Откидная передача со шлицевой разобщительной муфтой

Водителя катера со стационарным двигателем и гребным винтом постоянно беспокоит большая осадка и уязвимость винта на мелководье. Затрудняют плавание такого катера и водоросли, которые хотя и не представляют опасности для прочных винтов, но, наматываясь на них, вызывают вынужденные остановки. Несомненными достоинствами в таких условиях обладают откидные угловые колонки, однако их конструкция довольно сложна для самостоятельного изготовления (с несколькими любительскими конструкциями колонок читатели познакомились в предыдущем номере). Особые трудности вызывает силовая передача с коническими шестернями, которые должны изготовляться из хорошей стали, с высокой степенью точности, с термообработкой, требуют тщательной расточки корпусов и сборки передачи. Заслуживают интереса в этой связи другие варианты устройств, позволяющих на плаву поднимать гребной винт для уменьшения осадки судна или осмотра движителя.

Откидной винто-рулевой комплекс, установленный ленинградцем Б. Е. Синильщиковым на сравнительно тяжелом катере «Снарк», обладает рядом достоинств откидной колонки, но проще в изготовлении, так как не содержит шестерен и пространственных шарниров в силовой передаче. Кольцевая профилированная насадка, повышающая эффективность гребного винта на малых скоростях (до 15 км/час) в основном за счет увеличения скорости потока в диске винта, на больших скоростях (на глиссирующих катерах) оказывает излишнее сопротивление движению и может быть заменена на обычную антикавитационную плиту. Подробно с расчетом насадок можно ознакомиться, например, по книге А. М. Басина «Ходкость и управляемость судна», часть 2 («Транспорт», 1962 г.).

Устройство, предложенное В. С. Панфиловым из г. Горького, пригодно для легких моторных лодок. Оно аналогично применяемой на рыбачьих судах установке с винтом и валом, убирающимися в нишу на днище, благодаря чему винт выступает не так далеко за транец. Лодки с таким устройством рыбаки вытаскивают для стоянки на берег. Недостатком же приставки Панфилова является плохая защита винта от повреждений при швартовке, случайных навалах на стенку шлюза и т. п. Кроме того, на волне возможен прорыв воздуха к винту и его кавитация.


Напомним, что краткое описание канадской лодки-дори «с исчезающим винтом» было приведено в №13 сборника; эта лодка оснащена шарнирным гребным валом и шахтой для подъема винта выше днища. Известен и другой путь — подвеска двигателя, жестко соединенного с гребным валом, на цапфах (по типу мотор-весла ).

---

Проектируя винто-рулевой комплекс (ВРК) для своего катера «Снарк» (см. №5, 1965 г. и №10, 1967 г.), я хотел обеспечить хорошую защиту гребного винта, возможность подходить к отмелому берегу, облегчить осмотр и ремонт винта. Делать колонку я не решился — всем известны трудности, возникающие при изготовлении конических шестерен высокого класса точности, при расточке корпуса колонки и других узлов. К тому же я располагал стандартным угловым реверс-редуктором, позволяющим компактно расположить двигатель у транца.

Дополнительную защиту гребного винта от повреждений обеспечивает кольцевая профилированная насадка. На сравнительно небольшой скорости — 18—25 км/час — насадка, кроме того, может увеличивать к. п д. гребного винта примерно на 5—10%.

Вся конструкция собрана на корпусе 8, сваренном из трехмиллиметровой стали. К корпусу приварена втулка 7, в которой размещены роликовые подшипники гребного вала, воспринимающие упор тянущего винта. Насадка 9 закреплена к корпусу не жестко а на оси 10 и упирается в резиновый амортизатор 11. который намного снижает ударные нагрузки, возникающие в конструкции при внезапном ударе, например, о камень. К верхней части корпуса крепятся и трубчатые штанги 12 подвески. имеющие ось вращения 13, закрепленную на транце у палубы.

Руль 14 поворачивается с помощью карданной передачи 15; ось верхнего кардана должна совпадать с осью откидывания ВРК.


На кормовом конце валопровода при помощи шпонки и накидной гайки укреплена втулка 2 с внутренними шлицами, в которую входит втулка 3 с наружными шлицами, укрепленная на валике также при помощи шпонки и гайки. Конусные поверхности втулки 3 служат для центровки передачи при вводе валов 1 и 5 в зацепление. Втулка 4 служит для центровки валов во время работы передачи, особенно при износе шлицов. Муфта со шлицами 16Х52Х60(А₃/Ш) с шириной зубьев 30 мм делается из стали 2X17Н2 или 9X18, 4X13, 3X13. Втулку 3 следует калить после механической обработки до 48÷55 Н RC, втулку 2 — до 35÷40 Н_RC. Втулки можно изготовить из стали 2X13 с закалкой до 38÷40 Н_RC и 30÷35 Н_RC соответственно, но изнашиваться они будут несколько быстрее.

Вал крепится к реверс-редуктору при помощи автомобильного карда на. Угол излома в шлицевом соединении не должен превышать 20'. После приработки передача будет удовлетворительно действовать и при большем угле излома — до 1°, однако это также приведет к ускоренному износу деталей.

Откидыванию устройства на заднем ходу препятствует защелка 16. Так как винт защищен прочной насадкой, то я применил такое устройство защелки, при котором откидывание ВРК происходит при сильных ударах, когда возникают напряжения, опасные для всей конструкции. Величина таких нагрузок превышает величину максимального упора на заднем ходу, поэтому работа защелки не связана с работой реверса, что значительно упрощает ее конструкцию и повышает надежность. Защелка 16 под действием пружины 17 упирается в зубец, приваренный к корпусу ВРК. Упор винта на корпус передается через призму 18, которая одновременно служит для уменьшения вибраций конструкции. Затяжка пружины 17 (от передней подвески мотоцикла) и соотношение плеч рычага 16 подбираются таким образом, чтобы для откидывания передачи требовалась сила 400—700 кг. Для открытия защелки необходимо нажать на рычаг 16. Вернуть передачу в рабочее положение можно посредством троса или вручную, отведя этот рычаг и одновременно медленно проворачивая гребной вал с помощью стартера. Для контроля используется концевой выключатель 19.

ВРК нетребователен к уходу. Через 1500—2000 км, но не реже одного раза в месяц, необходимо пресс-масленки наполнять смазкой ЦИАТИМ и наносить слой ЦИАТИМа на шлицы муфты. Передача работает до капитального ремонта не менее 2000—-2500 час. Износ шлицов в деталях муфты 0,015÷0,025 мм за 100 час. При капитальном ремонте заменяются шлицевые втулки, сальники, шарикоподшипники. Насадка значительно улучшает работу винта на волнении, при частичном выходе винта из воды число оборотов двигателя увеличивается плавно и в допустимых пределах. Управляемость катера на переднем ходу хорошая, на заднем, как и у всех одновинтовых судов, оснащенных насадками — неудовлетворительная.

С ВРК такой конструкции «Снарк» без поломок прошел 15000 км. При этом неоднократно происходили удары ВРК о плавающие бревна, топляки, о каменистый грунт. При попадании под ВРК досок или палок передача, благодаря амортизации насадки, не откидывалась. Часто доски толщиной до 30—40 мм разламывались насадкой на части, при этом иногда их обломки, насаживаясь на лопасти винта, начинали вращаться с ним, вызывая вибрацию передачи. В этих случаях достаточно было дать задний ход. Предохранительный болт в муфте реверс-редуктора срезался дважды — в насадке заклинивалась короткая и толстая доска, удалить которую и заменить болт было делом нескольких минут. Катер с насадкой может ходить в заросших водоемах, ни водорослей, ни рыбацких сетей или тросов на винт вы уже не намотаете Нам неоднократно приходилось форсировать перекаты, где глубина была на 10 см меньше габаритной осадки катера Во время стоянки, при отливах или на волнении, катер может ложиться насадкой на дно, даже каменистое прочность ВРК вполне достаточна чтобы выдержать вес кормовой части корпуса.