RU220247U1 - Ship propulsion system - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к судостроению, в частности к судовым движительным установкам.The utility model relates to shipbuilding, in particular to ship propulsion systems.

Судовая движительная установка содержит корпус, состоящий из верхнего цилиндрического отсека, средней цилиндрической части, руля и гондолы. Корпус судовой движительной установки может разворачиваться относительно корпуса судна вокруг вертикальной оси рулевыми приводами. Внутри корпуса судовой движительной установки размещаются два приводных электродвигателя, на которые электропитание подается по кабелям через блок контактных колец, установленный в верхней части корпуса соосно с вертикальной осью поворота корпуса относительно корпуса судна. На валу каждого из приводных электродвигателей закреплены по два конических зубчатых колеса. Каждое двух конических зубчатых колес, закрепленных на валу одного приводного электродвигателя, входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на верхнем конце одного из двух вертикальных валов, при этом общее число вертикальных валов равно четырем. На нижнем конце этих двух вертикальных валов закреплено по одному коническому зубчатому колесу, каждое из которых входит в зацепление с одним из двух конических зубчатых колес, установленных на одном из двух выходных валов с закрепленным на этом выходном валу гребным винтом.The ship's propulsion system contains a body consisting of an upper cylindrical compartment, a middle cylindrical part, a rudder and a nacelle. The body of the ship's propulsion system can be rotated relative to the ship's hull around a vertical axis using steering drives. Inside the body of the ship's propulsion system there are two drive electric motors, to which power is supplied via cables through a block of slip rings installed in the upper part of the body coaxially with the vertical axis of rotation of the body relative to the ship's hull. Two bevel gears are mounted on the shaft of each drive motor. Each of two bevel gears mounted on the shaft of one drive motor meshes with a bevel gear mounted on the upper end of one of the two vertical shafts, the total number of vertical shafts being four. At the lower end of these two vertical shafts is mounted one bevel gear, each of which engages with one of two bevel gears mounted on one of the two output shafts with a propeller mounted on this output shaft.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение мощности и надежности судовой движительной установки за счет передачи механической мощности от каждого приводного электродвигателя на соответствующий выходной вал с гребным винтом одновременно по двум параллельным механическим трансмиссиям. The technical result of the proposed utility model is to increase the power and reliability of the ship propulsion system by transmitting mechanical power from each drive electric motor to the corresponding output shaft with a propeller simultaneously through two parallel mechanical transmissions.

Description

Полезная модель относится к судостроению, в частности к судовым движительным установкам.The utility model relates to shipbuilding, in particular to ship propulsion systems.

Аналогом является, например, судовая движительная установка, описание конструкции которой приведено в «Вестнике Государственного университета морского и речного флота им. Макарова», выпуск 4 (38) 2016, стр. 164-165. Судовая движительная установка состоит из двух корпусов - надводного и подводного. Надводный корпус (в статье он назван сварным корпусом) закреплен неподвижно на палубе судна. Подводный корпус, состоящий из полой стойки, руля и гондолы, присоединен к надводному корпусу снизу на опорах вращения, при этом бόльшая часть подводного корпуса располагается ниже ватерлинии. В надводном корпусе в подшипниках установлен входной (ведущий) горизонтальный вал, один конец которого выведен из надводного корпуса. Снаружи надводного корпуса к концу входного вала присоединен вал приводного двигателя судовой движительной установки, установленного вне надводного корпуса. Внутри надводного корпуса на входном валу закреплено коническое зубчатое колесо. Коническое зубчатое колесо входного вала входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, закрепленным на верхнем конце вертикального вала, который проходит вниз через оба корпуса судовой движительной установки - надводный и подводный. Конические зубчатые колеса входного и вертикального валов образуют надводный редуктор судовой движительной установки. Вертикальный вал установлен в надводном и подводном корпусах в подшипниках и имеет возможность вращаться. На нижнем конце вертикального вала закреплено еще одно коническое зубчатое колесо. Внутри гондолы подводного корпуса вдоль продольной оси в подшипниках установлен выходной вал судовой движительной установки. На выходном валу закреплено коническое зубчатое колесо, которое входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, закрепленным на нижнем конце вертикального вала. Конические зубчатые колеса вертикального и выходного валов образуют подводный редуктор судовой движительной установки. Конец выходного вала через герметичное уплотнение выведен за пределы гондолы, и на нем закреплен гребной винт.An analogue is, for example, a ship propulsion system, a description of the design of which is given in the “Bulletin of the State University of Sea and River Fleet named after. Makarova”, issue 4 (38) 2016, pp. 164-165. The ship's propulsion system consists of two hulls - surface and underwater. The surface hull (in the article it is called a welded hull) is fixedly fixed on the deck of the ship. The underwater hull, consisting of a hollow strut, rudder and nacelle, is attached to the surface hull from below on rotational supports, with the majority of the underwater hull located below the waterline. In the surface hull, an input (drive) horizontal shaft is installed in bearings, one end of which is removed from the surface hull. Outside the surface hull, the shaft of the drive motor of the ship's propulsion system, installed outside the surface hull, is connected to the end of the input shaft. A bevel gear is mounted inside the surface housing on the input shaft. The input shaft bevel gear meshes with a bevel gear mounted on the upper end of a vertical shaft that extends down through both surface and submerged propulsion housings. The bevel gears of the input and vertical shafts form the surface gearbox of the ship's propulsion system. The vertical shaft is installed in the surface and underwater housings in bearings and has the ability to rotate. Another bevel gear is attached to the lower end of the vertical shaft. Inside the nacelle of the underwater housing, the output shaft of the ship's propulsion system is installed in bearings along the longitudinal axis. A bevel gear is mounted on the output shaft and meshes with a bevel gear mounted on the lower end of the vertical shaft. The bevel gears of the vertical and output shafts form the underwater gearbox of the ship's propulsion system. The end of the output shaft is brought outside the nacelle through a hermetically sealed seal, and the propeller is attached to it.

Наиболее близкой к предлагаемой судовой движительной установке является судовая движительная установка, описание конструкции которой приведено в патенте РФ на изобретение №2785390 от 11.01.2022. В прототипе судовая движительная установка выполнена в виде единого корпуса, состоящего из верхнего цилиндрического отсека, средней цилиндрической части, руля и гондолы, при этом большая часть руля и гондола находятся ниже ватерлинии. Корпус судовой движительной установки установлен в корпусе судна в подшипниках. Снизу на верхнем цилиндрическом отсеке судовой движительной установки закреплено зубчатое колесо, в зацепление с которым входят зубчатые колеса рулевых приводов. Внутри верхнего цилиндрического отсека корпуса размещены два приводных электродвигателя. Приводные электродвигатели соединены с источниками питания, находящимися вне корпуса судовой движительной установки кабелями через блок контактных колец. На валу каждого приводного электродвигателя закреплено коническое зубчатое колесо, которое входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на верхнем конце одного из двух вертикальных валов, которые проходят из верхнего цилиндрического отсека корпуса судовой движительной установки в гондолу. На нижнем конце каждого вертикального вала также закреплено по одному коническому зубчатому колесу, каждое из которых входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на одном из двух выходных валов, расположенных горизонтально вдоль оси гондолы. Концы выходных валов через уплотнения выведены из гондолы с разных сторон, и на них установлены гребные винты.The closest to the proposed ship propulsion system is the ship propulsion system, the design description of which is given in the Russian Federation patent for invention No. 2785390 dated 01/11/2022. In the prototype, the ship's propulsion system is made in the form of a single body, consisting of an upper cylindrical compartment, a middle cylindrical part, a rudder and a nacelle, with most of the rudder and the nacelle located below the waterline. The ship's propulsion system housing is installed in the ship's hull in bearings. A gear wheel is attached to the bottom of the upper cylindrical compartment of the ship's propulsion system, which meshes with the gear wheels of the steering drives. Two drive electric motors are located inside the upper cylindrical compartment of the housing. The drive motors are connected to power sources located outside the ship's propulsion system housing by cables through a slip ring block. A bevel gear is attached to the shaft of each drive motor, which meshes with a bevel gear mounted on the upper end of one of two vertical shafts that extend from the upper cylindrical compartment of the ship's propulsion system housing into the nacelle. Also attached to the lower end of each vertical shaft is one bevel gear, each of which meshes with a bevel gear mounted on one of two output shafts located horizontally along the axis of the nacelle. The ends of the output shafts are removed from the nacelle from different sides through seals, and propellers are installed on them.

Судовая движительная установка, являющаяся прототипом, работает следующим образом. При подаче электропитания от преобразователей частоты на приводные электродвигатели через блок контактных колец и кабели приводные электродвигатели запускаются и их валы, на которых установлены конические зубчатые колеса начинают вращаться. Вращение валов приводных двигателей с коническими зубчатыми колесами передается на конические зубчатые колеса, установленные на верхних концах вертикальных валов, и вертикальные валы. Далее вращение от вертикальных валов через конические зубчатые колеса, закрепленные на нижних концах вертикальных валов, и конические зубчатые колеса, закрепленные на выходных валах, передается на выходные валы, вместе с которыми вращаются гребные винты, создавая силу тяги, движущую судно. При этом две трансмиссии от приводных электродвигателей до выходных валов с гребными винтами работают раздельно и не имеют между собой механических связей. Сила тяги регулируется за счет изменения частоты вращения приводных электродвигателей, а направление тяги может изменяться с помощью рулевых приводов, разворачивающих корпус судовой движительной установки вместе с гребными винтами относительно корпуса судна.The ship's propulsion system, which is a prototype, operates as follows. When power is supplied from the frequency converters to the drive motors through a block of slip rings and cables, the drive motors start and their shafts on which the bevel gears are mounted begin to rotate. The rotation of the bevel gear drive motor shafts is transmitted to the bevel gears mounted on the upper ends of the vertical shafts and the vertical shafts. Further, the rotation from the vertical shafts through bevel gears mounted on the lower ends of the vertical shafts and bevel gears mounted on the output shafts is transmitted to the output shafts, with which the propellers rotate, creating a thrust force that moves the vessel. In this case, two transmissions from the drive electric motors to the output shafts with propellers operate separately and have no mechanical connections with each other. The traction force is regulated by changing the rotation speed of the drive electric motors, and the direction of traction can be changed using steering actuators that rotate the body of the ship's propulsion system along with the propellers relative to the ship's hull.

Однако недостатком судовой движительной установки, выполненной в соответствии с прототипом, является ограниченная мощность судовой движительной установки и низкая надежность. Ограниченная мощность и низкая надежность данной судовой движительной установки обусловлена тем, что каждый из двух гребных винтов соединен с одним из двух приводных электродвигателей единственной механической трансмиссией, состоящей из установленного на валу приводного электродвигателя конического зубчатого колеса, входящего в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на верхнем конце одного из двух вертикальных валов, вертикального вала, конического зубчатого колеса, закрепленного на нижнем конце этого вертикального вала, с которым входит в зацепление коническое зубчатое колесо, установленное на одном из двух выходных валов с закрепленном на этом валу гребным винтом. Прочность элементов этих механических трансмиссией ограничивает мощность судовой движительной установки. Низкая надежность связана с тем, что поломка любого элемента в одной из механических трансмиссий приведет к остановке одного из двух гребных винтов.However, the disadvantage of a ship propulsion system made in accordance with the prototype is the limited power of the ship propulsion system and low reliability. The limited power and low reliability of this ship propulsion system is due to the fact that each of the two propellers is connected to one of the two drive electric motors by a single mechanical transmission consisting of a bevel gear drive motor mounted on the shaft, which meshes with a bevel gear mounted on the the upper end of one of the two vertical shafts, the vertical shaft, a bevel gear mounted on the lower end of this vertical shaft, with which a bevel gear meshes, mounted on one of the two output shafts with a propeller mounted on this shaft. The strength of the elements of these mechanical transmissions limits the power of the ship's propulsion system. Low reliability is due to the fact that the breakdown of any element in one of the mechanical transmissions will lead to the stop of one of the two propellers.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение мощности и надежности судовой движительной установки за счет дублирования элементов механических трансмиссий.The technical result of the proposed utility model is to increase the power and reliability of a ship's propulsion system by duplicating elements of mechanical transmissions.

Это достигается тем, что предлагаемая судовая движительная установка, содержащая корпус, состоящий из верхнего цилиндрического отсека, средней цилиндрической части, руля и гондолы, установленное в нижней части верхнего цилиндрического отсека зубчатое колесо, в зацепление с которым входят зубчатые колеса рулевых приводов, приводные электродвигатели, размещенные внутри верхнего цилиндрического отсека и соединенные с источниками питания, находящимися вне корпуса судовой движительной установки, кабелями через блок контактных колец, и на валу приводных электродвигателей закреплены конические зубчатые колеса, входящие в зацепление с коническими зубчатыми колесами, установленными на верхних концах вертикальных валов, проходящих из верхнего цилиндрического отсека через среднюю цилиндрическую часть и руль в гондолу, конические зубчатые колеса, закрепленные на нижних концах вертикальных валов, каждое из которых входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на одном из двух выходных валов, причем концы двух выходных валов через уплотнения выведены из гондолы и на концах выходных валов закреплены гребные винты, выполнена с закреплением на валу каждого из приводных электродвигателей двух конических зубчатых колес, каждое из которых входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на верхнем конце одного из двух вертикальных валов, при этом общее число вертикальных валов равно четырем, и на нижнем конце этих двух вертикальных валов закреплено по одному коническому зубчатому колесу, каждое из которых входит в зацепление с одним из двух конических зубчатых колес, установленных на одном из двух выходных валов с закрепленным на этом выходном валу гребным винтом.This is achieved by the fact that the proposed ship propulsion system contains a housing consisting of an upper cylindrical compartment, a middle cylindrical part, a rudder and a nacelle, a gear mounted in the lower part of the upper cylindrical compartment, which meshes with steering gears, drive electric motors, located inside the upper cylindrical compartment and connected to power sources located outside the body of the ship's propulsion system, by cables through a block of slip rings, and bevel gears are fixed on the shaft of the drive electric motors, which mesh with bevel gears mounted on the upper ends of the vertical shafts passing from the upper cylindrical compartment through the middle cylindrical section and the rudder into the nacelle, bevel gears mounted on the lower ends of the vertical shafts, each of which meshes with a bevel gear mounted on one of the two output shafts, the ends of the two output shafts through seals removed from the nacelle and propellers are fixed at the ends of the output shafts, it is made with two bevel gears mounted on the shaft of each of the drive electric motors, each of which engages with a bevel gear installed at the upper end of one of the two vertical shafts, while the total the number of vertical shafts is four, and at the lower end of these two vertical shafts there is fixed one bevel gear, each of which meshes with one of two bevel gears mounted on one of the two output shafts with a propeller fixed on this output shaft .

Выполнение предлагаемой судовой движительной установки с закреплением на валу каждого из приводных электродвигателей двух конических зубчатых колес, каждое из которых входят в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на верхнем конце одного из двух вертикальных валов, при этом общее число вертикальных валов равно четырем, и на нижнем конце этих вертикальных валов закреплено по одному коническому зубчатому колесу, каждое из которых входит в зацепление с одним из двух конических зубчатых колес, установленных на одном из двух выходных валов с закрепленным на этом выходном валу гребным винтом, позволяет по сравнению с прототипом передавать механическую мощность от каждого из приводных электродвигателей на связанный с этим приводным электродвигателем выходной вал с гребным винтом одновременно по двум параллельным механическим трансмиссиям, каждая из которых состоит из конического зубчатого колеса, закрепленного на валу приводного электродвигателя, конического зубчатого колеса, установленного на верхнем конце одного из вертикальных валов, этого вертикального вала, конического зубчатого колеса, установленного на нижнем конце этого вертикального вала, и конического зубчатого колеса, установленного на выходном валу. Передача механической мощности в предлагаемой судовой движительной установке от каждого из приводных электродвигателей на соответствующий выходной вал с гребным винтом с помощью двух параллельно работающих механических трансмиссий, а не одной трансмиссии, как в прототипе, позволяет примерно в два раза увеличить мощность передаваемую от каждого из двух приводных электродвигателей на соответствующий гребной винт. То есть мощность предлагаемой судовой движительной установки может быть увеличена по сравнению с прототипом в два раза. Предлагаемая судовая движительная установка является также более надежной, чем прототип, так как при одинаковой мощности с прототипом, механическая нагрузка на элементы двух параллельно работающих трансмиссий в предлагаемой судовой движительной установке, в два раза меньше, чем на элементы единственной механической трансмиссии в прототипе. Следовательно, вероятность поломки элементов механических трансмиссий в предлагаемой судовой движительной установке ниже, чем в прототипе, а надежность выше. The implementation of the proposed ship propulsion system with fastening on the shaft of each of the drive electric motors two bevel gears, each of which meshes with a bevel gear installed at the upper end of one of two vertical shafts, with the total number of vertical shafts being four, and on the lower end of these vertical shafts is fixed to one bevel gear, each of which meshes with one of two bevel gears mounted on one of the two output shafts with a propeller fixed to this output shaft, which allows, in comparison with the prototype, to transmit mechanical power from each of the drive electric motors to the output shaft with the propeller connected to this drive motor simultaneously through two parallel mechanical transmissions, each of which consists of a bevel gear mounted on the drive motor shaft, a bevel gear mounted on the upper end of one of the vertical shafts , this vertical shaft, a bevel gear mounted on the lower end of this vertical shaft, and a bevel gear mounted on the output shaft. The transfer of mechanical power in the proposed ship propulsion system from each of the drive electric motors to the corresponding output shaft with a propeller using two parallel operating mechanical transmissions, and not one transmission, as in the prototype, allows approximately doubling the power transmitted from each of the two drives electric motors to the corresponding propeller. That is, the power of the proposed ship propulsion system can be doubled compared to the prototype. The proposed ship propulsion system is also more reliable than the prototype, since with the same power as the prototype, the mechanical load on the elements of two parallel operating transmissions in the proposed ship propulsion system is half as much as on the elements of the only mechanical transmission in the prototype. Consequently, the probability of failure of mechanical transmission elements in the proposed ship propulsion system is lower than in the prototype, and the reliability is higher.

Таким образом, судовая движительная установка, выполненная в соответствии с предлагаемой полезной моделью, имеет более высокую мощность и надежности по сравнению с прототипом. Thus, the ship propulsion system, made in accordance with the proposed utility model, has higher power and reliability compared to the prototype.

Судовая движительная установка представлена на:The ship's propulsion system is presented at:

фиг. 1 - осевое сечение судовой движительной установки, в которой выходные валы выведены из гондолы с противоположных сторон;fig. 1 - axial section of a ship's propulsion system, in which the output shafts are removed from the nacelle on opposite sides;

фиг. 2 - осевое сечение судовой движительной установки, в которой выходные валы выведены из гондолы с одной стороны. fig. 2 - axial section of a ship's propulsion system, in which the output shafts are removed from the nacelle on one side.

В изображенной на фиг. 1 схеме предлагаемой судовой движительной установки корпус 1 состоит из четырех частей, объединенных в единую конструкцию: верхнего цилиндрического отсека 2, средней цилиндрической части 3, руля 4 и гондолы 5. Корпус 1 установлен на палубе 6 кормовой части корпуса 7 судна в подшипниках 8. Снизу на верхнем цилиндрическом отсеке 2 закреплено зубчатое колесо 9, в зацепление с которым входят зубчатые колеса 10, закрепленные на валах рулевых приводов 11, которых может быть несколько. Внутри верхнего цилиндрического отсека 2 корпуса 1 установлены два приводных электродвигателя 12a и 12b. На валу 13a и 13b каждого из приводных электродвигателей 12a и 12b установлено по два конических зубчатых колеса - 14a и 15а на валу 13a приводного электродвигателя 12a; 14b и 15b на валу 13b приводного электродвигателя 12b. Коническое зубчатое колесо 14a входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 16a, установленным на верхнем конце первого вертикального вала 18a. Коническое зубчатое колесо 15a входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 17a, установленным на верхнем конце второго вертикального вала 19a. На нижнем конце вертикального вала 18а закреплено коническое зубчатое колесо 20а, а на нижнем конце вертикального вала 19а закреплено коническое зубчатое колесо 21а. Коническое зубчатое колесо 20a входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 22a, установленным на выходном валу 24a, а коническое зубчатое колесо 21а входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 23a, установленным на том же выходном валу 24a, на котором закреплен гребной винт 25a. Таким образом, в предлагаемой судовой движительной установке вал 13а приводного электродвигателя 12а соединен с выходным валом 24a, на котором закреплен гребной винт 25a, двумя параллельными механическими трансмиссиями. Одну трансмиссию образуют пара конических зубчатых колес 14а и 16а, вертикальный вал 18а и пара конических зубчатых колес 20а и 22а. Вторую трансмиссию образуют пара конических зубчатых колес 15а и 17а, вертикальный вал 19а и пара конических зубчатых колес 21а и 23а.In the one shown in FIG. 1 in the diagram of the proposed ship propulsion system, the hull 1 consists of four parts combined into a single structure: the upper cylindrical compartment 2, the middle cylindrical part 3, the rudder 4 and the nacelle 5. The hull 1 is installed on deck 6 of the aft part of the hull 7 of the vessel in bearings 8. From below On the upper cylindrical compartment 2 there is a gear 9 fixed, which meshes with gears 10, mounted on the steering drive shafts 11, of which there may be several. Inside the upper cylindrical compartment 2 of the housing 1, two drive motors 12a and 12b are installed. Mounted on the shaft 13a and 13b of each of the drive motors 12a and 12b are two bevel gears, 14a and 15a on the shaft 13a of the drive motor 12a; 14b and 15b on the shaft 13b of the drive motor 12b. The bevel gear 14a meshes with a bevel gear 16a mounted on the upper end of the first vertical shaft 18a. The bevel gear 15a meshes with a bevel gear 17a mounted on the upper end of the second vertical shaft 19a. A bevel gear 20a is attached to the lower end of the vertical shaft 18a, and a bevel gear 21a is attached to the lower end of the vertical shaft 19a. The bevel gear 20a engages a bevel gear 22a mounted on the output shaft 24a, and the bevel gear 21a engages a bevel gear 23a mounted on the same output shaft 24a to which the propeller 25a is mounted. Thus, in the proposed ship propulsion system, the shaft 13a of the drive electric motor 12a is connected to the output shaft 24a, on which the propeller 25a is mounted, by two parallel mechanical transmissions. One transmission is formed by a pair of bevel gears 14a and 16a, a vertical shaft 18a and a pair of bevel gears 20a and 22a. The second transmission is formed by a pair of bevel gears 15a and 17a, a vertical shaft 19a and a pair of bevel gears 21a and 23a.

Установленное на валу 13b приводного электродвигателя 12b коническое зубчатое колесо 14b входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 16b, установленным на верхнем конце вертикального вала 18b. Коническое зубчатое колесо 15b входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 17b, установленным на верхнем конце вертикального вала 19b. На нижнем конце вертикального вала 18b закреплено коническое зубчатое колесо 20b, а на нижнем конце вертикального вала 19b закреплено коническое зубчатое колесо 21b. Коническое зубчатое колесо 20b входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 22b, установленным на выходном валу 24b, а коническое зубчатое колесо 21b входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 23b, установленным на том же выходном валу 24b, на котором закреплен гребной винт 25b. Вал 13b приводного электродвигателя 12b соединен с выходным валом 24b, на котором закреплен гребной винт 25b, двумя параллельными механическими трансмиссиями. Одну трансмиссию образуют пара конических зубчатых колес 14b и 16b, вертикальный вал 18b и пара конических зубчатых колес 20b и 22b. Вторую трансмиссию образуют пара конических зубчатых колес 15b и 17b, вертикальный вал 19b и пара конических зубчатых колес 21b и 23b.Mounted on the shaft 13b of the drive motor 12b, the bevel gear 14b meshes with the bevel gear 16b mounted on the upper end of the vertical shaft 18b. The bevel gear 15b meshes with a bevel gear 17b mounted on the upper end of the vertical shaft 19b. A bevel gear 20b is attached to the lower end of the vertical shaft 18b, and a bevel gear 21b is attached to the lower end of the vertical shaft 19b. The bevel gear 20b meshes with a bevel gear 22b mounted on the output shaft 24b, and the bevel gear 21b meshes with a bevel gear 23b mounted on the same output shaft 24b to which the propeller 25b is mounted. The shaft 13b of the drive motor 12b is connected to the output shaft 24b, on which the propeller 25b is mounted, by two parallel mechanical transmissions. One transmission is formed by a pair of bevel gears 14b and 16b, a vertical shaft 18b and a pair of bevel gears 20b and 22b. The second transmission is formed by a pair of bevel gears 15b and 17b, a vertical shaft 19b and a pair of bevel gears 21b and 23b.

Обмотки статора приводных электродвигателей 12а и 12b соединены с источниками электропитания, находящимися вне корпуса 1 судовой движительной установки, через блок контактных колец 26 кабелями 27а и 27b. The stator windings of the drive motors 12a and 12b are connected to power sources located outside the ship propulsion system housing 1 through a block of slip rings 26 with cables 27a and 27b.

На корпусе 1 размещен входной воздуховод 28, через который во внутреннюю полость корпуса 1 подается охлажденный воздух, а также выходной воздуховод 29, через который нагревшийся от компонентов судовой движительной установки воздух выводится из корпуса 1.On the housing 1 there is an input air duct 28, through which cooled air is supplied to the internal cavity of the housing 1, as well as an output air duct 29, through which the air heated from the components of the ship propulsion system is removed from the housing 1.

Все составляющие системы смазки - напорный бак 30 с маслом, маслопроводы, насосы, фильтры (на фиг. 1 не показаны) и т.д., элементов трения судовой движительной установки размещены внутри корпуса 1.All components of the lubrication system - pressure tank 30 with oil, oil lines, pumps, filters (not shown in Fig. 1), etc., friction elements of the ship's propulsion system are located inside the housing 1.

Между корпусом 7 судна и средней цилиндрической частью 3 корпуса 1 судовой движительной установки располагается уплотнение 31, которое препятствует проникновению воды при волнении в зазор между корпусом 1 и корпусом 7 судна.Between the hull 7 of the vessel and the middle cylindrical part 3 of the hull 1 of the ship propulsion system there is a seal 31, which prevents the penetration of water during waves into the gap between the hull 1 and the hull 7 of the vessel.

Предлагаемая судовая движительная установка работает следующим образом. При подаче электропитания от преобразователей частоты, находящихся вне корпуса 1, через блок контактных колец 26 и кабели 27a и 27b на фазы обмоток статора приводных электродвигателей 12a и 12b роторы и валы 13a и 13b приводных электродвигателей 12a и 12b начинают вращаться. Вращение вала 13a приводного электродвигателя 12a через зацепление конических зубчатых колес 14a и 16a передается на вертикальный вал 18a. Затем от вертикального вала 18a через зацепление конических зубчатых колес 20a и 22a вращение передается на выходной вал 24a с гребным винтом 25a. Одновременно с этим вращение вала 13a приводного электродвигателя 12a через зацепление конических зубчатых колес 15a и 17a передается на вертикальный вал 19a, далее от вертикального вала 19a через зацепление конических зубчатых колес 21a и 23a вращение передается на тот же выходной вал 24a с гребным винтом 25a. В результате механическая мощность от приводного электродвигателя 12a на выходной вал 24a с гребным винтом 25a предается по двум параллельным механическим трансмиссиям.The proposed ship propulsion system works as follows. When power is supplied from frequency converters located outside the housing 1 through the slip ring block 26 and cables 27a and 27b to the stator winding phases of the drive motors 12a and 12b, the rotors and shafts 13a and 13b of the drive motors 12a and 12b begin to rotate. The rotation of the shaft 13a of the drive motor 12a is transmitted to the vertical shaft 18a through the meshing of the bevel gears 14a and 16a. Rotation is then transmitted from the vertical shaft 18a through the meshing of the bevel gears 20a and 22a to the output shaft 24a with the propeller 25a. At the same time, the rotation of the shaft 13a of the drive motor 12a is transmitted through the engagement of the bevel gears 15a and 17a to the vertical shaft 19a, then from the vertical shaft 19a through the engagement of the bevel gears 21a and 23a, the rotation is transmitted to the same output shaft 24a with the propeller 25a. As a result, mechanical power from the drive motor 12a to the output shaft 24a with the propeller 25a is transmitted through two parallel mechanical transmissions.

Аналогичным образом по двум параллельным механическим трансмиссиям предается механическая мощность от вала 13b приводного электродвигателя 12b на выходной вал 24b с гребным винтом 25b. Вращение вала 13b через зацепление конических зубчатых колес 14b и 16b передается на вертикальный вал 18b, и далее от вертикального вала 18b через зацепление конических зубчатых колес 20b и 22b вращение передается на выходной вал 24b с гребным винтом 25b. Одновременно вращение вала 13b приводного электродвигателя 12b передается на выходной вал 24b по параллельной трансмиссии - через зацепление конических зубчатых колес 15b и 17b на вертикальный вал 19b и от вертикального вала 19b через зацепление конических зубчатых колес 21b и 23b на выходной вал 24b с гребным винтом 25b. От приводного электродвигателя 12b, также, как и от приводного электродвигателя 12a, механическая мощность на выходной вал 24b с гребным винтом 25b передается одновременно по двум параллельным механическим трансмиссиям.Likewise, two parallel mechanical transmissions transmit mechanical power from the shaft 13b of the drive motor 12b to the output shaft 24b with the propeller 25b. The rotation of the shaft 13b through the engagement of the bevel gears 14b and 16b is transmitted to the vertical shaft 18b, and then from the vertical shaft 18b through the engagement of the bevel gears 20b and 22b the rotation is transmitted to the output shaft 24b with the propeller 25b. At the same time, the rotation of the shaft 13b of the drive motor 12b is transmitted to the output shaft 24b through a parallel transmission - through the engagement of bevel gears 15b and 17b to the vertical shaft 19b and from the vertical shaft 19b through the engagement of bevel gears 21b and 23b to the output shaft 24b with the propeller 25b. From the drive motor 12b, as well as from the drive motor 12a, mechanical power is simultaneously transmitted to the output shaft 24b with the propeller 25b through two parallel mechanical transmissions.

Вращение выходного вала 24a с гребным винтом 25a и выходного вала 24b с гребным винтом 25b создает силу тяги судовой движительной установки, движущую судно. Величина силы тяги регулируется с помощью преобразователей частоты, изменяющих частоту вращения приводных электродвигателей 12a и 12b, а направление силы тяги можно изменять с помощью рулевых приводов 11, поворачивающих корпус 1 судовой движительной установки относительно корпуса 7 судна.The rotation of the output shaft 24a with the propeller 25a and the output shaft 24b with the propeller 25b creates a thrust force of the ship's propulsion system that propels the ship. The magnitude of the traction force is adjusted using frequency converters that change the rotation speed of the drive electric motors 12a and 12b, and the direction of the traction force can be changed using the steering actuators 11, which rotate the housing 1 of the ship propulsion system relative to the hull 7 of the vessel.

Мощность судовой движительной установки, выполненной по прототипу, ограничена прочностью элементов единственной механической трансмиссии, которая передает механическую мощность от каждого из двух приводных электродвигателей на соответствующий выходной вал с гребным винтом. В предлагаемой судовой движительной установке механическая мощность от каждого из двух приводных электродвигателей на соответствующий выходной вал с гребным винтом передается одновременно по двум аналогичным трансмиссиям. Следовательно, это позволяет передать от каждого из двух приводных электродвигателей на соответствующий выходной вал с гребным винтом в два раза бόльшую мощность, чем в прототипе, и увеличить в два раза предельную мощность судовой движительной установки. Предлагаемая судовая движительная установка является также более надежной, чем прототип, так как при одинаковой мощности с прототипом, механическая нагрузка на элементы двух параллельно работающих трансмиссий в предлагаемой судовой движительной установке, в два раза меньше, чем на элементы единственной механической трансмиссии в прототипе, вследствие чего вероятность поломки элементов механических трансмиссий в предлагаемой судовой движительной установке ниже, чем в прототипе.The power of a ship's propulsion system, made according to the prototype, is limited by the strength of the elements of a single mechanical transmission, which transmits mechanical power from each of the two drive electric motors to the corresponding output shaft with a propeller. In the proposed ship propulsion system, mechanical power from each of the two drive electric motors to the corresponding output shaft with a propeller is transmitted simultaneously through two similar transmissions. Consequently, this makes it possible to transfer from each of the two drive electric motors to the corresponding output shaft with a propeller twice as much power as in the prototype, and to double the maximum power of the ship's propulsion system. The proposed ship propulsion system is also more reliable than the prototype, since with the same power as the prototype, the mechanical load on the elements of two parallel operating transmissions in the proposed ship propulsion system is two times less than on the elements of the only mechanical transmission in the prototype, as a result of which the probability of failure of mechanical transmission elements in the proposed ship propulsion system is lower than in the prototype.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволит создать судовую движительную установку, имеющую более высокую мощность и надежность, чем прототип.Thus, the proposed utility model will make it possible to create a ship propulsion system that has higher power and reliability than the prototype.

Выходные валы 24a и 24b предлагаемой судовой движительной установки могут быть выведены из гондолы 5 с разных сторон, как показано на фиг. 1. В этом случае гребные винты 25a и 25b располагаются вдоль оси вращения винтов на расстоянии нескольких метров друг от друга. Но для лучшего использования задним по ходу движения судна гребным винтом кинетической энергии потока воды, закрученного передним винтом, и получения дополнительной силы тяги гребные винты целесообразно расположить ближе друг к другу. На фиг. 2 показана предлагаемая судовая движительная установка, в которой выходные валы 24a и 24b выведены с одной стороны гондолы и гребные винты 25a и 25b расположены на минимальном осевом расстоянии. Выходной вал 24a на фиг. 2 выполнен полым в виде втулки. Во внутренней полости выходного вала 24a соосно с выходным валом 24a проходит второй выходной вал 24b. Выходные валы 24a и 24b выведены с одной и той же стороны гондолы 5, что позволяет расположить гребной винт 25a на выходном валу 24a и гребной винт 25b на выходном валу 24b на минимальном осевом расстоянии. Такое расположение гребных винтов 25a и 25b позволяет при движении судна вперед заднему гребному винту 25b использовать кинетическую энергию потока воды, закрученного передним винтом 25a, для получения дополнительной силы тяги предлагаемой судовой движительной установки.The output shafts 24a and 24b of the proposed ship propulsion system can be removed from the nacelle 5 from different sides, as shown in FIG. 1. In this case, the propellers 25a and 25b are located along the axis of rotation of the propellers at a distance of several meters from each other. But for better use by the rear propeller in the direction of the vessel’s movement of the kinetic energy of the water flow twisted by the front propeller, and to obtain additional traction force, it is advisable to place the propellers closer to each other. In fig. 2 shows a proposed ship propulsion system in which the output shafts 24a and 24b are located on one side of the nacelle and the propellers 25a and 25b are located at a minimum axial distance. Output shaft 24a in FIG. 2 is made hollow in the form of a sleeve. In the inner cavity of the output shaft 24a, a second output shaft 24b extends coaxially with the output shaft 24a. The output shafts 24a and 24b are located on the same side of the nacelle 5, which allows the propeller 25a to be positioned on the output shaft 24a and the propeller 25b to the output shaft 24b at a minimum axial distance. This arrangement of the propellers 25a and 25b allows, when the ship moves forward, the rear propeller 25b to use the kinetic energy of the water flow twisted by the front propeller 25a to obtain additional thrust force of the proposed ship propulsion system.

Claims (1)

Судовая движительная установка, содержащая корпус, состоящий из верхнего цилиндрического отсека, средней цилиндрической части, руля и гондолы, установленное в нижней части верхнего цилиндрического отсека зубчатое колесо, в зацепление с которым входят зубчатые колеса рулевых приводов, приводные электродвигатели, размещенные внутри верхнего цилиндрического отсека и соединенные с источниками питания, находящимися вне корпуса судовой движительной установки, кабелями через блок контактных колец, и на валу приводных электродвигателей закреплены конические зубчатые колеса, входящие в зацепление с коническими зубчатыми колесами, установленными на верхних концах вертикальных валов, проходящих из верхнего цилиндрического отсека через среднюю цилиндрическую часть и руль в гондолу, конические зубчатые колеса, закрепленные на нижних концах вертикальных валов, каждое из которых входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на одном из двух выходных валов, причем концы двух выходных валов через уплотнения выведены из гондолы, и на концах выходных валов закреплены гребные винты, выполнена с закреплением на валу каждого из приводных электродвигателей двух конических зубчатых колес, каждое из которых входит в зацепление с коническим зубчатым колесом, установленным на верхнем конце одного из двух вертикальных валов, при этом общее число вертикальных валов равно четырем, и на нижнем конце этих двух вертикальных валов закреплено по одному коническому зубчатому колесу, каждое из которых входит в зацепление с одним из двух конических зубчатых колес, установленных на одном из двух выходных валов с закрепленным на этом выходном валу гребным винтом.A ship propulsion system comprising a housing consisting of an upper cylindrical compartment, a middle cylindrical part, a rudder and a nacelle, a gear mounted in the lower part of the upper cylindrical compartment, which engages the steering drive gears, drive electric motors located inside the upper cylindrical compartment and connected to power sources located outside the body of the ship's propulsion system, by cables through a block of slip rings, and on the shaft of the drive electric motors are fixed bevel gears that mesh with bevel gears installed at the upper ends of the vertical shafts passing from the upper cylindrical compartment through the middle cylindrical part and steering wheel into the nacelle, bevel gears mounted on the lower ends of the vertical shafts, each of which engages with a bevel gear mounted on one of the two output shafts, and the ends of the two output shafts are brought out of the nacelle through seals, and on propellers are fixed at the ends of the output shafts, made with two bevel gears mounted on the shaft of each of the drive electric motors, each of which engages with a bevel gear installed at the upper end of one of the two vertical shafts, with the total number of vertical shafts being four , and at the lower end of these two vertical shafts there is fixed one bevel gear, each of which engages with one of two bevel gears mounted on one of the two output shafts with a propeller fixed on this output shaft.