С. Н. Істратов
Журнал Кия №6 1966р
Вивчення конструкцій колонок, розглянутих в літературі, дозволило прийти до висновку, що при виготовленні колонки своїми силами реверс доцільно здійснити за допомогою автомобільної коробки передач, а для розвороту і відкидання колонки краще застосувати спарені карданні шарніри. Така компоновка в значній мірі спрощує конструкцію колонки, збільшує надійність і здешевлює її. До цього часу в Центральному морському Клубі (м.Москва) інженером Г. М. Строгановим була розроблена і виготовлена поворотно-відкидна колонка із застосуванням автомобільних карданних шарнірів. Досвід її експлуатації підтвердив правильність рішення ряду конструктивних питань.
Таким чином вималювалася компоновка установки, що складається з наступних агрегатів: двигун, коробка передач, спарені карданні шарніри і Z-образна передача на конічних шестернях (колонка).
Загальний вигляд колонки на транце
Проект зварений колонки неодноразово обговорювалося на засіданнях водно-моторної секції при 2 Московському морському клубі ДОСААФ. При цьому були зроблені цінні зауваження і поради, які сприяли поліпшенню конструкції.
Призначення поворотно-відкидний колонки полягає в передачі крутного моменту від двигуна потужністю до 70 л. с. до гвинта. Змонтована силова установка складається з автомобільного мотора «М-21» ( «Волга»), штатної коробки передач від автомобіля «Перемога» і поворотно-відкидний колонки. Двигун «М-21» конвертований за основними правилами, викладеними в літературі. Коробка передач від автомобіля «Перемога» компонується з мотором «М-21» без переробки фланця кріплення і первинного вала.
Для спрощення устрою перемикання реверсу і нейтрального положення з блоку шестерень (контршахтний вал) зрізані шестерні першої і другої швидкостей. До вихідного фланця коробки передач чотирма болтами прикріплений спарений карданний шарнір, що складається з чотирьох вилок і двох хрестовин від автомобіля «Перемога»; другим фланцем шарніри приєднані до фланця провідного вала колонки.
Колонка підвішена до Транці катера на підвісці, що дозволяє їй повертатися вліво і вправо на 30 ° в горизонтальній площині і відкидатися вгору на 60 °.
Корпус колонки. Корпус складається з чотирьох основних деталей: верхнього корпусу 1, дейдвудной труби 2, нижнього корпусу 3 і обтічника 4. Всі деталі розточуються на токарчом верстаті з відповідними допусками на посадочних поверхнях. Особливу увагу при виготовленні основних деталей корпусу слід звернути на паралельність і відповідно перпендикулярність осей верхнього і нижнього корпусів, а також на співвісність посадочних поверхонь дейдвудной труби і перпендикулярність верхнього і нижнього її фланців поздовжньої осі.
Розріз колонки в зборі
Дейдвудних труба 2 має чотири фланця, які служать для приварки верхнього 1 і нижнього 3 корпусів, а також для кріплення антікавітаціонной плити 5 і вушка 7. Приварка деталей корпусу до фланців, а не до самої трубі, виключає небезпеку її повідці. Напресовує корпусів на дейдвудні трубу в упор до фланців і приварювання їх в стиснуті стані забезпечує з достатньою точністю співвісність горизонтальних і перпендикулярність вертикальної осей.
Обтічник 4 напрессован на нижній корпус 3 і приварений. До верхнього корпусу 1 і до фланця дейдвудной труби 2 приварені вушка 6 і 7, якими колонка під'єднується до підвісного кронштейну 8. До нижнього корпуса приварена шпора 9.
Поєднання всіх деталей корпусу здійснюється електродугової зварюванням (бажано постійним струмом). При зварюванні внутрішні порожнини з'єднуються деталей слід наповнювати вологою тирсою або ганчір'ям для зменшення прогріву деталей, а отже, і деформацій. Всі деталі корпусу виготовляються з низьковуглецевої сталі.
Облицювання корпусу колонки виконана алюмінієвими листами товщиною 1,5 мм, прикріпленими гвинтами до покоси (куточок, наприклад 25Х25ХЗ) з подальшим обклеюванням двома шарами склотканини на епоксидної смолі. Такий спосіб надання обтічних форм корпусу колонки відповідає вимогам за міцністю.
Підвіска колонки. Підвіска складається з двох верхніх кронштейнів з вушками 10 і одного нижнього опорного кронштейна 11, закріплених на загальній алюмінієвій плиті 12, В проушинах цих кронштейнів за допомогою порожніх сталевих пальців кріпиться підвісний кронштейн 8, до якого приєднується своїми фланцями колонка і замикається шкворнем.
Загальний вигляд колонки
На підвісному кронштейні 8 V-подібної форми приварені упори, до яких на осі закріплений гак 13, що запобігає відкидання колонки при перемиканні реверсу на задній хід. Крюк за допомогою троса, укладеного в гнучку оболонку, пов'язаний з важелем перемикання реверсу, що знаходяться на коробці передач. Опорний кронштейн 11 дозволяє змінювати кут колонки в залежності від кута нахилу транця або для підбору оптимального положення колонки під час ходу катера. Кронштейни підвіски виконані з листової сталі товщиною 5 мм. Деталі кронштейнів зварюються між собою Електродугової зварюванням.
Розріз спрощеного варіанту колонки (проект)
Механічна частина. У верхній корпус 17 ввертається стакан з ведучою конічною шестірнею 15, яка запресована в два шарикопідшипники № 207. Стакан закритий алюмінієвою кришкою в вихідному отворі, в якому Знаходиться гумовий ущільнювач. Стакан з різьбовій нарізкою дозволяє проводити регулювання зазору між зубами шестерень верхнього вузла, а також дозволяє легко знімати цілком весь блок.
Провідна шестерня має внутрішню лицьову нарізку, по якій здійснює зворотно-поступальний рух провідний вал 16 при повороті або відкиданні колонки. Кінець ведучого Валу рухається у втулці 18, в якій нарізані два шпонкових паза, за якими ходять шпонки, запресовані в вал. Втулка обертається в шарикопідшипнику № 207.
Верхній корпус зверху закривається алюмінієвою кришкою, на якій знаходяться вушка для кріплення шарнірного румпеля 14. Під час відкидання або при підйомі колонки румпель складається.
Провідна шестерня 15 (z = 14) входить в зачеплення з великою конічної шестернею 19 (z = 20), закріпленої на шліцах вертикального вала 20. Шестерня з валом обертається в двох підшипниках № 207. Регулювання зазору між зубами шестерень по висоті здійснюється товщиною шайби між шарикопідшипником і буртиком шестерні.
На нижньому кінці вертикального вала закріплена мала конічна шестерня 21 (z = 14), яка своїм верхнім торцем упирається у внутрішнє кільце конічного роликового підшипника № 7205. Шайба над підшипником поставлена для зручності розпресування зовнішнього кільця підшипника.
У нижній корпус 24 ввертається Стакан 22 з гребним валом 23, на якому за допомогою шпонки закріплена конічна шестерня 25 (z = 20). Вал 23 обертається в двох кулькових підшипниках № 306. У склянку ввернута обойма з двома гумовими ущільнювачами. На вал 23 надіта розпірна втулка. Внутрішній кінець вала входить в шарикопідшипник № 205, притиснутий по зовнішньому кільцю до корпусу за допомогою шайби (щоб при ввертиваніі склянки 22 він не виходив зі свого гнізда разом з гребним валом).
На гребному валу за допомогою шпонки кріпиться гребний гвинт 26, підібганий наконечником 27.
Шестерні і вали виготовлені зі сталі марки 12ХНЗА з наступною термообробкою. Наявність в колонці двох однакових пар шестерень (по нарізці зубів) спрощує їх виготовлення. Шестерні цементуються на глибину 0,8 / 1,2 мм з подальшим гартом до твердості RС -58/62. Ведучий і вертикальний вали гартуються, після чого шліфуються. Гребний Вал термообробці піддавався.
Мастило деталей здійснена двома масляними ваннами. Верхня ванна обмежується знизу гумовим ущільнювачем, обжимаються вертикальний вал в його верхній частині. Масло заливається до нижньої кромки валів як у верхньому, так і в нижньому вузлах. Використовується гипоидная мастило або нігрол. Наявність мастила слід систематично контролювати, для цього на кришці верхнього вузла робиться сапун з мірним щупом.
Охолодження. верхнього вузла колонки здійснюється водою, що циркулює в сорочці. Для цього використовується швидкісний напір води під час руху катера. Сітка для трубка діаметром 8 мм, встановлена під транцем на днище катера, з'єднується з колонкою гумовим шлангом.
Основні елементи катера
Довжина найбільша, м
Конструкція корпусу колонки і технологія його збірки із застосуванням напрессовки і наступного зварювання забезпечують нормальну роботу механічної частини колонки за умови ретельного виготовлення верхнього і нижнього корпусів, а також дейдвудной труби.
«Шторм» в Підмосков'ї. Михалевський затоку
Застосування автомобільної коробки забезпечує безвідмовну роботу реверсу. При цьому слід зазначити, що для отримання ефективного заднього ходу катера слід замінити шестерні.
Помічено, що вихідний підшипник на вторинному валу розробляє корпус коробки, в результаті чого з'являється неприємний стук. Це відбувається через знакозмінних навантажень, переданих на фланець вторинного вала від карданних шарнірів. Для усунення зазначеного недоліку довелося переточити стакан механізму спідометра і поставити туди два шарикопідшипники № 306 замість одного.
Було встановлено, що при тривалому ході гріється верхній вузол колонки (через недостатній обсяг масляної ванни і слабкого відбору тепла). Для усунення зазначеного недоліку в конструкцію верхнього вузла була введена сорочка, в яку пропущена вода, для чого був використаний швидкісний напір води при ході катера.
Надійність роботи колонки в основному залежить від якості шестерень, тому необхідно використовувати таку сталь, яка добре цементується і гартується, і звернути на виготовлення шестерень особливу увагу.
У 1964 р на катері «Шторм» був здійснений похід на Волгу в район між Калязін і Угличем, що відрізняється великою кількістю красивих заток і затонів. Наявність відкидний колонки дозволяло ставити катер лагом у самого берега, що створювало додаткові зручності на стоянках.
В кінці другого сезону у шестерні на гребному валу (z = 20) зламався зуб. Злам стався по ніжці зуба, як пізніше було встановлено, через порушення технології термообробки.
На закінчення наводимо креслення спрощеного і вдосконаленого варіанту нашої колонки. Зміна полягає в тому, що з верхнього і нижнього вузлів виключені склянки з різьбленням, в які запресовуються підшипники. Запропонована конструкція в значній мірі спрощує виготовлення (розточення) верхнього і нижнього корпусів і зменшує кількість токарних деталей.
З нижнього склянки виключена обойма з гумовими ущільнювачами. Упор підшипників на задньому ходу буде в пружинне кільце. Гумові ущільнювачі запресовані прямо в стакан.
У корпусі верхнього вузла зроблені отвори для полегшення конструкції, а також для проходу охолоджуючої води.
Досвід експлуатації показує, що навіть саморобні поворотно-відкидні колонки зі звареними корпусами можуть знайти широке застосування на туристських катерах.