Pervane yapısı, türleri, ilke ve işlem

Pervane yapısı, türleri, ilke ve çalışma mekanizması.

Pervane, amacı geminin itilmesi için gerekli itme basıncını oluşturmak olan bir cihazdır..

Geminin pervanesi

Pervanenin prensibi ve çalışma mekanizması

Özellikler. Pervanenin kanadı. Pervane kanadındaki kuvvetlerin ve hızların diyagramı

Vida tasarımı. Bıçak sayısı. Vidanın çapı. Bir şeyin önceden reklamı

Diğer önemli parametreler ve pervanenin performansı

Pervane çeşitleri. Sabit hatveli pervaneler. Kontrol edilebilir hatveli pervaneler.

Pervanelerin avantajları ve dezavantajları

Geminin pervanesi:

Pervane amacı itme için gerekli itme basıncını oluşturmak olan bir cihazdır. geminin. Bu sonuç, basit fiziksel süreçler nedeniyle elde edilir.: Motorun dönen bir mili, üzerine yerleştirildiği su aktarımını iten bir kuvvete dönüştürülür, geminin hareketini sağlayan.

Bunu detaylı olarak düşünürsek, o pervanenin dönüşü sırasında her bıçak çok fazla su çeker ve geri fırlatır, ona belirli bir açısal momentumu söylemek, Bu su damlasının reaksiyon kuvveti, momentumu rotor kanatlarına aktarır, bıçaklarsırayla, - pervane şaftı göbeğin içinden, ve pervane şaftı, dahası, - ana baskı yatağından geçen geminin gövdesi.

Bu sorunun çözümü (geminin hareketini sağlamak) pervaneye başka bir ad verdi - taşıyıcı, ama ne tür, hangi malzemeden ve hangi yapıdan yapılmış, dönüş taşıma hızına ve türüne bağlıdır.

Pervanenin çalışma prensibi ve mekanizması:

Pervanenin çalışma mekanizmasının temeli - dönüş mili dönüşümü motorun yürürlükteki geminin, onu hareket etmeye zorlamak, yani. su kolonunun yaratılmasına özgü vurgu, normal bir tekne gibi, ve multi-ton kruvazör itip başlayabilir (ve sonra devam et) süreç.

Vidanın ana bileşeni - bıçaklar, makinenin seyrine bağlı olarak doğru yerden. İnşaat dönmeye başladığında, açık yüzey bıçakların% 'si belirli kuvvetler tarafından yaratılır:

- hareket yönüne bakan tarafta (emme), boşluk var;

- parkurun karşısında bulunan tarafta (zorlama) - su kütlesinin artan basıncı.

Ortaya çıkan farklı partilerden ve baskıdan kaynaklanan farklılık gerekli kuvveti oluşturur (Y), asansör aradı. O, sırayla, yönünde yönlendirilen kuvvetlerden oluşur hareket makinenin (P) ve dik Gemi (T), Böylece:

- operasyon için istenen odaklamayı sağladı vidanın;

- üstesinden gelinmesi gereken bir tork oluşturur motor.

Bıçak profilinin hücum açısı büyük önem taşır (a), aralığında olan 4-8 derece. Hücum açısı, kanala yaklaşan su akışının hız vektörü ile kanadın basınçlandırma yüzeyi arasında oluşan açıdır.. Daha yüksek bir ayar torku artıracak ve dolayısıyla motor performansı boşuna harcanacaktır.. Karşıt durumla karşılaşmayı azaltarak: kaldırma kuvvetini ve vurguyu azaltın, bu da motor gücünün yetersiz kullanımına yol açacaktır.

Özellikler. Pervanenin kanadı. Pervane kanadındaki kuvvetlerin ve hızların diyagramı:

Belirtilen çizimde, pervane sağa dönüşünün kanatları üzerindeki kuvvetlerin ve hızların bir diyagramı gösterilmektedir., nerede:

R - pervanenin vurgusunu yaratan kuvvet,

T - güç, jeneratör torku,

Y - kaldırma kuvveti

W - su akışı,

VA - öteleme hareketinin hızı,

Vr, vidanın çevresel hızıdır. Vr = 2·Pi·r·n. Böylece, pervanenin r değeri ne kadar büyükse, daha fazla çevresel hız Vr, ve bu nedenle toplam hız W,

r pervanenin yarıçapı,

n - pervanenin devir sayısı, R / h,

α - hücum açısı

N - adım vidası. Pitch, vidanın bir tam dönüşü için bıçağın herhangi bir noktasının eksen boyunca hareketidir.,

H·n - eksen boyunca vidanın teorik hızı. Devir üzerindeki adım vidasının çarpımını temsil eder..

Vida tasarımı:

Zorunlu bir bölüm pervane tasarımının - bıçakların ve yerleştirildikleri göbeğin varlığı. İstenilen hücum açısını elde etmek ve kanatların göbek üzerine vidalı montajı:

- radyal olarak,

- aralarında eşit mesafe olacak şekilde,

- dönme düzlemine göre aynı dönme açısıyla.

Bıçağın kendileri küçük veya orta uzamaya sahip olabilir, makinenin boyutuna ve tasarımına bağlı olarak, hangisi kurulacak. Vidanın harekete geçirilmesi için, kardan mili üzerine yerleştirilir, dönüşü sağlayan motor göbek aracılığıyla makinenin. Dönen bıçaklar suyu tutup fırlatın, istenen fiziksel kuvvetlerin oluşumuyla sonuçlanır ve dürtüler, suyun vurgusu ve, sonuç olarak, aracın su kütlesi dönüş yatağı ile başlar.

Pervane kanatlarının sayısı:

Pervane tasarımındaki temel fark kanat sayısıdır, performans katsayısı sağlamak (POLİS) cihazın. Yani, en yüksek verimlilikte sadece iki kanatlı bir pervane bulunur, ancak yalnızca küçük disk ilişkisinde etkilidir (hakkında 0.5). İle ilişkinin daha yüksek adım diskinde 1-1. 5 (düzleştirilmiş bıçakların disk alanına oranı) bıçakların dayanıklılığını sağlamak çok zordur, bu yüzden sadece su kapları kullanın, vida üzerindeki yükün minimuma yakın olduğu yer (bir yarış yatı) veya yardımcı bir tahrik aracı olarak bir vida kullanılır (yelkenli ve motorlu gemiler).

Küçük gemilerde en yaygın olanı ile pervaneler 3 bıçaklar. Dört ve beş kanatlı pervaneler genellikle büyük gemilerde kullanılır, okyanus gemileri, ana görevlerinin hızlı ulaşım olmadığı yerlerde, ve sessizlik ve titreşim azaltma sağlanması.

Pervanenin çapı:

Pervanenin çapı dairenin çapı ile belirlenir, bıçakların uçlarını tanımlayan, motorda bulunur. Amaçlandıkları geminin boyutuna bağlı olarak, çap boyutu birkaç on santimetreden 5 metre.

“Devler” ikinci türden olanlar genellikle okyanus gemileri ile donatılmıştır, önemli boyutta vida ve uygun fiziksel mukavemet maliyeti gerektiren tahrik için.

Spoiler pervanesi:

Yapının bu kısmının adı şu anlama gelir: “istilacı” ve tamamen haklı çıkarır. Spoyler, kanatların pervane üzerindeki çıkış yolunda bulunan kavisli bir kenardır., ve ana amacı, hareket ettirenin yakalama yeteneğini artırmaktır. sıvı. Motorun çok yükseğe monte edildiği ve çalışan trimin geniş açılara sahip olduğu uygulamalarda spoylerin varlığı çok önemlidir..

Ayrıca “istilacı” yapmanıza olanak sağlar:

- bıçakların eğim açısı çizgileri üzerine monte edilmişse, geminin burnunu daha da yükseltmek için;

- dış ve giden kenarlara takarken bıçak aralığını artırmak için.

Önemli bir uyarı: bir spoylerin takılması, vidanın devir sayısını ortalama olarak azaltır 200-400 Dakikada, ortalama olarak karşılık gelen bir azaltma adımı gerektiren 1-2 inç.

Diğer önemli parametreler ve pervanenin performansı:

Pervanenin dönme hızı, takılı olduğu geminin hızının yoğunluğuna bağlıdır., ancak bu parametre optimum performansa sahip. Ortalama şuna kadar 300 rpm, büyük gemiler için optimum performans yukarıda değil 200. Bunun nedeni, yüksek hızların en çok stres hisseden motor parçalarının aşınmasını artırmasıdır., ve bu arızalara yol açar, plansız onarımlar veya bakıma muhtaçlık ve pahalı mekanizmada nihai gelecek.

Yatay düzlemde pervanenin dönme eksenini ayarlamak tavsiye edilir, performans parametrelerini iyileştirir. Kardan milinin eğiminin varlığında bir “tırpan” bıçakların etrafındaki su akışı, pervanenin performansının düşmesine neden olmak, ve açı ne kadar yüksekse, verimlilik kaybı daha büyüktür. İlk kayıp güç farkı gördüğünüzde elle tutulur 10 derece.

Özel dikkat, büyük ve ağır gemilerin ekipmanını gerektirir, sanayide veya savunmada kullanılır. Yani, tankerler için, nükleer – güçlendirilmiş buz kırıcılar, uçak gemileri ve büyük deplasmanlı fiili mevcudiyete sahip diğer gemiler ve yüksek güç iletme kabiliyeti. Bunu yapmak için, iki veya üç şaft kurulumunu donatıyorlar ve birkaç vida takıyorlar. Çoğu zaman öyle 4 pervane, simetrik olarak düzenlenmiş. Arktik buz kırıcıları için vidaların önemli parametrelerinden biri, gücü dikkate alır., çünkü sadece ileriye değil geriye doğru da hareket ederken kalın buzu ezebilmeleri gerekir..

Pervane türleri:

Pervane çeşitleri çok. Farklı malzemelerden imal edilebilirler (çelik, bronz, pirinç, dökme demir, plastik), farklı olmak tasarım (- kalıplanmış, çıkarılabilir veya dönen bıçaklar) ve çalışmalarını etkileyen diğer temel farklılıklar ve, direkt olarak, kurulu oldukları geminin hareketi.

Pervanenin diğer parametre farklılıkları - pervane kanatlarının saldırı açısını kontrol etme yeteneği. Bu prensipte sabit piçli pervanelere ve kontrol edilebilir piçli pervanelere ayrılırlar..

Sabit hatveli pervaneler:

Sabit hatveli pervaneler (VFS) itici güç, bıçakların tek ve sabit açısı olan, üretim yöntemlerinden dolayı. Bu tür pervaneler tek parça halinde dökülür, bu yüzden küçük boyutları ve ağırlıkları var. Bunları çoğunlukla küçük yer değiştirmeli arabalara yerleştirin:

Amatör;

- küçük boy;

- gemilerticaret için tasarlanmış;

- vida ve diğerlerinin daha fazla mukavemetini gerektiren gemiler.

Bu tür gemilerin hareketi tek yönde uzun vadeli bir harekettir., ve bu nedenle, ana özellik yol kenarından geçtiği için sabit piçli pervanelerin manevra kabiliyeti.

Bu mekanizmanın bir çeşidi - çıkarılabilir bıçaklı vidalar. Adım sabit kalır, ancak tasarım, kanatların imalatını ve pervanenin diskine tek bir konumda monte edilmesini gerektirmez. Bu, bireyin kırılması durumunda değiştirme imkanı verir. parçalar (bıçaklar), tüm cihaz değil, ve geniş çaplı katı tahrik üretilmesine izin verir, oldukça zor olan tek parça döküm.

Kontrol edilebilir hatveli pervaneler:

Kontrol edilebilir hatveli pervaneler (CPP) göbek içindeki bıçakların dönüşünün değişme olasılığını önermek. Sabitleme vidasının bileşenleri, bıçağın özel tahriki nedeniyle kendi ekseni etrafında dönebilecek ve, Eğer gerekliyse, saldırı açısını değiştir. Bu, aktüatör olasılığı ile elde edilir, adımı değiştirmek için bir mekanizma olarak bilinir (MISH).

Değişim adımının mekanizması,:

- Manuel;

- mekanik;

- Elektromekanik;

- hidrolik;

- Elektro hidrolik.

Değişim mekanizması adımının bir parçası (MISH), kılavuz hariç, şunları içerir:: bıçakların dönme mekanizması, genellikle vidanın göbeğine yerleştirilir; pervane şaftı ile ana motor arasındaki alana yerleştirilen ve kanatları döndürme çabası yaratan servomotor; geri bildirim veya yeni satış konuşmasının miktarını gösteren bir cihaz.

Sırayla, değişim aşamasının bir parçasını oluşturan bıçakların dönme mekanizması,:

- dişli - küçük çaplı vidalarda kullanılır ve mahkemeler, yüksek kapasitenin geliştirilmesini içermez;

- krank, yüksek derecede güvenilirlik ve dayanıklılıktır, yoğun tasarımlarda uygulanır, yüksek hızlı vidalar, vesaire.

Kanatların pervanenin göbeği içindeki dönme mekanizması, hem boyutuna hem de vidanın boyutuna yansır.

En sık kullanılan tahrik, kontrol edilebilir hatveli pervanelere sahip hidrolik aktüatör olarak kabul edilir.. İçinde bıçakların dönüşü, küçük viskoziteye sahip sıvıların etkisiyle üretilir., ve cihaz mekanizması nispeten daha kolaydır. Hidroliğin diğer bir avantajı, küçük ve hafif tahrikte bile büyük çalışma kapasitesi yaratma yeteneğidir..

Vidayı uzaktan kontrol ederek, doğrudan köprüden, geminin hareketinin rahatlaması ve koordinasyonu. Küçük bir kullanımı, ancak sahaların genelinde bile güçlü ve güçlü itme gücü, kullanım özelliklerini ve manevra kabiliyetlerini geliştirerek sahayı herhangi bir hız makinesiyle koordine etmeyi mümkün kıldı. Böyle bir eylemin sonucu olarak, pervanenin performansı birkaç kat artar, ve bu, geminin genel işletme maliyetlerini azaltır.

Pervanelerin avantajları ve dezavantajları:

Teknolojik gelişmelere rağmen, pervane ideal mekanizma değil. Yani, itici güç olarak görevi ancak dönüş hızının sabit olması veya artması koşuluyla mümkündür., aksi takdirde su tabakasının bıçak yüzü, fren görevi görecek, ve oldukça aktif.

Pervanenin verimliliğinin teorik hesaplamaları aşağıdaki göstergelere ulaşsa da 75 %, bu parametrelere ulaşamıyor, ve genellikle aralığındadırlar 30-50 %. Verimlilikle mükemmel bir vida oluşturmak için 100% imkansız, çünkü işi sürekli değişen çevresel koşullara bağlı.

İlginç gerçek: olmasına rağmen pervane insan kontrol gemilerini büyük ölçüde kolaylaştırdı ve önemli boyutlardaki makinelerde hareket etmesine izin verdi, etkinliği hala sıradan küreklerden daha düşük, ulaşılan parametreler 60-65%. Bir çarkın motorunu karşılaştırırsak, avantaj hala mekanik cihaz için (kanatlı çark): verimliliği daha yüksektir ve boyutları ve ağırlığı - daha az. Yine de, Hasar durumunda, çarkları onarmak sadece mümkün değil, ama daha kolay. Onarım sağlam pervaneler imkansızdır, ve ekipler uygun ekipman gerektirir, beceriler ve bir rıhtımda tutulur.

Mekanik tahrik sisteminin avantajları (kürek tekerlekleri) daha düşük güvenlik açığına atfedilir, yapıldığı boyutları ve malzemeyi sağlayan, yani, çok daha az kırılırlar. Su dünyasının sakinleri ve denize düşen insanlar için daha güvenli olsa da. Savunma ve askeri sanayi ile ilgili olarak, pervaneler için şüphesiz liderlik var. Yani, Pervanenin su altındaki alanı, mevcut güvertelerin tüm yüzeyinin askeri amaçlarla kullanılmasına izin verildi, ve ayrıca düşman mermilerinin sürücüsüne çarpma olasılığını neredeyse ortadan kaldırır.

Pervanenin icat tarihi ve modernizasyonu antik çağlara dayanmaktadır., ama sadece teknik ilerlemenin gelişmesiyle insanlık mekanizmalar yapabildi, prototipleri bugün hala kullanılmaktadır. Yine de, bu endüstri gelişmeye devam ediyor: Geliştirilmiş performans için alaşımlar ve malzemeler arayan bilim adamları ve mucitler, zayıflıklarını ortadan kaldırabilecek veya azaltabilecek tasarımlar geliştiriyor.

Not: © Fotoğraf //www.pexels.com, //Pixabay.com, //okafish.ru/300/226_268.htm