшает условия работы зубчатых передач, увеличивает срок их службы, уменьшает виброакустический эффект момента переключения реверса. Расположение канала подачи забортной воды в полой шпильке, связанной с внутренней полостью помпы, дает возможность принудительно охлаждать верхний редуктор, кроме того, шпилька служит основной стяжкой верхнего и нижнего редукторов. Наличие буфера отдачи исключает возможность серьезных разрушений при возврате колонки в исходное положение после наезда на подводное препятствие.
Не так давно, Boatingmag опубликовал заметку о сравнительных тестах одинаковых корпусов катеров, с разными типами привода.
Скорее, важней то, что разброс мощностей двигателей, был довольно серьезным. В качестве подвесного лодочного мотора, выступал 3-литровый Mercury, с мощностью в 150 л.с. Привод колонки, обеспечивал 220-сильный Mercruiser. А водометная турбина, была подключена к полуторалитровому Rotax 4TEC, который, несмотря на свои три цилиндра, выдавал 250 л.с. Не без помощи турбонаддува и катализатора, конечно.
Однако, реальная производительность этих движителей, была довольно близка друг к другу. Кроме того, данные комплектации, являются самыми популярными на GTS.
Самой тяжелой версией катера, является, конечно, вариант со стационаром. А самой легкой — с подвесником. Разница в 300 кг, свою роль играет.
Несмотря на преимущество в мощности, водометный катер, остался далеко позади, как только подвесник со стационаром, набрали максимальную скорость. Причем, у обоих лидеров, скорость была одинаковой, около 79 км/ч. Почти на десять км/ч выше, чем у водомета.
А вот на самом старте, лодка с водометным приводом, сразу же, оставляет всех, независимо от загрузки; чуть позже, ее догоняет ПЛМ.
В расходе топлива, Mercury, нет равных: он скушал, за время тестов, на 25% меньше, чем ПОК и на 52% меньше, чем Jet. Boatingmag объясняет это тем, что катер с кормовым приводом — самый тяжелый, а водомет — самый неэффективный тип лодочного двигателя. Это логично.
Надо заметить, что рабочие диапазоны оборотов, у ПОК, ПЛМ и Jet, сильно разнятся: 5000, 6000 и 8000 об/мин, соответственно.
По уровню шума, подвесник, так же всех обошел. Самым громким, оказался водомет. Это, впрочем, предсказуемо. Но разница с ПЛМ, оказалась около 10 дБА!
От себя добавим высокочастотную составляющую спектра звука, которая у водометной насадки явно превалирует, учитывая максимальные рабочие обороты. Все измерения, разумеется, производились в кокпите, у штурвала. ПЛМ, при этом, оказывается расположен дальше своих конкурентов от датчика прибора, он имеет прорезиненные демпферы, которые гасят его вибрацию, не передавая ее на корпус катера. А вот у водомета, не только движок, но и вся трансмиссия, находятся внутри корпуса.
Выводы. Внешний вид катера, с поворотно-откидной колонкой — единственная причина, по которой его можно приобрести. Причем, приобрести за сумму, ощутимо большую, чем Glastron GTS, с подвесником от Mercury. И еще большую, чем с водометом Rotax. Boatingmag, безусловно, склоняется к варианту с ПЛМ, из соображений стоимости и практичности.
Мы же, без всяких сомнений, тоже предпочли бы подвесник, в данном случае. По всем причинам, начиная от веса катера и расхода топлива, и заканчивая удобством обслуживания и управляемостью лодки.
Jet вполне подойдет для специфичных задач и при особых требованиях к безопасности привода. Целесообразности использования стационарных лодочных моторов с поворотно-откидной колонкой, на катерах данного размера, мы не видим. Свободная корма — это отлично, но стоимость комплектующих ПОК — это менее радостно. Особенно, когда речь идет о соленой воде.
Продажа и обслуживание водомоторной техники. Двигатели, электромоторы, надувные лодки, запчасти, аксессуары, выезд механика.
Покупателям
My Account
Напишите нам
Italian
Читайте также: