ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

винтовой реактивный двигатель. Шнековый двигатель


Шнекоходы » Военное обозрение

Шнекоходы или шнекороторные вездеходы — это транспортные средства, движение которых осуществляется с помощью шнекороторного движителя. Конструкция такого движителя представляет собой два винта Архимеда, которые изготовлены из особо прочного материала. Такие движители располагаются по бокам корпуса вездехода. Известно, что патент на шнекоход был получен в США в 1868 году американским изобретателем Якобом Моратом. В России первый патент на шнековые сани был выдан в 1900 году.

Шнекоходы не нашли широкого применения и практически никогда не производились массово. Это вызвано двумя основными недостатками такого класса техники. Данные вездеходы не приспособлены для движения по твердым поверхностям, таким как асфальт или бетон. При движении по твердым грунтовым дорогам он просто превращает их в перепаханные грядки. К тому же, как только шнек «чувствует» землю, машину начинает сильно трясти и сносить в сторону. Еще одним недостатком является очень низкая скорость движения устройств при довольно высоких энергетических затратах. Но есть у шнекоходов и свои неоспоримые преимущества: такие вездеходы обладают отличной проходимостью в условиях снега, грязи, льда и очень хорошо зарекомендовали себя в роли водоходного движителя (на амфибийных средствах).

Все это делает шнекоходы нишевым и практически штучным товаром. Именно невозможность применения шнекоходов в качестве самостоятельной транспортной единицы не позволила им получить должного распространения. Однако в своей нише они могут использоваться. Делается это достаточно просто: к месту использования шнекоход доставляют в кузове другой машины, после чего выгружают. Именно узость сегмента привела к тому, что производить такие машины не самое экономически выгодное занятие.

Самым известным (пожалуй, единственным серийным) был снегоболотоход под названием «Снежный дьявол», который был создан на базе трактора Fordson. Он производился компанией Armstead Snow Motor в 20-х годах прошлого века. Стоит отметить, что компания придумала очень хорошую схему: она просто клепала комплекты для переоборудования шасси любых тракторов «Фордзон» в шнекоход. Сколько таких экземпляров было произведено, неизвестно, но до наших дней дошел как минимум один такой экземпляр. Сегодня он хранится в автомобильном музее в Вудленде (Калифорния).

Сегодня серийным производством этой достаточно специфичной техники занимается австралийская компания Residue Solutions, которая выпускает шнекоходы MudMaster («Специалист по грязи»). Правда, производятся они совсем скромной серией — компания реализует на рынке едва ли пару десятков таких вездеходов ежегодно. Австралийский MudMaster — это достаточно мощная профессиональная машина, которая предназначена для обслуживания сельхозугодий и станций ирригации, требующих постоянного наличия воды (например, иловых полей), а также для осуществления работ в условиях мангровых лесов, болот, береговых линий, отличающихся низкой плотностью почвы и других подобных районах. Проще говоря, машина предназначена для работы в грязевой жиже. При этом шнекоход MudMaster весьма немаленькая машина, его длина составляет 8 метров, а вес около 18,5 тонн. Его приводит в движение шестицилиндровый дизельный двигатель Cummins. Каждый экземпляр собирается только по заказу, а сам процесс сборки занимает обычно 18 недель. При этом на MudMaster можно установить самое разное оборудование — от мелиорационной системы до подъемного крана, по сути, это специальная платформа для различного оборудования.

Естественно, подобная техника, не могла не появиться у нас, стране, обладающей обширными болотами и очень редкой дорожной сетью. Северо-восточные территории СССР казались идеальным местом для использования шнекоходов. Рыхлый снег толщиной до пары метров был подходящей средой для таких вездеходов. Поэтому советские инженеры с определенной регулярностью обращались к данному классу техники. Но даже в стране, в которой приказы партии могли перевесить все экономические выгоды, шнекоходы не смогли прижиться.

Самым известным и эксплуатирующимся по сей день советским шнекоходом является ЗИЛ-2906 (или его усовершенствованная версия — 29061). В нашей стране его называли шнекороторный снегоболотоход. Всего с 1980 по 1991 годы на заводе имени Лихачева было выпущено 20 таких поисково-спасательных комплексов повышенной проходимости, известных также под названием «Синяя птица». Заказчиком данной техники выступало бюро им. С. П. Королева. Основным назначением шнекоходов должно было стать спасение космонавтов после их приземления. В состав комплекса вошли, помимо собственно снегоболотохода, грузовой вездеход ЗиЛ-4906 и пассажирский автомобиль ЗиЛ-49061. Снегоболотоход ЗИЛ-2906 перевозился в кузове грузового автомобиля и выгружался только в случае необходимости. Стоит отметить, что подходящих случаев для использования так и не возникло. При этом шнекоход демонстрировал чудеса проходимости там, где на брюхо могли сесть даже танки, а также служил народному хозяйству страны. К примеру, в рыбхозе данную машину применяли для борьбы с камышом — он был в состоянии добраться в такие дебри, куда ни амфибия, ни лодка попасть были не в состоянии.

При этом ЗИЛ-2906 нашел себе хоть какое-то применение. А вот другие советские разработки так и остались лишь на стадии прототипов. К примеру, еще в 1972 году в СССР был построен шнекороторный снегоболотоход ЗИЛ-4904, который обладал самой большой в мире грузоподъемностью 2,5 тонны. Машину приводили в движение два двигателя мощностью по 180 л.с. Однако применения данному агрегату не нашлось. Как итог несколько собранных ЗИЛ-4904 отправились на слом, а один чудом сохранился до наших дней. Сегодня его можно увидеть в Государственном военно-техническом музее в Черноголовке.

Комплекс "Синяя птица"

Мечты о боевых шнекоходах

Шнекоходы, благодаря своей проходимости, не могли не привлечь внимание военных. В первой половине XX века военные были заняты поиском альтернативы гусеничному движителю. При всех преимуществах гусеничного хода, он имел ряд недостатков. В частности, гусеничный привод отмечался очень высоким износом трущихся деталей, а значит и небольшим ресурсом. Например, на массовом французском танке Renault FT-17 ресурса ходовой хватало всего на 120-130 км. В 1920-30-е годы велись работы по использованию колесно-гусеничной схемы.

Еще одним вариантом замены гусениц был шнековый движитель. Его суть заключалась в установке вместо гусениц или колес винтов Архимеда, которые были изобретены еще в III веке до нашей эры. В 1926 году шнековый движитель был успешно установлен на трактор Fordson. Также такой движитель испытывали в США и на автомобиле Chevrolet. Испытания подтвердили отличную проходимость шнекоходов по тяжелому бездорожью и снегу. Помимо этого винт Архимеда пробовали совмещать с полыми барабанами, что обеспечивало шнекоходу еще и амфибийные свойства. Впрочем, такая конструкция обладала массой недостатков, о чем указывалось выше. Главным из них была невозможность применения такой техники на дорогах с твердым покрытием.

В начале прошлого века во многих странах велась разработка как разведывательных, так и транспортных шнекоходов. Например, шнекоходом была машина для диверсантов, с которой началась история разработки снегоболотохода М29 Weasel. На этом фоне несколько странным выглядело то, что за все время было мало предложений по созданию бронированного шнекохода. Обычно дело не шло дальше рисунков, которые публиковали в научно-популярных журналах. Однако предложения создать такую боевую машину все же выдвигались, главным образом во время Второй мировой войны.

Шнекороторный снегоболотоход ЗИЛ-4904

Так, в годы войны в немецкой прессе достаточно хорошо освещался проект шнекохода, который был сконструирован немецким офицером Иоганном Раделем в 1944 году. Машины планировалось использовать на Восточном фронте, который отличался обилием снежных просторов в зимний период. При этом Радель рассчитывал на капитуляцию Советского Союза. Первые испытания он провел 28 апреля 1944 года. Шнекоход был создан на базе обыкновенного трактора, а испытания проводились в горах Тироля, прошли они успешно. Однако к этому моменту ни о какой капитуляции СССР в войне уже не могло идти и речи, ситуация на фронтах никак не располагала к применению предложенной Раделем машины.

В СССР также были свои идеи по разработке шнекоходов, появившиеся именно в годы войны. При этом речь шла не только о создании таких машин с нуля, но и об установке подобного двигателя на уже имеющиеся машины. Так в марте 1944 года подобное предложение поступило от техника-лейтенанта Б. К. Григоренко. Его идея заключалась в установке на рабочую поверхность винта Архимеда резиновых роликов. Теоретически ролики должны были обеспечить передвижение шнекохода по твердым поверхностям. Также, подобно иностранным конструкциям, планировалось установить шнековые движители на уже существующие танки и машины, но до практической проверки возможностей изобретения Григоренко дело так и не дошло.

Куда более радикальный подход к данной проблеме представил инженер-технолог производственной группы Специального экспериментально-производственного бюро Наркомата боеприпасов (СЭПБ НКБ). Еще 29 августа 1942 года в отдел изобретений ГАБТУ КА — Главного бронетанкового управления Красной армии — поступило его предложение по разработке новой боевой машины.

Шнекоходы

Бекетов предлагал построить «снежный танк». Автор проекта предлагал создать боевую машину массой около 28 тонн и обще длиной примерно 7 метров. Корпус ее представлял собой 2 соединенных между собой цилиндра, на каждом из которых должны были быть установлены по две башни от танков Т-26. При этом шнековые движители занимали большую часть поверхности корпусов, выступая одновременно и в роли элементов бронезащиты. Сам движитель Бекетов решил разделить на несколько сегментов. Он полагал, что такое решение положительным образом скажется на живучести танка, особенно его ходовой части. Приводить данную машину в движение должны были 2 авиационных мотора, развивающих мощность по 250 л.с. каждый, максимальная скорость оценочно составляла 45-50 км/ч.

Необходимо отметить, что к проработке своего «снежного танка» автор проект подошел достаточно основательно. Помимо самого чертежа танка и его корпуса, в представленное им предложение входили также эскизы ходовой части и даже кинематическая схема связи движителя с корпусом. Также инженер-технолог выполнил расчеты массы агрегатов «снежного танка». Но вся эта работа была проделана им впустую: в отделе изобретений логично посчитали, что у проекта отсутствуют перспективы.

Стоит отметить, что проект Бекетова был не самой радикальной идеей постройки боевого шнекохода. Не менее оригинальный проект такой боевой машины предлагал житель города Казани С. М. Кириллов в апреле 1943 года. Даже на фоне описанного выше «снежного танка» изобретение Кириллова казалось достаточно оригинальным. Он предлагал земноводные скоростные танки ЗСТ-К1 и ЗСТ-К2. Однако, как и другие подобные проекты, они остались на бумаге.

Недостатки шнековых движителей перевешивали их достоинства, к тому же уже в конце 1930-х годов ресурс гусениц превышал несколько тысяч километров пробега. Поэтому шнекоходы ждала не самая лучшая судьба. Помимо вездехода, созданного на базе трактора Fordson, минимальными сериями вышли голландский Amphiroll и советский ЗИЛ-2906. Обе машины создавались исключительно для применения в условиях сильнейшего бездорожья, где они могли продемонстрировать свои самые лучшие качества.

Источники информации:http://www.popmech.ru/technologies/11541-vvinchivayas-v-gryaz-shnekokhod/#fullhttp://www.tankovedia.ru/pulication/boevye_shnekohodyhttp://www.vsevezdehody.ru/menu-1-5.htmhttps://ru.wikipedia.org/wiki

topwar.ru

Электродвигатели шнеков MT

MT0800B041452 Электродвигатель 0.75 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 0.75 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун или алюминий ..

17,150РУБ Без НДС: 14,534РУБ

MT0900L041452 Электродвигатель 1.5 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 1.5 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун или алюминий ..

22,172РУБ Без НДС: 18,790РУБ

MT0900S041452 Электродвигатель 1.1 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 1.1 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун или алюминий ..

19,804РУБ Без НДС: 16,783РУБ

MT100LH041452 Электродвигатель 3.0 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 3.0 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун или алюминий ..

31,743РУБ Без НДС: 26,901РУБ

MT100LR041452 Электродвигатель 2.2 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 2.2 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун или алюминий ..

28,710РУБ Без НДС: 24,331РУБ

MT1120M041452 Электродвигатель 4.0 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 4.0 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун или алюминий ..

39,228РУБ Без НДС: 33,244РУБ

MT1120M48A45 Электродвигатель двухскоростной 3/1.5 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Двухскоростной Мощность 3/1.5 кВт 4/8 полюсов 380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 материал корпуса серый чугун ..

38,754РУБ Без НДС: 32,843РУБ

MT1320L041452 Электродвигатель 9.2 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 9.2 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун ..

70,781РУБ Без НДС: 59,984РУБ

MT1320M041452 Электродвигатель 7.5 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 7,5 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун ..

61,969РУБ Без НДС: 52,516РУБ

MT1320M48A45 Электродвигатель двухскоростной 4.4/3 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Двухскоростной Мощность 4.4/3 кВт 4/8 полюсов 380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 материал корпуса серый чугун ..

61,780РУБ Без НДС: 52,356РУБ

MT1320S041452 Электродвигатель 5.5 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 5,5 кВт 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун или алюминий ..

56,663РУБ Без НДС: 48,019РУБ

MT1320S48A45 Электродвигатель двухскоростной 3.3/2.2 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Двухскоростной Мощность 3.3/2.2 кВт 4/8 полюсов 380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 материал корпуса серый чугун ..

51,546РУБ Без НДС: 43,683РУБ

MT1600L042452 Электродвигатель 15 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 15 кВт 4 полюса 380-420/660-725В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун ..

103,282РУБ Без НДС: 87,527РУБ

MT1600L48A45 Электродвигатель двухскоростной 10/7.5 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Двухскоростной Мощность 10/7.5 кВт 4/8 полюсов 380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 материал корпуса серый чугун ..

116,926РУБ Без НДС: 99,090РУБ

MT1600M042452 Электродвигатель 11 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 11 кВт 4 полюса 380-420/660-725В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугчн ..

89,922РУБ Без НДС: 76,205РУБ

MT160MA48A45 Электродвигатель двухскоростной 6/4.5 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Двухскоростной Мощность 6/4.5 кВт 4/8 полюсов 380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 материал корпуса серый чугун ..

81,394РУБ Без НДС: 68,978РУБ

MT160MB48A45 Электродвигатель двухскоростной 8.5/6 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Двухскоростной Мощность 8.5/6 кВт 4/8 полюсов 380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 материал корпуса серый чугун ..

93,996РУБ Без НДС: 79,658РУБ

MT1800L042452 Электродвигатель 22 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 22 кВт 4 полюса 380-420/660-725В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун ..

137,962РУБ Без НДС: 116,917РУБ

MT1800L48A45 Электродвигатель двухскоростной 15/10 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Двухскоростной Мощность 15/10 кВт 4/8 полюсов 380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 материал корпуса серый чугун ..

152,364РУБ Без НДС: 129,122РУБ

MT1800M042452 Электродвигатель 18.5 кВт

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 18.5 кВт 4 полюса 380-420/660-725В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP55 изоляция класс F нагрузка S1 материал корпуса серый чугун ..

129,718РУБ Без НДС: 109,931РУБ

MTX0630A04165 Электродвигатель 0.12 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 0.12 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

13,076РУБ Без НДС: 11,081РУБ

MTX0630B04165 Электродвигатель 0.18 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 0.18 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

13,550РУБ Без НДС: 11,483РУБ

MTX0710A04165 Электродвигатель 0.25 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 0.25 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

17,340РУБ Без НДС: 14,695РУБ

MTX0710B04165 Электродвигатель 0.37 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 0.37 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

18,288РУБ Без НДС: 15,498РУБ

MTX0800A04165 Электродвигатель 0.55 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 0.55 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

18,951РУБ Без НДС: 16,060РУБ

MTX0800B04165 Электродвигатель 0.75 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 0.75 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

19,425РУБ Без НДС: 16,462РУБ

MTX0900L04165 Электродвигатель 1.5 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 1.5 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

25,015РУБ Без НДС: 21,199РУБ

MTX0900S04165 Электродвигатель 1.1 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 1.1 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

22,836РУБ Без НДС: 19,352РУБ

MTX100LH04165 Электродвигатель 3.0 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 3.0 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

33,069РУБ Без НДС: 28,025РУБ

MTX100LR04165 Электродвигатель 2.2 кВт ATEX

Электродвигатель шнекового питателя ES Мощность 2.2 кВт ATEX 22 4 полюса 220-240/380-420В 50 Гц, 440-480В 60 Гц Фланец В5 защита IP65 изоляция класс F материал корпуса серый чугун или алюминий ..

29,848РУБ Без НДС: 25,295РУБ

www.shopprom.ru

Винтовые забойные двигатели | VseOBurenii.com – Все о бурении!

Винтовые забойные двигатели являются объемными роторными гидравлическими машинами. В соответствии с общей теорией винтовых роторных гидромашин, элементами рабочих органов являются: 1. Статор с полостями, которые примыкают по концам к камерам высокого и низкого давления; 2. Ротор-винт, который называется ведущим; через него, исполнительному механизму,  передается крутящий момент; 3. Замыкатели-винты, которые называются ведомыми; их назначение – уплотнение двигателя, т.е. препятствие перетоку промывочной жидкости из камеры высокого “р1?, в камеру низкого “р2? давления. ВЗД

1 – корпус; 2 – ротор; 3 – вал; 4 – осевой подшипник; 5 – радиальный подшипник; 6 – ПРИ.

В одновинтовых гидравлических машинах, применяют такие механизмы, в которых замыкатель образуется только лишь постоянно взаимодействующими ротором и статором. Во время циркуляции промывочной жидкости через рабочий орган, ввиду перепада давления, на роторе образуется крутящий момент. При этом, винтовые поверхности рабочего органа взаимно замыкаются, в результате чего происходит разобщение областей высокого и низкого давления. РО ВЗД

Рабочие органы винтового забойного двигателя

Для того, чтобы создать полости, теоретически разобщенные от областей высокого и низкого давления в рабочем органе винтового забойного двигателя, необходимо удовлетворения следующим условиям: 1. Количество зубьев статора «Z1» (наружный элемент), должно быть на 1 больше, чем число зубьев ротора «Z2» (внутренний элемент).

Z1=Z2+1;

2. Пропорциональность в отношении шага винтовой поверхности статора «Т» и ротора «t»

Т/t = Z1/Z2;

3. Длина рабочего органа должна быть не меньше, чем шаг винтовой поверхности статора

L>=T;

4. Взаимоогибаемость профилей статора и ротора, и их непрерывный контакт, независимо от фазы зацепления. Одной из отличительных характеристик винтового забойного двигателя, которая определяет его выходные характеристики, является кинематическое отношение «КО»

КО=Z2-Z1

Помимо этого, одним из самых важных параметров винтового забойного двигателя, является кратность действия «КД» определяющая его рабочий объем. Кратность действия «КД» зависит от кинематического отношения «КО», и равна числу заходов ротора «Z2».

КД=Z2*S*T

S – площадь живого сечения рабочего органа. ВЗД график

Зависимость крутящего момента и частоты вращения двигателя от «КО» и «КД» рабочих элементов.

vseoburenii.com

винтовой реактивный двигатель - патент РФ 2327877

Изобретение относится ракетным двигателям и может найти применение в качестве двигателя в авиации, во флоте, в космонавтике, а также в качестве ускорителя элементарных частиц. Винтовой реактивный двигатель содержит сопло с входным и выходным отверстиями, в котором коаксиально установлены с радиальным зазором относительно друг друга ротор и статор. На взаимообращенных поверхностях ротора и статора выполнены выступающие зубцы с винтовыми пазами и с шагом, расходящимся от входного отверстия сопла к выходному. Зубцы статора в поперечном сечении выполнены в форме зубцов статора асинхронной машины с прямоугольными открытыми пазами. Зубцы ротора в поперечном сечении выполнены в форме зубцов якоря машины постоянного тока с прямоугольными открытыми пазами. Зазор между каждым из зубцов статора и ротора непрерывен от входного отверстия сопла до его выходного отверстия. Изобретение направлено на повышение КПД и снижение расхода рабочего тела. 5 з.п. ф-лы, 11 ил. винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877

Заявленное изобретение относится ракетным двигателям и может найти применение в качестве двигателя в авиации, во флоте, в космонавтике, а также в качестве ускорителя элементарных частиц.

Известен реактивный двигатель, выполненный в виде сопла с входным и выходным отверстиями и содержащий статор, внутри которого установлен ротор, с лопатками, заменяющими собой шнек (см., например, патент РФ №2029881, МПК F02K 3/04 «Двухконтурный турбореактивный двигатель», опубл. 27.02.1996 г., БИ №6).

Недостаток известного двигателя заключается в том, что скорость истечения рабочего тела из выходного сопла относительно невелика, Для получения тяги имеет место большой расход рабочего тела и поэтому его КПД невысок.

Наиболее близким к предлагаемому двигателю и принятым за прототип является винтовой реактивный двигатель, описанный, например, в патенте РФ №2002112, МПК F04D 3/02 "Лабиринтно-винтовая машина", опубл. 30.10.1993 г. в БИ №39-40). Известный двигатель выполнен в виде сопла с входным и выходным отверстием и содержащим коаксиально установленные, с радиальным зазором относительно друг друга, ротор и статор, на взаимно обращенных поверхностях которых выполнены выступающие зубцы с винтовыми пазами с расходящимися от входного отверстия к выходному шагом.

Известный двигатель развивает несколько большую силу тяги, чем аналог. Однако известное устройство не лишено недостатков, которые заключаются в следующем. Передача энергии от винтовой поверхности к рабочему телу происходит за счет шнекового эффекта, при котором движитель как бы ввинчивается в рабочее тело и выталкивает его на выходе сопла. Скорость истечения рабочего тела невелика. В результате для обеспечения тяги требуется большой расход рабочего тела, а сам двигатель недоиспользован по КПД.

Задачей данного изобретения является увеличение скорости истечения рабочего тела, снижение расхода рабочего тела и, как следствие, повышение КПД двигателя.

Для выполнения указанной задачи в винтовом реактивном двигателе, содержащем сопло с входным и выходным отверстиями, в котором коаксиально установлены, с радиальным зазором относительно друг друга, ротор и статор, на взаимно обращенных поверхностях которых выполнены выступающие зубцы с винтовыми пазами и шагом, с расходящимися от входного отверстия сопла к выходному, согласно изобретению зубцы статора в поперечном сечении выполнены в форме зубцов статора асинхронной машины с прямоугольными открытыми пазами, зубцы ротора в поперечном сечении выполнены в форме зубцов якоря машины постоянного тока с прямоугольными открытыми пазами, причем зазор между каждым из зубцов статора и ротора непрерывен от входного до выходного отверстий сопла.

В варианте технического решения винтовые пазы статора выполнены с шагом с противоположным по отношению к ротору направлением, ротор и статор выполнены вращающимися, причем статор снабжен приводом, вращающим его со скоростью, равной скорости вращения ротора и в противоположную сторону, причем число зубцов ротора равно числу зубцов статора.

В варианте технического решения винтовые пазы статора содержат электрическую обмотку в форме статора асинхронной электрической машины, а винтовые пазы ротора содержат обмотку в форме короткозамкнутой обмотки ротора электрической асинхронной машины, и обмотка статора подключена к источнику электрического питания с переменной частотой.

В варианте технического решения винтовые пазы статора и винтовые пазы ротора содержат электрические обмотки в форме асинхронной электрической машины с фазным ротором, причем каждая обмотка подключена на отдельный источник электрического питания трехфазного переменного тока с регулируемой частотой.

В варианте технического решения шаг винтовых пазов статора и ротора на выходе приближен к бесконечности.

В варианте технического решения ширину наружной поверхности зубцов выполняют в зависимости от угла винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 пересечения зубцов статора и ротора в соответствии с соотношением винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 где bз - ширина зубца при винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 =90°.

При наличии зубцов статора и ротора с большой внешней поверхностью, выполненных аналогично зубцам электрических машин с прямым открытым пазом и непрерывным зазором, проходящим от входного отверстия сопла до выходного, попавшие между зубцами ротора и статора частицы рабочего тела будут перемещаться вдоль зазора с ускорением, взаимодействуя по принципу взаимного притяжения между рабочим телом и материалом зубцов. Ускорение определяется шагом винта пазов (каналов), который на выходе может быть близок к бесконечности. За счет сил взаимного притяжения между рабочим телом и поверхностями ротора и статора и большой скорости истечения рабочего тела снижается расход рабочего тела и повышается КПД двигателя.

Наиболее простым по конструкции является машина с неподвижным статором с прямолинейными пазами. Однако в этом варианте нельзя исключать возможность появления турбулентности при движении частиц рабочего тела в зазоре, что снижает КПД двигателя.

Вращение статора и ротора с одинаковой скоростью в разные стороны при различных направлениях витков позволит исключить явление турбулентности при движении рабочего тела в зазоре между ротором и статором и тем самым повысить КПД двигателя.

Если винтовые каналы содержат электрические обмотки, то образующиеся при включении в зазоре между статором и ротором магнитные поля позволят повысить взаимодействие между частицами рабочего тела и поверхностями ротора и статора. Это также приведет к сокращению расхода рабочего тела и повышению КПД.

Если вращение ротора и статора создают по принципу синхронных машин двойного питания, то повышаются регулировочные свойства двигателя. Кроме того, магнитное поле в таком случае получается бегущим с ускорением, электризуя и затягивая микрочастицы вещества в двигатель.

Если шаг винтовых пазов статора и ротора на выходе приближен к бесконечности, то скорость истечения рабочего тела из выходного сопла будет соизмерима с релятивистской скоростью.

Изменение ширины наружной поверхности зубцов в зависимости от угла винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 пересечения зубцов статора и ротора в соответствии с соотношением винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 где bз - ширина зубца при винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 =90°, позволяет сохранять неизменной площадь, на которой происходят взаимодействия частиц, попавших в зазор, с материалом зубцов статора и ротора.

Изобретение иллюстрируется 11 фигурами.

На фиг.1 показан поперечный разрез двигателя.

На фиг.2 представлен ротор двигателя, винтовые пазы которого имеют переменный шаг. Показан только один зубец.

На фиг.3 изображен статор двигателя с прямыми зубцами.

На фиг.4 показана механическая схема передачи движения на ротор.

На фиг.5 имеется вид на двигатель со стороны выходного сопла.

На фиг.6 дана принципиальная электрическая схема питания статора двигателя.

На фиг.7 представлен продольный разрез статора, пазы которого имеют переменный шаг. Показан только один зубец.

На фиг.8 показана принципиальная механическая схема передачи вращения на ротор и статор двигателя.

На фиг.9 показан поперечный разрез двигателя, в котором ротор и статор вращаются в разные стороны.

На фиг.10 показана принципиальная электрическая схема соединения статора и ротора двигателя по системе синхронной машины двойного питания.

На фиг.11 представлена принципиальная конструкция двигателя при двойном питании.

Совпадающие элементы на всех фигурах обозначены одинаково.

Винтовой реактивный двигатель устроен следующим образом.

Статор 1 (фиг.1, 2, 3) имеет зубцы 2, идущие непрерывно вдоль всей его внутренней поверхности параллельно оси двигателя. Зубцы статора 2 в поперечном сечении выполнены в форме зубцов статора асинхронной машины с прямоугольным открытым пазом (см. кн.: Гольдберг О.Д. и др. Проектирование электрических машин. - М.: Высшая школа, 1984 г., стр.134). Между зубцами 2 статора 1 имеются открытые прямоугольные пазы 6 (прямые каналы), выполненные в форме пазов статора асинхронной машины с прямоугольными открытыми пазами (см. там же, стр.134). Статор выполнен неподвижным. Ротор 3 имеет зубцы 4, которые в поперечном сечении выполнены в форме зубцов якоря машины постоянного тока с открытым прямоугольным пазом (см. кн.: Гольдберг О.Д. и др. Проектирование электрических машин. - М.: Высшая школа, 1984 г., стр.248). Между зубцами ротора 3 имеются прямоугольные открытые пазы 7, которые в поперечном сечении выполнены в форме открытых прямоугольных пазов якоря машины постоянного тока (см. там же). Ротор 3 установлен с возможностью вращения коаксиально с радиальным зазором внутри статора 1 и имеет вал 5. Зубцы 4 ротора 3 непрерывны, проходят вдоль всей поверхности ротора в продольном направлении и закручены в виде шнека или винта с переменным шагом (фиг.2). Шаг винта в конце ротора, находящегося в области выходного отверстия сопла, приближается к бесконечности, т.е. вырождается в прямую линию, с небольшим углом к оси ротора. На фиг.2 изображен только один зубец. Конструкция предусматривает многозаходный винт. Количество зубцов может достигать двузначного или даже трехзначного числа. Ротор 3 с валом 5 расположен внутри статора 1 на подшипниках 8 и 9, расположенных в подшипниковых узлах соответственно 10 и 11 (фиг.4). Таким образом, на взаимно обращенных поверхностях статора и ротора формируются локальные зазоры между прямоугольными зубцами статора и ротора в зонах их взаимного пересечения. При вращении ротора эти зазоры будут непрерывно смещаться в сторону от входного отверстия сопла 12 до его выходного отверстия 13.

Вал ротора имеет механическую связь с внешним приводом (не показан) через вал 14 и коническую передачу 15. Фиг.5 демонстрирует расположение ротора 3 и статора 1 с торцевой поверхности. Статор 1 сочленен с подшипниковыми узлами 10 и 11 с помощью спиц 16. На фигурах стрелкой показано направление движения рабочего тела.

В варианте устройства в пазы (каналы) 6 статора 1 заложена электрическая обмотка, условно обозначенная 1' на фиг.6, аналогичная обмотке статора асинхронной машины. В свою очередь ротор 3 имеет электрическую обмотку, условно обозначенную 3', заложенную в винтовые пазы 7, аналогичную обмотке асинхронной машины с короткозамкнутым ротором. Электрически обмотка статора соединена с источником постоянного тока через преобразователь 17 постоянного тока в трехфазный переменный ток. Преобразователь позволяет регулировать частоту питания трехфазного тока.

В варианте технического решения статор 1 выполнен с возможностью вращения и сочленен с неподвижным корпусом 18 (фиг.7, 8) с помощью подшипников 19 и 20. Статор 1 механически сочленен с внешним приводом с помощью вала 21 и конической передачи 22. Поперечный разрез двигателя по А-А (фиг.8, 9) дает представление о взаимном расположении ротора 3 и подвижного статора 1. Зубцы 2 статора 1, так же как и пазы 7, и зубцы ротора 4, в продольном направлении закручены в виде шнека или винта с переменным шагом (фиг.7). Причем направление резьбы винта статора противоположно направлению резьбы винта ротора и имеет такой же переменный шаг, как и у ротора. Число зубцов ротора равно числу зубцов статора. Между зубцами 2 статора 1 образованы винтовые пазы 6 (на фиг.7 не показаны), аналогичные описанным ранее. На взаимно обращенных поверхностях статора и ротора также формируются зазоры между зубцами статора и ротора в зонах их взаимного пересечения. При вращении ротора и статора в разные стороны и с одинаковой скоростью вращения эти зазоры будут линейно и непрерывно смещаться в сторону от входного отверстия сопла 12 до его выходного отверстия 13.

В варианте технического решения шаг винтовых пазов статора и ротора на выходе приближен к бесконечности.

В варианте технического решения ширина наружной поверхности зубцов статора и ротора выполнена в зависимости от угла винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 пересечения зубцов статора и ротора в соответствии с соотношением винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 где bз - ширина зубца при винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 =90°.

В варианте технического решения в винтовые пазы 7 ротора 3 заложена электрическая обмотка, условно обозначенная 3" на фиг.10, выполненная по типу обмотки ротора асинхронной машины с фазным ротором (не показана). Винтовые пазы 6 статора также содержат электрическую обмотку 1', аналогичную указанной выше. Обмотки статора и ротора электрически подключены к источникам постоянного тока через преобразователи постоянного тока в трехфазный переменный, соответственно 17 и 23 (фиг.10), с регулируемой частотой. Таким образом, практически формируется синхронная машина двойного питания.

Питание обмоток статора и ротора производится через кольцевые токоприемники 24 для ротора (фиг.11) и 25 для статора.

Винтовой реактивный двигатель действует следующим образом.

При вращении ротора 3 внутри неподвижного статора 1 (фиг.1, 2, 3, 4, 5) рабочее тело (жидкость или газ) поступает во входное сопло 12 через винтовые пазы, образованные пазами статора 6 и ротора 7, и по принципу шнека движется к выходному соплу 13. Зоны взаимного пересечения зубцов с образованием минимального зазора перемещаются с ускорением в соответствии с увеличивающимся шагом винта. Частицы рабочего тела, попадающие в зазор между зубцами 2 статора 1 и зубцами 4 ротора 3, взаимодействуют по принципу взаимного притяжения с материалом зубцов или по принципу капиллярного эффекта, если рабочее тело - жидкость. Скорость V движения рабочего тела на выходе двигателя определяется скоростью вращения ротора и выходным шагом винтовой поверхности согласно соотношению V=Pn, где Р - шаг винта, n - число оборотов вала ротора. Шаг винта в конце ротора принципиально может быть близок к бесконечности. Скорость V можно регулировать путем изменения числа оборотов ротора. При этом скорость вращения ротора может быть относительно невелика, что позволит снизить шум и вибрацию двигателя. При неподвижном статоре движение частиц рабочего тела может сопровождаться явлением турбулентности из-за наличия вращающей составляющей силы.

Для исключения турбулентности рабочего тела при движении, внутри двигателя, в варианте технического решения статор 1 и ротор 3 вращаются в разные стороны с одинаковой скоростью (фиг.7, 8, 9). Поскольку шаги винтов ротора и статора одинаковы и разнонаправлены, то частицы рабочего тела, попадающие в зазор между зубцами, взаимодействуя с зубцами по принципу взаимного притяжения, перемещаются прямолинейно, параллельно оси двигателя с увеличивающейся скоростью. Скорость истечения рабочего тела также зависит от частоты вращения ротора и статора и выходного шага винтовых поверхностей статора и ротора. За счет того, что, помимо шнекового эффекта, добавляется сила взаимного притяжения, а также благодаря высоким скоростям выброса расход рабочего тела значительно уменьшается. Если такой двигатель поместить в космическое пространство, то рабочим телом будут являться частицы космического вещества. В качестве рабочего тела могут быть использованы измельченные отходы жизнедеятельности.

Если шаг винтовых пазов статора и ротора на выходе приближен к бесконечности, то скорость истечения рабочего тела будет соразмерна релятивистской скорости.

Вращение ротора или ротора и статора может производиться от электрических машин, получающих питание от солнечных батарей. Таким образом, решается проблема доставки рабочего тела на космическую станцию.

Площадь зазора зависит от угла «винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 » взаимного пересечения зубцов статора и ротора. Минимальные размеры этой площади при одинаковой ширине наружной поверхности зубцов статора и ротора на всем протяжении машины равны b з2 при винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 =90°. Для того чтобы эта площадь оставалась неизменной при всех углах взаимного пересечения статора и ротора необходимо изменять ширину наружной поверхности зубцов в зависимости от угла винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 в соответствии с соотношением винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 где bз - ширина зубца при винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 =90°. При всех углах винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 , отличных от 90°, поверхность пересечения зубцов будет иметь вид ромба.

В варианте технического решения, когда в винтовые пазы (каналы) статора заложена обмотка 1' наподобие статора асинхронной машины, а в винтовых пазах (каналах) заложена обмотка типа 3", наподобие беличьей клетки, необходимость внешнего привода и передаточного механизма, состоящего из приводного вала 12 и конической передачи 13, отпадает. Изменяя частоту питания обмоток статора с помощью источника трехфазного тока 15 (фиг.10), можно в широком диапазоне регулировать скорость истечения рабочего тела из двигателя и тем самым регулировать силу тяги. При этом на входе двигателя магнитное поле будет и вращательным и поступательным. Вращательный момент будет создаваться в основном за счет той части обмотки, которая расположена ближе к выходному соплу. В этом варианте создается двойной эффект от бегущего на входе магнитного поля, затягивающего и электризующего частицы вещества и вращения ротора, обеспечивающего разгон частиц за счет эффекта взаимного притяжения частиц с материалом зубцов ротора и статора. Этот вариант может быть использован в космосе.

Более эффективно будет работать двигатель, представленный на фиг.7, 8, 9, при условии, что винтовые пазы ротора и статора будут содержать электрические обмотки 1' и 3", подключенные к частотным регуляторам 15 и 21. Статор и ротор должны вращаться в разные стороны с одинаковой скоростью. В этом случае магнитное поле на входе двигателя будет практически бегущим, затягивая и электризуя частицы рабочего тела. Движение магнитного поля на выходе двигателя будет поступательным и приближаться к скорости света. Если в область зазора с магнитным полем попала заряженная частица рабочего тела, она под влиянием гравитационных сил и сил взаимодействия с переменным магнитным полем будет совершать сложные движения наподобие спирали (сила Лоренца). При этом эта частица неизбежно приблизится к поверхности одного из зубцов, что увеличит силу взаимного притяжения между частицей и материалом зубцов.

Таким образом, разгон рабочего тела на выходе двигателя будет происходить за счет эффекта взаимного притяжения между материалом зубцов ротора и статора и попавшими в зазор частицами и за счет шнекового эффекта. В схеме синхронной машины двойного питания (фиг.10, 11) можно в широком диапазоне регулировать частоту вращения изменением частоты питания обмоток. При этом в широком диапазоне регулируется скорость истечение рабочего тела и силы тяги двигателя. Для координации частот при использовании схемы синхронной машины двойного питания можно использовать датчики скорости ротора и статора с обратной связью по частоте питания.

Технико-экономические достоинства способа создания реактивной тяги и устройства для его реализации заключаются в следующем:

1. Снижена вибрация, передаваемая на корпус транспортного средства.

2. Повышен КПД системы, так как появляется дополнительная сила тяги.

3. Снижен расход рабочего тела, что особенно важно при использовании двигателя в космосе.

4. Повышены регулировочные свойства двигателя.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Винтовой реактивный двигатель, содержащий сопло с входным и выходным отверстиями, в котором коаксиально установлены с радиальным зазором относительно друг друга ротор и статор, на взаимообращенных поверхностях которых выполнены выступающие зубцы с винтовыми пазами и с шагом, расходящимся от входного отверстия сопла к выходному, отличающийся тем, что зубцы статора в поперечном сечении выполнены в форме зубцов статора асинхронной машины с прямоугольными открытыми пазами, зубцы ротора в поперечном сечении выполнены в форме зубцов якоря машины постоянного тока с прямоугольными открытыми пазами, причем зазор между каждым из зубцов статора и ротора непрерывен от входного отверстия сопла до его выходного отверстия.

2. Винтовой реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что винтовые пазы статора выполнены с противоположным по отношению к ротору направлением, статор снабжен приводом, обеспечивающим его вращение в сторону, противоположную вращению ротора, со скоростью, равной скорости вращения ротора, причем число зубцов ротора равно числу зубцов статора.

3. Винтовой реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что винтовые пазы статора содержат электрические обмотки в форме обмотки статора асинхронной электрической машины, а винтовые пазы ротора содержат обмотку в форме короткозамкнутой обмотки ротора электрической асинхронной машины, причем обмотка статора подключена к источнику электрического питания с переменной частотой.

4. Винтовой реактивный двигатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что винтовые пазы статора и винтовые пазы ротора содержат электрические обмотки в форме обмоток асинхронной электрической машины с фазным ротором, причем каждая обмотка подключена на отдельный источник электрического питания трехфазного переменного тока с регулируемой частотой.

5. Винтовой реактивный двигатель по п.2, отличающийся тем, что шаг винтовых пазов статора и ротора от входного отверстия сопла до его выходного отверстия приближен к бесконечности.

6. Винтовой реактивный двигатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что ширина b наружной поверхности зубцов статора и ротора выполнена равной винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 , где bз - ширина зубца при винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 =90°, а винтовой реактивный двигатель, патент № 2327877 - угол пересечения зубцов статора и ротора.

www.freepatent.ru

V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств (варианты)

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано на плавсредствах, как на надводных судах, так и на подводных судах. V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств в варианте надводного судна содержит в кормовой части на транцевой плите расположенные под углом шнеки, управляемые мотор-редукторами скорости и направления вращения шнеков. Шнеки совместно с данными мотор-редукторами перемещаются под разными углами в горизонтальной плоскости посредством соединенных с ними дополнительными мотор-редукторами углового положения шнеков. Все мотор-редукторы через блок управления приводами подключены к центральной системе управления надводным судном. В варианте подводного судна транцевая плита с расположенными на ней мотор-редукторами со шнековыми движителями имеет возможность поворачиваться в вертикальной плоскости с помощью закрепленной на ее оси мотор-редуктора углового поворота плиты. Достигается повышение КПД и увеличение скорости хода плавсредства, увеличение маневренности плавсредства и исключение кавитации. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к судостроению и может быть использовано на плавсредствах, как на надводных судах (корабли разных типов, паромы и т.д.), плавающих на поверхности моря, так и на подводных судах: подводные лодки, глубоководные аппараты, дроны и т.п.

Известно использование шнековых двигателей (обратимых движителей) в ветроэнергетических установках, например, «Ветродвигатели» автора Смульского И.И. по авторскому свидетельству СССР №1225912, МПК Кл. F03D 5/00 (аналог) [1].

Устройство содержит вал и закрепленные на нем винтовые лопасти, причем вал установлен по направлению потока под углом к горизонтальной плоскости, равным углу наклона винтовой линии лопастей, а угол наклона винтовой линии равен 60…70°.

Преимуществом использования шнека, расположенного под углом в потоке, или шнека, создающего отражаемый от себя поток в режиме движителя, является максимально эффективное использование поверхности каждой винтовой лопасти.

Недостатки данного шнекового двигателя, если его использовать в качестве движителя, выражаются в необходимости устанавливать контррули на судне для удерживания его на курсе, поскольку один шнековый движитель, установленный под углом к продольной оси судна, создает момент на его разворот.

Известно использование двух стационарно установленных шнеков для выработки энергии в гидроэлектростанциях, например, «Бесплотинная шнековая гидроэлектростанция» авторов Попова А.И., Щеклеина С.Е. по патенту на полезную модель РФ №94642, МПК F03D 5/00; F03B 17/00 (аналог) [2].

Данное устройство содержит валы с закрепленными на них винтовыми лопастями, образующими одно- или многозаходные шнеки, которые расположены под углом к потоку, причем взаимное расположение валов, размещаемых также под углом друг к другу, образует в пространстве подобие буквы «V», что позволяет максимально использовать энергию потока обоими шнеками.

Недостатком данного устройства является невозможность использовать его напрямую без дополнительных узлов и агрегатов в качестве движителей плавсредств.

В учебном пособии автора Антоненко С.В. «Судовые движители», из-во ДВГТУ, Владивосток, 2007, [3], на странице 5 указано: «… В 1752 г. винт в виде двухзаходного червяка предложил Д. Бернулли, но КПД такого движителя оказался невелик. Как указывают в литературе - случай помог усовершенствовать конструкцию винта: одно судно, оборудованное деревянным винтом, коснулось им грунта, значительная часть винта отломилась и, к удивлению экипажа судна, оно увеличило ход».

Недостаток этой конструкции заключается в том, что полностью погруженный в воду шнек, расположенный вдоль оси судна, работает не эффективно, так как нагрузку воспринимает в основном первая ближайшая к двигателю лопасть, а остальные, находящиеся за ней «в тени», крутятся практически вхолостую.

Известно также «Судно с частично погруженным шнековым движителем» авторов Завьялова В.М., Георгиевской Е.П. и др. по патенту РФ №2117602, МПК В63В 35/0, В63Н 5/00; В63Н 1/02 (аналог) [4].

Данное устройство содержит два симметричных относительно диаметральной плоскости судна частично погруженных шнека с непараллельными осями вращения, каждый из которых включает, по меньшей мере, одну спиральную лопасть, навитую на ступице, связанной с приводом через редуктор. Шнеки и привод установлены за местом пересечения кормового среза и днища судна в районе ватерлинии на транцевых плитах. Ось вращения каждого шнека составляет с диаметральной плоскостью судна фиксированный (закрепленный в конструкции судна) угол, равный шаговому углу навивки на половине ее высоты и уменьшенный на 5…10°. Движение данного судна осуществляется только за счет погруженной части лопастей. Подобная конструкция позволяет свободно проходить через гидравлическое сечение работающего движителя битому льду, водорослям и другому мусору.

Недостатками данного изобретения являются незначительная скорость хода, невысокая маневренность судна из-за фиксированного крепления обоих концов шнеков на судне относительно диаметральной плоскости судна и невозможности взаимного перемещения их относительно друг к другу.

Кроме того, в зависимости от степени загрузки судна необходимо регулировать положение шнеков по отношению к ватерлинии плавсредства.

Также техническое решение по патенту №2117602 не является универсальным для его использования на подводных лодках и на судах с высокой маневренностью при работе в акваториях портов.

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального шнекового движителя, который может быть использован на плавсредствах разного назначения, в том числе на подводных судах и аппаратах.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в следующем:

- повышен КПД движителя и, соответственно, скорость хода плавсредства за счет создания возможности перемещать шнеки относительно друг друга и одновременно относительно оси диаметральной плоскости судна;

- увеличена маневренность плавсредства за счет того, что только один конец каждого шнека закреплен в реверсивных мотор-редукторах и при их одновременных смещениях на одну из сторон плавсредства предоставляется возможность осуществлять поворот или круговой разворот с минимальным выбегом плавсредства;

- уменьшен эффект «засасывания» корпуса судна струей гребного винта за счет удаленного расположения винтовых лопастей шнековых движителей от корпуса;

- уменьшена циркуляция, т.е. величина выдвига судна, что обеспечивается согласованной работой шнеков при маневре судна и одновременным или по выбору включением реверса одним из шнеков;

- отсутствие в необходимости дополнительных подруливающих устройств;

- исключение кавитации и явлений, с нею связанных, за счет уменьшения числа оборотов шнеков, отбрасывающих несколькими винтовыми лопастями ту же массу воды и создающих ту же тягу, что и сравнимый по мощности винтовой движитель, но имеющий гораздо большие и критичные к кавитации обороты.

Технический результат достигается за счет того, что в движитель для плавсредства в варианте надводного судна, содержащий два шнека по обе стороны от его диаметральной плоскости, каждый из которых включает, по крайней мере, одну спиральную лопасть, навитую на ступице, связанной через редуктор с приводами, расположенными на кормовом срезе судна, введены транцевая плита с установленными на ней на своих осях левым и правым реверсивными мотор-редукторами, соединенными с передними по ходу плавсредства концами ступиц шнеков, и два дополнительных мотор-редуктора, подключенных к реверсивным мотор-редукторам и управляющих их разворотом, причем все мотор-редукторы подключены через блок управления приводами к центральной системе управления плавсредством.

Технический результат в варианте для подводного судна достигается дополнительно за счет того, что по бортам судна установлены опоры, через которые перпендикулярно оси диаметральной плоскости пропущена поворотная ось, прикрепленная к транцевой плите, имеющей возможность поворачиваться в вертикальной плоскости посредством дополнительного мотор-редуктора, установленного на поворотной оси и подключенного через блок управления приводами к центральной системе управления судном.

Технический результат также достигается за счет выполнения винтовых лопастей воронкообразными, которые более эффективно захватывают и отбрасывают массу воды.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая описываемый «V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств (Варианты)», не обнаружена. Таким образом, по мнению авторов, предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новое».

На основании сравнительного анализа предложенного технического решения с известным уровнем техники можно утверждать, что между совокупностью отличительных признаков, выполняемых ими функций и достигаемой задачи предложенное техническое решение не следует явным образом из уровня техники и соответствует по нашему мнению критерию охраноспособности «изобретательский уровень».

На чертежах приведены конструкции предлагаемых движителей и схемы их работы.

На фиг. 1 изображен вариант (вид сверху) надводного плавсредства со шнековыми движителями в рабочем положении, расположенными на кормовом срезе дна судна, на фиг. 2 и на фиг. 3 представлены схематично варианты расположения шнековых движителей при изменении скорости хода и при повороте судна. На фиг. 4 изображен вариант (вид сверху) универсального судна для подводного и надводного плавания с вариантом его ускоренного погружения, перемещения под водой в разных плоскостях и ускоренным всплытием. На фиг. 5 схематично показаны изменения угловых положений шнековых движителей при маневрах подводного судна (подводной лодки) в подводном и надводном положениях.

На кормовом срезе дна плавсредства (судна) 1 установлены левый и правый шнековые движители 2, 3 (шнеки) с заданной круткой лопастей, присоединенные ступицами 4 соответственно к выходам левого и правого реверсивных мотор-редукторов 5, 6 скорости и реверса направления оборотов (далее по тексту: мотор-редукторы скорости и реверса) с центрами их поворота вокруг своей вертикальной оси 7, осуществляемых дополнительными левым и правым реверсивными мотор-редукторами 8, 9 углового положения шнеков (далее по тексту: мотор-редукторы углового положения шнеков), подключенными так же, как и мотор-редукторы скорости и реверса, к электрической сети блока 10 управления приводами мотор-редукторов, который соединен с центральной системой 11 управления судном, причем мотор-редукторы установлены в корме судна на транцевой плите 12.

В варианте подводного судна (фиг. 4) на подвижной с возможностью поворота транцевой плите закреплена ее ось 13, поворачивающаяся в дополнительных боковых опорах 14, расположенных в корме по обоим бортам судна.

На одной из боковых опор прикреплен соединенный с осью плиты реверсивный мотор-редуктор 15 углового поворота транцевой плиты, который также подключен через блок управления приводами к центральной системе управления подводного судна, например подводной лодки.

«V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств (Варианты)» работает следующим образом.

По командам центральной системы 11 управления плавсредством на блок 10 управления приводами задается число оборотов (скорость) и направление вращения шнеков 2, 3 от мотор-редукторов 5, 6, а также их взаимное расположение относительно оси «O1-О2» плавсредства (фиг. 1), которое задается дополнительными мотор-редукторами 8, 9 углового положения шнеков, поворачивающих на осях 7 мотор-редукторы 5, 6 со шнеками на заданный системой управления угол «±α».

Движение надводного плавсредства (судна) 1 вперед или назад осуществляется одновременным согласованным вращением левого и правого шнековых движителей 2, 3, расположенных на одинаковых оптимальных углах «±α» от центральной оси «О1-О2» (фиг. 1) в диаметральной плоскости судна. Изменение скорости судна может осуществляться по командам центральной системы 11 управления судном через блок 10 управления приводами движения на мотор-редукторы 5 и 6 шнековых движителей, например, с помощью частотно-регулируемого привода или путем независимого изменения углов «±α» относительно центральной оси «O1-О2» для каждого шнека.

С помощью дополнительных мотор-редукторов 8, 9 для поворота мотор-редукторов 5 и 6 вокруг их вертикальных осей 7 возможно раздельно устанавливать углы поворота шнеков в обе стороны относительно центральной оси «O1-О2» на углы в пределах от -60…80° до +60…80°.

При одинаковых оборотах шнековых движителей 2, 3 минимальная скорость судна 1 будет, когда оси движителей расположены параллельно центральной оси «O1-O2», т.е. углы α=0 (фиг. 2), а максимальная скорость в зависимости от конструктивных особенностей шнековых движителей будет при углах α=40…65°.

По сравнению с винтом-движителем пропеллерного типа следует ожидать при тех же оборотах большую тягу и скорость от шнековых движителей за счет получения большей эффективности от увеличения ометаемой поверхности (площади) движителей. Например, два шестилопастных (шесть витков), расположенных под углами ±45° к центральной оси «O1-О2», эквивалентны трем пропеллерным винтам, разнесенным в пространстве, каждый из которых захватывает и опирается на свою часть водной среды.

Таким образом используется эффект увеличения тяги при уменьшении величины напора в ометаемой движителями аэродинамической плоскости.

«V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств (Варианты)» в большей степени соответствует теории идеального движителя. В литературе [5] на стр. 54 указывается: «…В этой теории считаются заданными плотность жидкости, скорость поступательного движения, упор или тяга и площадь гидравлического сечения…». Таким образом, в предлагаемой конструкции за счет увеличения площади ометания гидравлического сечения представляется возможность увеличить упор и, соответственно, тягу и скорость судна. Понятно, что увеличение с этой же целью диаметра и габаритов типового винта имеет конструктивные ограничения.

Поворот судна в любую сторону по горизонтали может осуществляться остановкой или замедлением оборотов одного из движителей и работе другого при перемещении его на заданный угол. Более крутой поворот судна может быть осуществлен, если другому остановленному шнеку придать реверсивное вращение. На фиг. 3 показан вариант ускоренного разворота судна 1, когда оба шнековых движителя 2, 3 сдвинуты в одну сторону от центральной оси «O1-О2» и имеют согласованные направления вращения. Если этим же движителям сообщить реверсивное вращение, разворот судна будет производиться в противоположную сторону. Аналогично при реверсивном вращении движение судна может осуществляться задним ходом прямо либо с поворотами.

При причаливании бортом один ближний шнековый движитель устанавливается параллельно причалу, а маневрирование с помощью реверса осуществляется другим шнековым движителем.

Таким образом, перечисленные манипуляции с взаимным расположением шнековых движителей, диапазонами их оборотов и направлениями вращения создают надводному судну не только высокую скорость, но и маневренность в горизонтальной плоскости.

На фиг. 4 и 5 схематично показаны варианты перемещения подводных судов (аппаратов и подводных лодок) в вертикальной плоскости для их быстрого погружения или всплытия, а также для маневрирования на глубине в горизонтальной плоскости.

По команде (фиг. 4) центральной системы 11 управления судном через блок 10 управления мотор-редукторами на реверсивный мотор-редуктор 15 углового положения плиты поступает сигнал на ее поворот в вертикальной плоскости, при этом связанная с мотор-редуктором ось 13 поворачивает (наклоняет на заданный угол) транцевую плиту 12 в боковых опорах 14, например, книзу (фиг. 5, позиция 16) по ходу движения судна таким образом, чтобы оси ступиц 4 шнековых движителей 2, 3 были расположены под некоторым углом «+β» по вертикали относительно оси «O1-O2» судна. В этом случае при согласной работе шнековых движителей подводное судно будет уходить на глубину и тем быстрее, чем больше данный угол и больше обороты шнековых движителей 5, 6 (фиг. 5, позиция 17).

При движении в подводном положении по горизонтали угол β=0 и маневры по горизонтали осуществляются так же, как при надводном плавании (фиг. 5, позиция 18). По команде на всплытие транцевая плита 12 поворачивает шнековые движители 2, 3 по ходу движения судна кверху, образуя с горизонтальной осью угол «-β» (фиг. 5, позиция 19), что понуждает подводное судно двигаться в вертикальной плоскости.

Подобные манипуляции позволяют судну (подводной лодке) оперативно уходить от преследования, перемещаясь на глубине на разных высотах и направлениях.

Аппаратура и мотор-редукторы, расположенные на транцевой плите 12 в подводной части судна (фиг. 4), выполняются в герметичном исполнении. В частности, подшипники могут быть изготовлены из бронзы и фторопласта, а смазкой для них является забортная вода по технологии предприятия «Винт» [6].

В зависимости от конкретных требований к характеристикам судна шнеки в шнековых движителях могут быть изготовлены как многозаходные, с переменным шагом и разных диаметров. Наибольший эффект обеспечивают воронкообразные шнековые лопасти [7, 8]. Шнек с воронкообразными спиральными винтообразными лопастями при тех же оборотах более эффективно захватывает и отбрасывает водную массу за счет чего создает более эффективную тягу.

Использование двух или более шнековых движителей, расположенных V-образно по оси плавсредства под углом относительно друг к другу по горизонтали и по вертикали, устраняет ряд технических противоречий, присущих винтам судов [9], обеспечивает усиление маневренности в горизонтальной и в вертикальной плоскостях, позволяет увеличить скорость и плавность хода, исключить кавитацию и другие явления, с нею связанные.

Это поясняется, в частности, следующими доводами.

В работе [10], с. 159, объясняется эффект «засасывания»: «…Вода в струе перед гребным винтом приобретает дополнительную скорость, а давление в ней падает. Следовательно, возрастает сопротивление формы расположенного в этой струе корпуса, несколько увеличивается и сопротивление трения за счет скорости обтекания кормовой оконечности судна…».

И далее, там же [10], на с. 161 «…Единственный путь в этом направлении - отдаление винта корпуса, при этом коэффициент попутного потока практически не меняется, а коэффициент засасывания интенсивно убывает…»

В этой связи следует ожидать от предлагаемого V-образного движителя, лопасти которого пространственно удалены, значительного снижения данного эффекта и увеличения тяги (скорости) плавсредства.

При оценке маневренности следует учитывать также параметр «выбега» судна. В работе [10], с. 192 указывается: «…Основные характеристики маневровых качеств судна при реверсе: время и путь выбега - расстояние, проходимое судном до полной остановки…». Аналогично, в работе [5], с. 272 поясняется: «…маневренные качества судна при реверсе принято оценивать длиной и временем выбега пути судна от начала реверса до полной остановки и временем прохождения этого пути…».

В предлагаемом изобретении уменьшение пути и времени выбега обеспечивается не только реверсом при увеличении оборотов шнеков, но и их оптимальными углами взаимного расположения и расположения относительно диаметральной плоскости судна «O1-O2».

Важным параметром судов является их циркуляция. В работе [10], с. 235 указано: «…элементы циркуляции зависят от угла перекладки руля… и имеют практическое значение, т.к. величину выдвига необходимо знать при отворачивании от берега или другого препятствия, прямое смещение нужно учитывать при расхождении судов, а тактический диаметр циркуляции - при маневренности в узкостях…. Важной характеристикой циркуляции является ее период - время, необходимое судну для полного поворота на 360°…».

В предлагаемом изобретении плавсредство имеет возможность развернуться на 360° в горизонтальной плоскости, практически, на месте вокруг центра «О» судна (фиг. 1, фиг. 3). Это обеспечивается, например, при развороте против часовой стрелки (фиг. 3) одновременной работой шнеков 2, 3, отклоненных на максимальный угол в одну сторону, а точная подгонка затем обеспечивается реверсным включением и изменением угла отклонения шнека 3.

Аналогичная операция с одновременным отклонением шнеков 2, 3 в вертикальной (фиг. 5) и в горизонтальной (фиг. 3) плоскостях позволяет подводному судну свободно маневрировать в пространстве, находясь в подводном положении.

Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет обходиться на плавсредстве без вспомогательных средств управления: подруливающих устройств, поворотных винтовых колонок или активного руля [11], т.к. данная функция обеспечивается поворотом шнеков в любой плоскости.

Предлагаемая конструкция лишена также такого явления как кавитация. В работе [5], с. 96 указывается, что «…кавитация возникает в тех точках потока, где в результате движения жидкости происходит значительное местное понижение давления…». Таким образом, это происходит при больших оборотах винтовых движителей. Отличие шнековых движителей, отбрасывающих ту же массу воды и создающих ту же тягу, что и сравнимый по мощности винтовой движитель, заключается в том, что они вращаются с гораздо меньшей угловой скоростью. Поскольку сплошная винтовая линия шнека не создает вибраций и шума, это особенно важно для создания малошумных судов и подводных лодок.

Использование шнеков в движителях характеризуется плавностью в работе, отсутствием вибраций, меньшими акустическими и электромагнитными помехами, пониженным экологическим воздействием.

Таким образом, использование предлагаемого шнекового движителя позволяет исключить ряд противоречий при проектировании надводных и подводных судов.

Учитывая изложенное, следует ожидать, что предлагаемый «V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств (Варианты)» найдет применение в судостроении.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Смульский И.И. Ветродвигатель. Авторское свидетельство СССР №1225912, МПК F03D 5/00 (аналог).

2. Попов А.И., Щеклеин С.Е., Попов Д.А. Бесплотинная шнековая гидроэлектростанция. Патент на полезную модель РФ №94642, МПК F03D 5/00, В03В 17/00 (аналог).

3. Антоненко С.В. Судовые движители / С.В. Антоненко. - Владивосток: ДВГТУ, 2007. - С. 5 (аналог).

4. Завьялов В.М., Георгиевская Е.П., Мавлюдов М.А. и др. Судно с частично погруженным шнековым движителем. Патент РФ №2117602, МПК В63В 35/00; В63Н 5/00; В63Н 1/02 (аналог).

5. Артюшков Л.С. и др. Судовые движители / Л.С. Артюшков. - Л., 1988, с. 54.

6. Татьянин О.О. Рулите активнее / О.О. Татьянин // №12, ИР, 2002, с. 10.

7. Смульский И.И. Шнековые движители и их особенности // Инженерно-физический журнал (ИФЖ), Т. 74, №5, с. 190, рис. 4.

8. Смульский И.И. Шнековый ветроротор. Патент РФ №2101560, МПК6 F03D 5/00.

9. Дорогостойский Д.В. Теория и устройство судна / Д.В. Дорогостойский. - Л., 1975, с. 351.

10. Жинкин В.Б. Теория и устройство корабля / В.Б. Жинкин. - Спб, 2000, с. 159.

11. Булгачев Г.Г., Латышев Ю.С и др. Активный руль. Патент РФ №2043266, МПК В63Н25 5/08 (аналог).

12. Патент Японии 61-47758, 21.10.86 (аналог).

13. Патент США №3906888А, 23.09.75 (аналог).

14. Патент Великобритании №1349512, кл. В63Н 1/12, 1974 (аналог).

1. V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств надводного типа судна, характеризующийся тем, что он содержит два шнека по обе стороны от его диаметральной плоскости, каждый из которых включает по меньшей мере одну спиральную лопасть, навитую на ступице, связанной с приводом, на кормовом срезе днища судна установлена транцевая плита с размещенными на ней шнеками, левым и правым поворотными на своих осях реверсивными мотор-редукторами скорости и реверса, соединенными с передними по ходу судна концами ступиц шнеков, и два дополнительных левый и правый мотор-редуктора углового положения шнеков, подключенных соответственно к левому и правому редукторам скорости и реверса, обеспечивающим разворот на их осях, причем дополнительные мотор-редукторы углового положения и мотор-редукторы скорости и реверса подключены к блоку управления их приводами, а ступицы шнеков выполнены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости посредством реверсивных мотор-редукторов углового положения шнеков.

2. V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств надводного типа судна по п.1, отличающийся тем, что шнеки выполнены воронкообразными, каждый из которых включает по меньшей мере одну спиральную воронкообразную лопасть.

3. V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств подводного типа судна (подводной лодки), характеризующийся тем, что он содержит два шнека по обе стороны от его диаметральной плоскости, каждый из которых включает по меньшей мере одну спиральную лопасть, навитую на ступице, связанной с приводом, на кормовом срезе днища судна установлена подвижная с возможностью поворота транцевая плита с размещенными на ней шнеками, левым и правым поворотными на своих осях реверсивными мотор-редукторами скорости и реверса, соединенными с передними по ходу судна концами ступиц шнеков, и два дополнительных левый и правый реверсивных мотор-редуктора углового положения шнеков, подключенных соответственно к левому и правому мотор-редукторам скорости и реверса, обеспечивающими разворот на их осях, причем мотор-редукторы углового положения шнеков и мотор-редукторы скорости и реверса подключены к блоку управления их приводами, ступицы шнеков выполнены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости посредством реверсивных мотор-редукторов углового положения шнеков, а по бортам подводного судна установлены дополнительные боковые опоры с поворотной осью, закрепленной с подвижной транцевой плитой и имеющей возможность поворота в вертикальной плоскости посредством дополнительного реверсивного мотор-редуктора поворота плиты, установленного на ее оси и соединенного также с блоком управления приводами.

4. V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств подводного типа судна по п.3, отличающийся тем, что шнеки выполнены воронкообразными, каждый из которых включает по меньшей мере одну спиральную воронкообразную лопасть.

www.findpatent.ru

Двигатель с редуктором на шнек

В случае если на вашем предприятии возникла необходимость приобретении двигатель с редуктором на шнек 5.5 KW от нашей компании «СТК-Лидер», то возможность приобретения запасных частей у нас, будет абсолютно верным решением. Компания «СТК-Лидер» обеспечивает поставку надежного и высококачественного оборудования соответствующего  высоким мировым стандартам.

В нашей компании  Вы можете приобрести по доступной цене двигатель с редуктором на шнек 5.5 KW китайского производства. Запчасти китайского производства пользуется большим спросом на мировом рынке и ничуть не отличается от аналогов европейского.

Компания «СТК-Лидер» гарантирует поставку высококачественного оборудования китайского производства по выгодной и доступной цене.

Двигатель с редуктором на шнек 5.5 KW

Конструкция шнека представляет собой трубчатый кожух, состоящий из углеродистой стали, внутри которого вращается внутренний вал.

Внешняя труба имеет на концах приваренные фланцы, одну загрузочную и одну разгрузочную горловину, подъёмные рым-болты,  также ревизионный люк, который расположен под первой из загрузочных горловин  и под всеми опорными подшипниками, если они имеются. Снаружи трубчатый кожух оснащен прочным порошковым покрытием.

Подающий винт размещается в концевых подшипниках, которые крепятся непосредственно к концевым фланцам кожуха. Для шнековых конвейеров применяется соединение вала при помощи муфт насаженного типа. Поддержка вала исполняется с помощью промежуточных опор с подшипниками. Для защиты подшипников от засорения учтены специализированные износостойкие прокладки.

Осуществляется движение шнекового конвейера стандартным редукторным электродвигателем необходимой мощности.

Сроки поставки:

В течение 20 дней (при отсутствии готового оборудования на складе и на заводе)

Осуществляем поставку запасных частей во все города России!

Чтобы приобрести двигатель с редуктором на шнек 5.5 KW, узнать цену или получить консультацию по подбору оборудования, воспользуйтесь кнопкой «заказать звонок»

или позвоните по номеру телефона +7-914-550-58-35, 8 800 250-70-96. Наш менеджер обязательно ответит на все интересующие Вас вопросы.

lider-stk.com

Шнековый движитель

Изобретение относится к внедорожной транспорной технике, но может быть использовано как на строительных работах, так и в сельском хозяйстве. Шнековый движитель содержит шнек, выполненный в виде полого цилиндра с винтовыми гребнями на наружной поверхности, подшипниковые опоры по торцам шнека и приводной механизм вращения шнека. На шнек установлены вибровозбудители механических колебаний с суммарным вектором возмущающей силы, расположенным в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека, и наклоненным относительно этой оси в направлении движения шнекового движителя. Достигается снижение сопротивления движению шнекового движителя. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к внедорожной транспортной технике, а также может быть использовано при проведении строительных работ и в сельском хозяйстве.

Известны шнековые движители, содержащие шнек, выполненный в виде полого цилиндра с винтовыми гребнями на наружной поверхности, подшипниковые опоры по торцам шнека и приводной механизм вращения шнека (патент RU №2498922), которые будучи установлены на внедорожные транспортные средства, весьма эффективны при использовании на снегу, на воде и на болотистой местности. Однако они совершенно непригодны для передвижения по твердому грунту вследствие большого сопротивления движению (высокое трение) и интенсивного износа винтовых гребней шнека.

Целью изобретения является снижение сопротивления движению шнекового движителя и уменьшение износа винтовых гребней шнека.

Технический результат достигается тем, что на шнек устанавливаются вибровозбудители механических колебаний (далее ВМК) с суммарным вектором возмущающей силы, расположенным в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека, и наклоненным относительно этой оси на 15÷75 градусов в направлении движения шнекового движителя. При этом подшипниковые опоры на торцах шнека обеспечивают возможность его свободного продольного перемещения относительно приводного механизма вращения шнека. Для передачи тягового усилия, создаваемого вибровозбудителями механических колебаний от шнека на кузов машины, шнек соединяется с подшипниковыми опорами на его торцах упругой связью, ограничивающей его продольное перемещение. С целью обеспечения прерывистого вращения шнека между ним и приводным механизмом вращения шнека установлен упругий демпфирующий элемент. При использовании нескольких ВМК один из них может быть установлен внутри шнека, а расположенные снаружи - имеют возможность изменять направление вектора возмущающей силы в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека. Снаружи шнека могут устанавливаться как линейные, так и дебалансные ВМК.

На чертеже изображен шнековый движитель, вид сбоку.

Шнековый движитель содержит шнек 1, выполненный в виде полого цилиндра с винтовыми гребнями на наружной поверхности, с подшипниковыми опорами 2 на продольных осях по торцам шнека 1. Для вращения шнека 1 используется приводной механизм, включающий в себя двигатель 3 с трансмиссией 4 (вар. цепная передача). К торцам шнека 1 присоединяется рама 5 с обеспечением возможности свободного вращения шнека 1. На раму 5 устанавливаются дебалансные (вар.) ВМК 6, с возможностью изменения направления вектора возмущающей силы в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека 1. Подшипниковые опоры 2, установленные на продольных осях по торцам шнека 1, крепятся к кузову машины 7 и допускают возможность свободного продольного перемещения шнека 1 относительно кузова машины 7 с установленным в нем приводным механизмом. Шнек 1, через посредство рамы 5 и подшипниковые опоры 2, соединяется с кузовом машины 7 упругой связью 8. Между выходным звеном трансмиссии 4 и шнеком 1 устанавливается упругий демпфирующий элемент 9.

Шнековый движитель работает следующим образом.

В период, когда суммарный вектор возмущающей силы ВМК отклонен вниз относительно продольной оси шнека 1, последний, прижатый к грунту весом машины и вертикальной составляющей суммарного вектора возмущающей силы ВМК, - неподвижен и приводной механизм в режиме непрерывного вращения накапливает энергию в демпфирующем элементе 9. При переходе суммарного вектора возмущающей силы ВМК в верхнее положение относительно продольной оси шнека 1 происходит постепенное уменьшение вертикальной нагрузки на шнек 1 вплоть до полного отрыва его опорной поверхности от грунта и тогда шнек 1 приходит в движение. Под действием горизонтальной составляющей суммарного вектора возмущающей силы ВМК происходит поступательное перемещение шнека 1 как относительно грунта, так и относительно кузова машины 7. Одновременно с этим двигатель 3 через трансмиссию 4 совместно с демпфером 9 приводят шнек 1 во вращение, сохраняя при этом винтовые гребни на его наружной поверхности в постоянном сцеплении с грунтом. В процессе поступательного перемещения шнека 1 относительно кузова машины 7 происходит натяжение продольного упругого элемента 8, которым они соединяются посредством рамы 5, которое и обеспечивает поступательное перемещение кузова машины 7 относительно неподвижного шнека. Как вращательное, так и поступательное движения шнека 1 прерывистые, тогда как кузов машины 7 движется непрерывно и с почти постоянной скоростью.

Предлагаемый шнековый движитель благодаря своей способности работать на грунте может использоваться не только на внедорожной транспортной технике, но и заменить гусеничный движитель на различной строительной технике (напр. бульдозерах), а также на сельскохозяйственных пахотных тракторах как более простой, дешевый и долговечный.

1. Шнековый движитель, содержащий шнек, выполненный в виде полого цилиндра с винтовыми гребнями на наружной поверхности, подшипниковые опоры по торцам шнека и приводной механизм вращения шнека, отличающийся тем, что, с целью снижения сопротивления движению, на шнек установлены вибровозбудители механических колебаний с суммарным вектором возмущающей силы, расположенным в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека, и наклоненным относительно этой оси на 15÷75 градусов в направлении движения шнекового движителя.

2. Шнековый движитель по п.1, отличающийся тем, что подшипниковые опоры на торцах шнека обеспечивают возможность свободного продольного перемещения шнека относительно приводного механизма вращения шнека.

3. Шнековый движитель по п.1, отличающийся тем, что шнек соединяется с подшипниковыми опорами на его торцах упругой связью, ограничивающей его продольное перемещение.

4. Шнековый движитель по п.1, отличающийся тем, что, с целью осуществления прерывистого вращения шнека, между ним и приводным механизмом вращения шнека установлен упругий демпфирующий элемент.

5. Шнековый движитель по п.1, отличающийся тем, что вибровозбудители механических колебаний установлены снаружи шнека и имеют возможность изменять направление вектора возмущающей силы в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шнека.

6. Шнековый движитель по п.1, отличающийся тем, что используется несколько вибровозбудителей механических колебаний и один из них установлен внутри шнека.

7. Шнековый движитель по п.5, отличающийся тем, что используются линейные вибровозбудители механических колебаний.

8. Шнековый движитель по п.5, отличающийся тем, что снаружи шнека установлены один или несколько дебалансных вибровозбудителей механических колебаний.

www.findpatent.ru


Смотрите также