Резиновые подшипники для водометных движителей

В водометных движителях обычно используются смазывающиеся маслом шариковые подшипники. Однако практически каждый сезон подшипники приходится заменять, так как из-за негерметичности сальникового уплотнения к ним попадает забортная вода. На своем водометном движителе с лопаточным поджатием струи, имеющем цилиндрическую втулку, я применил радиальный и упорный резиновые подшипники, смазка которых осуществляется водой. Благодаря этому удалось упростить конструкцию водомета, использовать тонкий гребной вал-торсион, передающий только вращающий момент и компенсирующий вибрации двигателя, а также избежать утечки масла в воду.

Резиновые подшипники имеют такой же коэффициент трения, как и подшипники скольжения из бронзы (0,01—0,005), причем при повышении удельной нагрузки на подшипник и окружной скорости коэффициент трения резины уменьшается.

Вода для смазки резиновых подшипников поступает из сопла водомета через сетчатый фильтр системы охлаждения двигателя. По трубке с внутренним диаметром 8 мм, пропущенной внутри клиновой лопатки, основная часть воды подводится одновременно к радиальному и упорному подшипникам (на рисунке трубка 11 условно показана в диаметральной плоскости). Часть воды проходит через радиальный подшипник и поступает в зазор между втулкой сопла 4 и ротором 14, а другая часть проходит через кольцевой зазор между распорной втулкой 3 и отверстием втулки сопла 4 и попадает на смазку упорного подшипника 5. Из упорного подшипника благодаря разрежению вода выходит через центральное резьбовое отверстие заглушки 7. Заглушка 7 имеет уплотнительное резиновое кольцо 8, за счет которого она закрепляется в расточке под упорный резиновый подшипник, Резьба в центральном отверстии заглушки служит для ее демонтажа.

Резиновые подшипники изготовлены из листовой маслобензостойкой резины толщиной 5 мм средней твердости. Радиальный подшипник представляет собой резиновую втулку 1 (ее длина — 65 мм; наружный диаметр — 32 мм), которая вырезана из листовой резины и вставлена в промежуточную втулку. Промежуточная втулка изготовлена из нержавеющей стали и запрессована во втулке сопла; она имеет внутренний буртик, предотвращающий смещение резиновой втулки в сторону пера руля. Для прохода воды и смазки подшипника на внутренней поверхности резины необходимо предварительно прорезать шесть канавок. На торцевой поверхности, обращенной к ступице ротора 14, следует прорезать канавки, обеспечивающие выход воды и песчинок. Чтобы получить канавки удовлетворительного профиля глубиной 2—2,5 мм, лист резины нужно согнуть вдвое, зажать в тиски и срезать ножом часть резины, выступающей над тисками.


Резиновая шайба 5 упорного подшипника вырезана из такой же листовой резины. На ней описанным способом нанесены 12 радиальных канавок. Как показал многолетний опыт, приклеивать резину к корпусу подшипника не нужно. От проворачивания она удерживается за счет трения: вал 20 и упорная шайба 9 в зоне контакта с резиной имеют полированную поверхность, а с обратной стороны резина соприкасается с шероховатой поверхностью, остающейся после токарной обработки.

Сетчатый фильтр для забора охлаждающей воды сделан в виде конической емкости, в которой зажата мелкая сетка из нержавеющей проволоки. Сетка задерживает песок и мелкую гальку. При повышении температуры двигателя (это означает, что корпус фильтра заполнен песком и галькой и не пропускает воду в систему охлаждения двигателя) достаточно заглушить двигатель, и содержимое фильтра вытечет назад, в сопло водомета. Через несколько секунд движение можно продолжать. При достаточно надежном креплении сетки фильтр не требует ухода. Он наворачивается на резьбовой штуцер 22, имеющий отверстие диаметром 12 мм и козырек высотой 10 мм внутри сопла. Такая конструкция обеспечивает охлаждение водой двигателя и смазку упорных подшипников под давлением более 1 атм.

Уплотнение переднего конца гребного вала выполнено при помощи уплотнительного тороидального резинового кольца с внутренним диаметром 28 мм — равным диаметру вала. Такие кольца применяются в гидро- и пневмоцилиндрах. Кольцо установлено в канавке прямоугольного сечения корпуса уплотнения 18. Чтобы оно постоянно смазывалось водой в зоне контакта с валом, канавка под кольцо проточена с перекосом 1,5—2 мм от плоскости, перпендикулярной оси гребного вала.

Для расчета резиновых подшипников использованы материалы книги А. П. Давыдова «Резиновые подшипники в машиностроении» (Л., «Машиностроение», 1976).

Несколько слов о сопле с лопаточным поджатием струи. Замена традиционного сопла соплом с клиновыми лопатками позволила выиграть в скорости катера примерно 1,5 км/ч. Несомненным преимуществом такого сопла является значительно большая прочность лопаток. Использование балансирного непрофилированного руля, установленного за двумя вертикальными лопатками выправляющего аппарата, позволяет разворачивать лодку на месте при малой частоте вращения двигателя. При перекладке руля перпендикулярно диаметральной плоскости катер практически останавливается. Все детали водомета выполнены из нержавеющей стали.