Konstrukcija elise, vrste, princip i rad

Konstrukcija elise, vrste, princip i mehanizam djelovanja.

Propeler je uređaj čija je namjena stvoriti pritisak potiska potreban za pogon broda.

Propeler broda

Princip i mehanizam rada propelera

Karakteristike. Lopatica propelera. Dijagram sila i brzina na lopatici propelera

Dizajn vijaka. Broj oštrica. Promjer vijka. Spoiler

Ostali važni parametri i performanse propelera

Vrste propelera. Propeleri s fiksnim nagibom. Propeleri sa upravljanim nagibom.

Prednosti i nedostaci propelera

Propeler broda:

Propeler je uređaj čija je namjena stvoriti potisni pritisak potreban za pogon plovila. Ovaj se rezultat postiže jednostavnim fizičkim procesima: rotirajuće vratilo motora pretvara se u silu koja gura transport vode na kojem je postavljen, koji osigurava kretanje broda.

Ako ovo detaljno razmotrimo, da za vrijeme rotacije propelera svaka oštrica zahvati puno vode i baci je natrag, govoreći joj zadani kutni zamah, sila reakcije ove kapi vode prenosi zamah na lopatice rotora, oštricezauzvrat, - osovina propelera kroz glavčinu, i osovina propelera, nadalje, - trup broda kroz glavni potisni ležaj.

Rješenje ovog problema (osiguravanje kretanja broda) dao elici drugo ime - pokretač, ali kakvu vrstu, napravljen od kakvog materijala i kakva je konstrukcija, ovisi o brzini i vrsti skretanja.

Načelo i mehanizam rada propelera:

Osnova mehanizma rada elise - transformirati rotacijsko vratilo motora plovila u sili, prisiljavajući ga da se pomakne, tj. stvaranje posebnog naglaska vodenog stupca, što je poput normalnog čamca, a višetonska krstarica može gurati i startati (a kasnije nastaviti) postupak.

Glavna komponenta vijka - oštrice, s točnog mjesta što ovisi o toku stroja. Kada gradnja započne rotaciju, na površina lopatica nastaju određenim silama:

- na strani okrenutoj u smjeru kretanja (usisavanje), postoji vakuum;

- na strani smještenoj uz kurs (prisiljavajući) - povećani pritisak vodene mase.

Razlika u rezultatima različitih strana i pritisku čini potrebnu silu (Y), pozvao lift. Ona, zauzvrat, sastoji se od sila usmjerenih u smjeru pokret stroja (Str) i okomito na Brod (T), tako da:

- postigla željeno fokusiranje za operaciju vijka;

- tvori okretni moment čije se prevladavanje nameće motor.

Od velike je važnosti kut napada profila oštrice (a), što je u rasponu od 4-8 stupnjeva. Kut napada je kut koji nastaje između vektora brzine protoka vode koji se približava oštrici i površine oštrice pod pritiskom. Veća postavka povećati će okretni moment i time će se performanse motora trošiti u bescjenje. Smanjivanjem susreta sa suprotnom situacijom: smanjiti silu podizanja i naglasak, što će dovesti do nedovoljnog iskorištavanja snage motora.

Karakteristike. Lopatica propelera. Dijagram sila i brzina na lopatici propelera:

Na navedenom crtežu prikazan je dijagram sila i brzina na lopaticama desnog okretaja elise, gdje:

R - sila koja stvara naglasak propelera,

T - snaga, moment momenta generatora,

Y - sila podizanja

W - protok vode,

VA - brzina translacijskog kretanja,

Vr je periferna brzina vijka. Vr = 2·Pi·r·n. Tako, što je veća vrijednost r elise, što je veća obodna brzina Vr, pa prema tome i ukupna brzina W,

r je radijus elise,

n – broj okretaja elise, R / h,

α - napadni kut

N - stepenasti vijak. Nagib je pomicanje bilo koje točke oštrice duž osi za jedan puni zavoj vijka,

H·n - teoretska brzina vijka duž osi. Predstavlja produkt koračnog vijka na o / min.

Dizajn vijaka:

Obvezni dio dizajna elise - prisutnost lopatica i glavčine na kojoj se nalaze. Da bi se dobio željeni kut napada i vijcima je ugrađena oštrica na glavčini:

- radijalno,

- s jednakom udaljenost između njih,

- s istim kutom rotacije u odnosu na ravninu rotacije.

Sami oštrice mogu imati malo ili srednje produljenje, ovisno o veličini i dizajnu stroja, koji će biti uspostavljen pokretač. Da bi se vijak pokrenuo, postavlja se na osovinu propelera, rotacija koja osigurava motor stroja kroz glavčinu. Kada rotiraju oštrice zgrabite vodu i bacite je, što rezultira stvaranjem željenih fizičkih sila i impulsi, naglasak vode i, kao rezultat, vodeno tijelo vozila započinje okretanje potisnim ležajem.

Broj lopatica propelera:

Glavna razlika u dizajnu elise je broj lopatica, osiguravanje koeficijenta izvedbe (POLICAJAC) uređaja. Tako, najveću učinkovitost ima propeler sa samo dvije lopatice, ali učinkovit je samo u odnosima s malim diskom (oko 0.5). Na višem koraku disk odnosa prema 1-1. 5 (omjer ispravljenih oštrica i površine diska) osigurati trajnost oštrica vrlo je teško, pa koristite samo posude za vodu, gdje je opterećenje vijka bliže minimumu (trkaća jahta) ili se vijak koristi kao pomoćno sredstvo za pogon (jedrenjaka i motornih plovila).

Na malim brodovima najšire elise sa 3 oštrice. Četiri i pet propelera s lopaticama obično se koriste na velikim brodovima, oceanski brodovi, gdje im glavni zadaci nisu brzi prijevoz, i osiguranje tišine i smanjenja vibracija.

Promjer elise:

Promjer elise određuje se promjerom kruga, koji opisuju krajeve lopatica, smješteno na motoru. Ovisno o veličini posude kojoj su namijenjeni, veličina promjera može varirati od nekoliko desetaka centimetara do 5 metara.

“Divovi” potonjeg tipa obično su opremljeni oceanskim brodovima, za čiji pogon su potrebne znatne veličine vijaka i troškovi odgovarajuće fizičke čvrstoće.

Spoiler propeler:

Naziv ovog dijela strukture prevodi se u “osvajač” i to u potpunosti opravdava. Spojler je zakrivljeni rub koji se nalazi na izlaznom putu lopatica na propeleru, a glavna mu je svrha povećati sposobnost pokretača da uhvati tekućina. Prisutnost spojlera vrlo je važna u primjenama gdje je motor postavljen vrlo visoko, a trkaće obloge imaju velike kutove.

Također instalirajte “osvajač” omogućuje vam:

- za daljnje podizanje nosa plovila ako je postavljen na crte kuta nagiba lopatica;

- za povećanje koraka oštrice prilikom ugradnje na vanjske i izlazne rubove.

Važno upozorenje: ugradnja spojlera smanjuje broj okretaja vijka u prosjeku za 200-400 po minuti, što zahtijeva odgovarajući korak smanjenja u prosjeku od 1-2 inča.

Ostali važni parametri i performanse propelera:

Brzina vrtnje elise ovisi o intenzitetu brzine broda na kojem je ugrađen, ali ovaj parametar ima optimalne performanse. Prosjek je do 300 o / min, za velike brodove optimalne performanse nisu iznad 200. To je zato što velike brzine povećavaju trošenje dijelova motora koji osjećaju najveći stres, a to dovodi do kvarova, neplanirani popravci ili konačno u kvaru i skupi mehanizam.

Za postavljanje osi rotacije propelera preporučuje se u vodoravnoj ravnini, poboljšava parametre performansi. U nazočnosti nagiba osovine propelera postoji “kosa” protok vode oko lopatica, što uzrokuje smanjenje performansi elise, i što je kut veći, to je veći gubitak učinkovitosti. Prvi gubitak snaga je opipljivo kad vidite razliku u 10 stupnjeva.

Posebna pažnja zahtijeva opremu velikih i teških brodova, koristi se u industriji ili obrani. Tako, za tankere, nuklearni – pogonjeni ledolomci, nosači zrakoplova i druga plovila velike deplasmana stvarna prisutnost i sposobnost prenošenja velike snage. Uraditi ovo, opremaju dvije ili tri instalacije osovine, kao i ugradnju nekoliko vijaka. Najčešće je 4 propeler, poredani simetrično. Jedan od važnih parametara vijaka za arktičke ledolomce smatra čvrstoća, jer bi trebali moći zdrobiti debeli led pri kretanju ne samo naprijed nego i unatrag.

Vrste propelera:

Vrste propelera puno. Mogu se proizvoditi od različitih materijala (željezo, bronca, mesing, lijevano željezo, plastika), imaju drugačiji oblikovati (- ukalupljen, uklonjive ili rotirajuće oštrice) i druge temeljne razlike koje utječu na njihov rad i, direktno, kretanje broda na kojem su postavljeni.

Još jedan parametar razlike propelera - sposobnost upravljanja kutom napada lopatica propelera. Po ovom se principu dijele na propelere s fiksnim nagibom i propelere s kontroliranim nagibom.

Propeleri s fiksnim nagibom:

Propeleri s fiksnim nagibom (VFS) je pogon, koji su jedini i stalni kut lopatica, zbog njihovog načina proizvodnje. Takvi se propeleri lijevaju u jednom komadu, pa imaju male dimenzije i težinu. Smještajte ih uglavnom na automobile male zapremine:

Amater;

- mala veličina;

– brodovimadizajniran za trgovinu;

- brodovi kojima je potrebna povećana čvrstoća vijka i drugo.

Kretanje takvih plovila dugoročni je pomak u jednom smjeru, a samim tim i upravljivost propelera s fiksnim nagibom jer glavno obilježje ide usput.

Varijacija ovog mehanizma - vijci s odvojivim oštricama. Korak ostaje fiksiran, ali dizajn podrazumijeva nelijevanje i montiranje lopatica na disk propelera u jednom položaju. To daje mogućnost zamjene u slučaju loma pojedinca dijelovi (oštrice), ne cijeli uređaj, i omogućuje proizvodnju čvrstog pogona velikog promjera, jednodijelno lijevanje što je prilično teško.

Propeleri sa upravljanim nagibom:

Propeleri sa upravljanim nagibom (CPP) sugeriraju mogućnost promjene rotacije lopatica u glavčini. Sastavni dijelovi pričvrsnog vijka izrađeni su na takav način da se zbog posebnog pogona oštrice mogu okretati oko svoje osi i, ako je potrebno, promijeniti kut napada. To se postiže mogućnošću aktuatora, poznat kao mehanizam za promjenu koraka (MISH).

Mehanizam koraka promjene može biti:

- priručnik;

- mehanički;

- Elektromehanički;

- hidraulični;

- elektrohidraulički.

Dio mehanizma koraka promjene (MISH), s izuzetkom priručnika uključuju: mehanizam rotacije lopatica, smještene obično u glavčinu vijka; servomotor stvarajući napor za okretanje lopatica i postavljen na područje između osovine propelera i glavnog motora; povratne informacije ili uređaj koji prikazuje količinu novog tona.

Zauzvrat, mehanizam rotacije lopatica koji čine dio mehanizma koraka promjene može biti:

- zupčanik - koristi se na vijcima malih promjera i sudovi, ne uključuju razvoj visokih kapaciteta;

- radilica je visok stupanj pouzdanosti i trajnosti, nanosi se na intenzivne dizajne, vijci velike brzine, itd.

Je li mehanizam rotacije lopatica unutar glavčine propelera, što se odražava i na njegovu veličinu i na veličinu vijka.

Najčešće korištenim pogonom smatra se hidraulični pogon s propelerima s kontroliranim korakom. U njemu se rotacija lopatica proizvodi utjecajem tekućina male viskoznosti, a mehanizam uređaja relativno je lakši. Sljedeća prednost hidraulike je sposobnost stvaranja velike radne sposobnosti čak i na malim i laganim pogonima.

Daljinskim upravljanjem vijkom, izravno s mosta, rasterećenost i koordinacija kretanja broda. Upotreba malog, ali snažni i snažni pogon čak i na cjelokupnom sudu tereni su poboljšali svoje upravljačke osobine i upravljivost što je omogućilo koordinaciju terena s bilo kojim brzinskim strojem. Kao rezultat takvog djelovanja, izvedba propelera povećava se za nekoliko puta, a to smanjuje ukupne operativne troškove plovila.

Prednosti i nedostaci propelera:

Unatoč tehnološkom napretku, elisa nije idealan mehanizam. Tako, njegov pogonski posao moguć je samo pod uvjetom da je brzina rotacije konstantna ili se povećava, inače oštrica lice sloja vode, djelovat će kao kočnica, i prilično aktivan.

Iako teoretski izračuni učinkovitosti propelera dosežu pokazatelje 75 %, on nije u stanju postići ove parametre, a obično su u rasponu od 30-50 %. Stvoriti savršen vijak s učinkovitošću od 100% je nemoguce, jer njegov rad ovisi o uvjetima okoline koji se neprestano mijenjaju.

Zanimljiva činjenica: iako propeler je uvelike olakšao ljudske kontrolne brodove i omogućio kretanje na strojevima značajnih dimenzija, njegova je učinkovitost i dalje inferiorna od običnih vesla, čiji parametri dosežu 60-65%. Ako usporedimo motor lopatice, prednost je još uvijek za mehanički uređaj (lopatica): njegova je produktivnost veća, a dimenzije i težina - manje. Međutim, u slučaju oštećenja za popravak kotača lopatica zadržati ne samo moguće, ali lakše. Popravak čvrstih elisa je nemoguć, a timovi zahtijevaju odgovarajuću opremu, vještine i drže se na doku.

Prednosti mehaničkog pogona (lopatice) pripisuje se nižoj ranjivosti, koji daju dimenzije i materijal od kojeg je izrađen, tj., lome se mnogo puno manje. Iako je sigurnije za stanovnike vodenog svijeta i ljude koji su prekomjerno. S obzirom na obrambenu i vojnu industriju, postoji nesumnjivo vodstvo za propelere. Tako, područje elise pod vodom dopušteno je koristiti u vojne svrhe cijelu površinu postojećih paluba, kao i gotovo eliminirati mogućnost udaranja u vozača neprijateljskih projektila.

Povijest pronalaska i modernizacije propelera ukorijenjena je u antici, ali tek razvojem tehničkog napretka čovječanstvo je moglo mehanizme, čiji se prototipi koriste i danas. Međutim, ova se industrija nastavlja razvijati: znanstvenici i izumitelji koji traže legure i materijale za poboljšani pogon i razvijaju dizajne koji bi mogli eliminirati ili smanjiti njihove slabosti.

Bilješka: © Fotografija //www.pexels.com, //pixabay.com, //okafish.ru/300/226_268.htm