Типы гребных винтов

Гребной винт — это судовой движитель, состоящий из лопастей, радиально расположенных на цилиндрической или конической ступице на равных угловых расстояниях. При вращении гребного винта лопасти захватывают массу воды и отбрасывают назад, передавая воде заданный момент импульса. Сила реакции отбрасываемой воды передаёт импульс лопастям, а лопасти через ступицу гребному валу, который, в свою очередь, посылает импульс корпусу судна посредством главного упорного подшипника.

Существует два основных типа гребных винтов: винты фиксированного шага — ВФШ или FPP (Fixed Pitch Propeller), и винты регулируемого шага — ВРШ или CPP (Controllable Pitch Propeller).

ВФШ делятся на цельные винты — ступица с лопастями изготовляется совместно, и винты со съемными лопастями, применяемые в на судах, плавающих во льдах.

ВРШ имеют механизмы, поворачивающие лопасти в ступице и изменяющие шаг винта.

Винты фиксированного шага изготовляют цельнолитыми, сварными или штампованными в основном из медных сплавов или сплавов нержавеющей стали, реже из чугуна.

Разновидность ВФШ – винты со съемными лопастями. Шаг винта остается фиксированным, но конструкция предполагает не литье, а крепление лопастей к ступице в одной позиции. Модификация дает возможность замены отдельных лопастей, а не целого устройства, и изготовления прочных винтов с большим диаметром, цельное литье которых затруднительно.

ВФШ состоят из следующих элементов: ступицы, представляющей собой втулку, насаживаемую на конус шейки гребного вала, и лопастей, радиально расположенных на ступице. Нижняя часть лопасти, соединяющая ее со ступицей, называется корнем лопасти; верхняя часть — вершиной или концом; поверхность лопасти, обращенная в сторону корпуса судна называется засасывающей поверхностью, обратная поверхность — нагнетающей. Пересечение этих двух поверхностей образует кромки лопастей.

Движение судов с ВФШ предполагает длительный ход в одном направлении, когда маневренность винта не играет роли.

Конструкция винта с регулируемым шагом (ВРШ) позволяет поворачивать лопасти в ступице во время работы винта на ходу поста управления судна в рубке. При повороте лопастей изменяется шаг винта, следовательно меняется и величина создаваемого упора. В итоге увеличивается или уменьшается скорость хода, меняется направление движения судна, при этом число оборотов, мощность главной машины и направление вращения вала остаются неизменными.

Использование винтов регулируемого шага допускает применение на судах нереверсивных главных машин с упрощенной системой обслуживания, сокращает износ цилиндров, возникающий у реверсивных машин от изменения режима работы и направления вращения, на 30—40%, использовать полную мощность машин и поддерживать высокий КПД винта. Суда с ВРШ гораздо маневренней и быстрее, чем суда в ВФШ.

Механизм изменения шага включает: поворотный механизм лопастей, как правило, находящийся в ступице; сервомотор, создающий поворотное усилие, устройство обратной связи, фиксирующее величину нового шага.

На винтах малого диаметра и маломощных судах используется зубчатый механизм поворота лопастей, на больших судах и высокооборотных винтах применяется кривошипный механизм поворота лопастей. Механизм поворота лопастей устанавливается внутри ступицы гребного винта, и следовательно определяет габариты ступицы и самого винта.

Виды механизмов изменения шага (МИШ): ручной, механический, электромеханический, гидравлический, электрогидравлический.

Чаще остальных используется гидравлический привод управления винтами регулируемого шага. Поворот лопастей происходит за счет воздействия жидкостей с малой вязкостью, а устройство механизма отличается относительной простотой. Ощутимый плюс гидравлики – способность создавать большие рабочие мощности даже на малых и легких движителях.

Однако у ВРШ существует и обратная сторона, - конструкция винта и вала гораздо сложнее в создании и техобслуживании, чем ВФШ. Кроме того, ВРШ сильнее подвержены механическим повреждениям.

Винты фиксированного шага используются, как правило, для равномерной работы на судах с большим водоизмещением, например, морских контейнеровозах, танкерах и лайнерах. Также ВФШ используется на ледоколах, где винту приходится выдерживать столкновения со льдом.

Регулируемый шаг хорошо подходит для ситуаций, когда нужна динамика. ВРШ может обеспечивать передний или задний ход не меняя направления вращения вала. Используется на буксирах, паромах и других судах.

ВРШ даёт ряд преимуществ по сравнению с ВФШ:
1.Нереверсивный режим работы главного двигателя положительно сказывается на ресурсе.
2. Сокращается расход топлива.
3. Быстрая смена направления упора винта сокращает тормозной путь судна.

Объединяет оба типа гребных винтов наличие ступицы и лопастей. Отличие в том, что у ВФШ положение лопастей относительно ступицы во время работы остается неизменным, у ВФШ — меняется.

Впрочем, ВРШ в некотором смысле пережили второе рождение с появлением полноповоротных винторулевых колонок, — в одном вынесенном за корпус судна узле установлен электродвигатель и гребной винт фиксированного шага.

Колонка управляется с капитанского мостика с помощью джойстика. За счёт электропривода колонка вращается на 360 градусов, компенсируя недостаток маневренности гребного винта, и избавляя от потребности в руле. Винторулевые колонки используют на газовозах, круизных лайнерах и транспортных судах.

Если Вы столкнулись с проблемой выбора, ремонта, дефектации винта или элементов ВРК, обратитесь в нашу компанию и мы поможем Вам.

СпецМорСервис оказывает полный комплекс услуг по дефектации и ремонту винто-рулевого комплекса судна. Диагностируем и исправляем нарушения гребных валов и рулей, восстанавливаем и заменяем гребные винты и лопасти.

Дефектация и ремонт ведется на основании сертификатов классификационных сообществ: РМРС, РРР, NKK, RINA, BUREAU VERITAS.