Материал: Расчет и построение чертежа гребного винта для теплохода-рефрижератора проекта 585

По полученным значениям величин , , ,  и  на относительных радиусах 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 0,95 и 1, строится контур лопасти винта.

Рисунок 3.1 - Построение спрямленного контура лопасти

Проводится осевая линия лопасти и от нее на выбранных радиусах откладываются вправо величины , определяющие положение входящей кромки лопасти, относительно оси, а влево откладываются величины , определяющие положение выходящей кромки лопасти, относительно оси.

Затем, используя лекало, соединяются полученные точки и получается спрямленный контур лопасти. От входящей кромки, на тех же радиусах, откладываются в сторону вертикальной оси величины , которые определяют положение линии наибольших толщин на спрямленном контуре лопасти.

3.2    Распределение толщин лопасти по ее длине

Под толщиной лопасти винта  на данном радиусе  понимается наибольшая толщина соответствующего сечения лопасти.

Толщина лопасти у корня назначается из соображений прочности, в остальных сечениях - из условия обеспечения достаточной прочности и наилучших гидромеханических качеств.

Толщина конца лопасти (у края) устанавливается из конструктивных соображений. Численные значения максимальной толщины на конце лопасти , а также условные максимальные толщины на оси винта  в зависимости от числа лопастей гребного винта приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Определение толщин лопасти

На современных грузовых и буксирных судах речного флота используются утолщенные четырехлопастные гребные винты где .

Диаграмму наибольших толщин рекомендуется строить в такой последовательности:

.        Проводится образующая лопасти в виде прямой линии, проходящей через точку пересечения оси ступицы и винта с его диском и имеющей заданный наклон образующей в корму. Наклон образующей задается значением  на конце лопасти.

.        От образующей лопасти параллельно оси винта откладываем величину , а на оси винта  и соединяем полученные точки.

Рисунок 3.2 - Распределение толщин лопасти по длине

Таблица 3.3 - Значение уклона лопасти mR

Принимаем для  значение .

Максимальная относительная толщина на конце лопасти и оси винта:

          (3.3)

  (3.4)

После построения диаграммы наибольших толщин определяются максимальные толщины на относительных радиусах 0,3; 0,5; 0,7; 0,8 и 0,95:

3.3    Профилирование лопасти винта

Рисунок 3.3 - Профилирование лопасти винта

Для относительного радиуса  :

Входящая часть профиля: :

Выходящая часть профиля: :

Для относительного радиуса  :

Входящая часть профиля: :

Выходящая часть профиля: :

Для относительного радиуса  :

Входящая часть профиля: :

Выходящая часть профиля: :

Для относительного радиуса  :

Входящая часть профиля: :

Выходящая часть профиля: :

Для относительного радиуса  :

Выходящая часть профиля: :

3.4    Построение проекций лопасти винта

После построения на спрямленном контуре соответствующих сечений лопасти переходим к построению проекций лопасти. Для этого необходимо знать нормальные и боковые проекции входящих и выходящих кромок.

Их определяют следующим образом:

.        На спрямленном контуре вдоль по прямой, перпендикулярной осевой линии лопасти, откладываем из точки пересечения вертикальной и горизонтальной осей, в сторону противоположную вращению лопасти, величину:

   (3.5)

где  - шаг винта. Для теплохода проекта 585 .

.        Из полученной точки , как из полюса, проводим лучи пересекающие осевую линию в точках, расположенных на радиусах построенных сечений.

.        Проводим по две касательных к каждому профилю входящей части сечения, причем одна касательная строится перпендикулярно лучу, другая параллельно ему. Получаем, соответственно, отрезки  и .

.        Отрезок  представляет собой боковую проекцию спрямленной длины входящей части данного сечения, а отрезок  - нормальную проекцию этой длины. При этом способе определения проекций учитывается как толщина сечения, так и подъем носика.

.        Аналогично находятся отрезки  и , представляющие собой, соответственно, боковую и нормальную проекции длины входящей части сечения.

3.5    Параметры ступицы

Диаметр гребного вала:

       (3.6)

где  - временное сопротивление материала вала.

 - коэффициент: для промежуточных валов со шпоночными муфтами;

 - коэффициент усиления:

 - расчетная мощность, передаваемая валом;

 - расчетная частота вращения;

 - диаметр осевого отверстия вала;

 - действительный диаметр вала.

Расчетная частота вращения для самоходных судов равна:

     (3.7)

где  - частота вращения двигателя, мин-1

 - передаточное число редуктора.

На теплоходе проекта 585 в качестве главных двигателей используются дизели 12ЧСП 15/18 с частотой вращения  и эффективной мощностью . Тип реверс-редуктора: сб.1225-00-5, передаточное отношение РРП на передний ход: .

Принимаем диаметр гребного вала равным 90 мм по ГОСТ 24725-81.

Средний диаметр ступицы:

     (3.8)

Габаритные размеры ступицы можно принять исходя из пропорций. представленных на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Габаритные размеры ступицы винта

Длина ступицы принимается достаточной для размещения на ней корневых сечений лопастей:

Конусность гребного вала находится в пределах: .

Принимаем конусность равной .

Диаметр гребного вала , диаметр вала  на выходе из ступицы будет равен:

Параметры шпоночного паза принимаем в соответствии с диаметром гребного вала с учетом конусности по ГОСТ 12081-72:

.        Ширина паза: ;

.        Глубина паза на валу: ;

.        Высота шпонки:

4.      Определение массы гребного винта

Масса гребного винта определяется как сумма масс лопастей и ступицы:

  (4.1)

где  - масса лопастей винта;