суднові рушії

Що розвивається двигуном судна потужність передається на рушій, який створюючи упор за рахунок сили реакції відкидаємо струменя води призводить судно в рух. В даний час гребний гвинт має найбільшого поширення на судах транспортного й аматорського флоту в якості рушія.

Гребний гвинт складається з маточини з отвором для вала і двох чотирьох лопатей. На гребному валу гвинт кріпиться шпонкою і гайкою обтічником.

Розрізняють гвинти правого (за годинниковою стрілкою) і лівого (проти годинникової стрілки) обертання. Для визначення напрямку обертання потрібно дивитися на гвинт з боку корми у напрямку до носа судна.

Щоб визначити, якого обертання гвинт, покладіть його на горизонтальну поверхню і подивіться .на кінець зверненої до вас лопаті. Якщо права кромка вище, значить гвинт правого обертання. Якщо ліва кромка вище-значить гвинт лівого обертання. При цьому не має значення переднім або заднім торцем маточини гвинт лежить вниз.

Коли насудне встановлюють два гвинти (при двох двигунах), вони повинні бути різного обертання. Зазвичай до правого борту від діаметральної площини встановлюють гвинт правого обертання, до лівого борту- лівого обертання.

Дія гвинта засноване на приципу гідродинамічного крила. При обертанні гвинта, на нижній поверхні лопаті, званої нагнеающей, створюється підвищений тиск води, а на верхній (засмоктує) - розрядження. В результаті різниці тиску, на лопаті, як на крилі, створюється підйомна сила "Y", спрямована під деяким кутом до горизонту. Розкладемо її на складові. Горизонтальна сила "Р" створює упор, який і призводить судно в рух. Вертикальна сила "Т" створює крутний момент, який треба долати двигуну, щоб рухати судно.

Упор гребного гвинта залежить не стільки від площі лопаті, скільки від кута атаки, профілю перерізу і довжини лопаті.

Основні характеристики гребного гвинта - його діаметр, крок, крокові ставлення і дисковий ставлення.

Діаметр гвинта D - це діамером, який описує зовнішня, найбільш віддалена від осі точка лопаті гвинта при його обертанні.

Гометріческій крок гребного гвинта H - це крок гвинтової поверхнос, з якої збігається нагнітає сторона лопаті. Якби гвинт угвинчувався в воду, як в гайку, то за один його оборот судно пройшло б відстань, рівну кроку гвинта. Оскільки вода не є нерухомою середовищем, то за один оборот гвинт просувається разом з судном нема на величину кроку H, а через ковзання у воді на меншу відстань, зване ходою. Різниця між кроком і ходою називається ковзанням. яке вимірюється у відсотках. Макисмально величини (100%) ковзання досягає при роботі гвинта на судні пришвартованому до берега.

Від діаметра і кроку гвинта залежить можливість. якнайповнішого використання потужності двигуна, а отже, і досягнення максимальної швидкості ходу. Якщо крок гвинта буде занадто великий для даних швидкості і числа оборотів, то лопаті будуть захоплювати занадто великий вибір кількість води. Упор при цьому зростає, але одночасно і збільшиться крутний момент на гребному валу. Двигуну може не вистачити мощьности щоб розвинути повні оберти. У цьому випадку вважається, що гвинт "важкий". Навпаки, якщо крок малий, то двигун буде легко обертати гвинт на повному числі обертів, але упор гвинта буде невеликий і судно не досягне максимально можливої ​​швидкості. Такий гвинт вважається "легким".

Кроковим ставленням називається величина отримана від ділення величини кроку на величину діаметра гвинта H / D. Загальна правила підбору гвинтів таке: для легких, швидкохідних човнів потрібні гвинти з великим кроком або кроковим ставленням, для важких і тіхоходних- з меншим. При двигунах, що мають 1500- 5000 об / хв. оптимальне крокові відношення становить: на легких прогулянкових ложках 0.8- 1.2, водоизмещающих катерах 0.6- 1.0, дуже важких тихохідних катерах 0.55- 0.8. Ці значення розраховані для тих випадків, коли гребний вал робить приблизно 1000 об / хв на кожні 15 км / год швидкості. В інших випадках треба застосовувати редуктор, соотвтетственно змінює число оборотів гребного гвинта.

Дисковий ставлення вінта- це відношення площі всіх спрямлених і розгорнутих лопатей до площі кола з діаметром, рівним діаметру гвинта. Для аматорських катерів величина дискового відносини зазвичай не перевищує 0.6 для судів зі стаціонарними двигунами, і 0.3- 0.45 у гвинтів підвісних моторів. Для кавітуючих гвинтів швидкохідних катерів ця величина буває рівною 0.8- 1.2.

На швидкохідних судах часто доводиться стикатися з явищем кавітації гребного гвинта.

Кавітація - це закипання води при нормальній температурі, вознікающеее від надмірного розрядження на засмоктує стороні лопаті у високооборотних гвинтів. Розрізняють дві стадії кавітації. На першій стадії утворюються бульбашки і порожнини, заповнені парою, невеликі і практично не позначаються на роботі вінта.Однако, коли пузиоькі лопаються, створюються дуже сильні місцеві тиску, здатні навіть фарбувати матеріал лопаті у її поверхні. Друга стадія кавітації з'являється при подальшому підвищенні швидкості обертання гвинта. У цьому випадку з'являється суцільна порожнину (каверна), яка може замикатися за межами лопаті. Викришування лопатей при такому явищі припиняється, але різко зменшується упор гвинта. Розвитку кавітації сприяють бульбашки повітря і завихрення від знаходяться перед гвинтом кронштейна, вала, фальшкіль, збільшений крок гвинта і тд.

Коефіцієнт корисної дії є кінцевою оцінкою ефективності гребного гвинта. ККД вінта- це відношення поезной потужності, витраченої на створення упору і приведення в рух судна, до потужності двигуна, що підводиться до гвинта. Втрати потужності на гвинті часом складають 50%. .Трудностямі отримання високого ККД гвинта на маломірному судні. .є мала осадка, що обмежує діаметр гвинта і складність підбору оптимального числа обертів.

При виборі количесва лопатей слід знати, що найбільш ефективні двухлопастні гвинти. Багатолопатеву гвинти застосовують щоб знизити шум і вібрацію від роботи гвинтів.

Великий вплив на рівномірність обертання гвинта надає його балансування. У добре отбалансировал гвинта все лопаті повинні бути однакові за вагою і цент тяжкості лежати на осі обертання. .Плохо отбалансірованний гвинт викликає вібрацію і навіть може привести до поломки кінця гребного валу.

Балансування роблять після того, як маточину приженуть по конусу валу.

В даний час передові судноремонтні підприємства використовують верстати для динамічного балансування. Цим досягається висока якість виконуваної роботи, а сам процес балансування не займає багато часу.

Слід пам'ятати, що шорсткість поверхні значно знижує ККД гвинта. При ремонті гвинта лопаті слід полірувати з обох сторін.