Приобретая тот или иной гребной винт , на котором не обозначены его параметры или отсутствует паспорт, вы, в силу изложенных причин, непременно подвергаете свой мотор риску. Поэтому, прежде чем ставить неизвестный винт на лодку, необходимо, как минимум измерить его шаг. Напомним, что геометрическим шагом грибного винта называется то расстояние, которое прошел бы винт за один оборот в осевом направлении без скольжения. Это расстояние легко себе представить, если допустить, что вода стала твердой или провести аналогию с шурупом, ввертываемым в древесину.
Шаг каждого радиального сечения лопасти Н i можно выразить общей формулой
H i = 2πR i tgv i (1)
где R i -радиус сечения лопасти, v i — шаговый угол.
Наглядное представление о шаге развернутого на плоскость сечения лопасти Н дает шаговый треугольник, основанием которого является дуга окружности 360°, имеющая длину 2πR i ( рис. 43 ).
Рис. 43 . Шаговый треугольник сечения лопасти на радиусе R i .
Чтобы получить шаг гребного винта , необходимо как можно тщательнее замерить радиусы и шаговые углы для нескольких сечений каждой лопасти винта и после расчетов по формуле (1) найти среднее арифметическое значение. Однако из-за сложности конфигурации винта сделать это довольно трудно — нужны специальные приборы, так называемые шагомеры. Упростить измерение можно лишь за счет некоторого снижения точности. Известны несколько относительно простых методов измерения геометрического шага винта.
СКОРОСТЬ ЛОДКИ ШАГ ВИНТА МОТОРА ПРОСТОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ НА ОСНОВЕ ВЕЛОСИПЕДА
1 метод определения шага гребного винта
Из шагового треугольника, показанного на рис. 43 , видно, что для определения шага в данном сечении лопасти достаточно измерить высоту подъема винтовой линии на любом участке окружности и затем по ней вычислить полный шаг. Для этого на плотной бумаге, картоне или фанере строят сектор с углом при вершине α° ( рис. 44 ).
Рис. 44 . Схема измерения шага сечения лопасти: 1 — картон или фанера; 2 — сектор.
Из вершины сектора на 4-5 радиусах проводят части окружностей до пересечения их в точках m и n с лучами сектора. Совместив вершину сектора с осью винта, установленного горизонтально нагнетающей (кормовой) поверхностью вниз, при помощи отвесов измеряют отстояния точек m и n от соответствующих точек m’ и n’ на нагнетающей поверхности лопасти и находят разность этих отстояний
h i = h 1 — h 2 . (2)
Шаг каждого сечения лопасти можно вычислить по формуле
Н i = h i 360º / αº. (3)
Если угол при вершине сектора принять равным 36°, формула (3) еще более упростится и примет вид
Чтобы повысить точность замера шага, угол при вершине сектора целесообразно принимать возможно большим — 45° или даже 60° (если, конечно, позволяют ширины сечений лопасти винта). В этих случаях шаг сечений лопасти будет составлять
Н i = h i 360° / 45° = 8 h i (5)
или
Н i = h i 360° / 60° = 6 h i (6)
При этом лучи сектора должны проходить на некотором расстоянии от краев лопасти. Измерения и расчет шага по одной из формул (3)-(6) следует произвести для всех лопастей и найти среднее арифметическое значение шага каждого сечения. У гребных винтов постоянного шага значения Нi на всех сечениях должны быть примерно одинаковыми. У винтов с радиально переменным шагом измеренный шаг должен плавно изменяться вдоль радиуса.
Что за цифры на винте
2 метод определения шага гребного винта
Этот метод также основан на общей формуле (1). Здесь (согласно предложению Б. Григорьева) измеряются не углы наклона сечений лопасти, а только радиус одного сечения Rx, расположенного под шаговым углом ν = 45°. При горизонтальном положении гребного винта это сечение легко найти при помощи гибкого пластикового треугольника с углами при гипотенузе 45°. Изогнутый по окружности радиуса Rx треугольник нужно наложить гипотенузой на нагнетающую поверхность лопасти таким образом, чтобы верхний катет а — b стал горизонтальным. Вблизи искомого радиуса Rx при помощи рейки и отвеса (если нет более совершенного разметочного приспособления) на лопасти следует пробить одну-две винтовые линии ( рис. 45 ).
Рис. 45 . Схема установки гибкого треугольника на сечение лопасти гребного винта.
Это поможет более правильно изогнуть треугольник и более точно определить местоположение сечения лопасти, имеющего угол наклона 45°. Поскольку для найденного сечения tgν = tg45° = 1,0, формула (1) после подстановки известных значений π и ν примет совсем простой вид:
H45 = 2Rx tgν = 6,28Rx. (7)
Измерив указанным образом величины радиуса Rx на всех лопастях винта, по формуле (7) находят шаг каждой лопасти, а затем и шаг всего винта. Аналогичным образом можно измерить шаг еще на двух радиусах, лопастные сечения которых имеют шаговые углы 60° и 30°, а шаг винта определяют по формулам:
Н60 = 6,28 Rx tg60° = 10,88 Rx; (8)
Н30 = 6,28 Rx tg30° = 3,63 Rx; (9)
При помощи данного приспособления можно получить более или менее достоверные результаты лишь применительно к гребным винтам постоянного шага.
Простейший измеритель шага гребного винта
Метод, предложенный В. Полкановым состоит в том, что из толстой фанеры вырезают сектор с углом между сторонами 36° ( рис. 46 ). Отверстие в вершине сектора вырезается примерно на 2 мм больше диаметра отверстия в ступице. Если шаг замеряется на установленном на гребной вал винте, отверстие нужно сделать несколько больше гайки гребного винта или нарезной части вала. На секторе наносятся части окружностей «а» и «б» на 3-4 радиусах. Для определения шага сектор плотно прижимается к ступице, так, чтобы центр отверстия ступицы совпадал с вершиной угла сектора.
Источник: www.katera-lodki.ru
Как замерить диаметр и шаг винта
Обращается к вам постоянный подписчик «КиЯ» В. Н Чернов (г. Апатиты) с просьбой ответить на два интересующих меня вопроса: как определить диаметр гребного винта? что такое шаг винта и как его измерить?
Диаметр гребного винта D это наибольший диаметр диска, ометаемого концами лопастей винта при его вращении.
Чтобы его измерить, нужно в отверстие в ступице для вала вставить цилиндрическую деревянную пробку, найти на торце пробки ее центр, и наколов шилом, вставить в углубление обломок иголки либо иголку от чертежного циркуля так, чтобы ее острие выступало над торцом на 1—1,5 мм. Затем нужно положить лист плотной бумаги на ровную поверхность стола и поставить сверху винт, проколов бумаг) центровой иголкой.
Информация об изображении
Так выглядит винтовая поверхность, образуемая линейкой, и шаговый угольник
Взяв разметочный металлический угольник (можно воспользоваться и обычным чертежным треугольником), переносят проекции нескольких самых крайних точек с края лопасти на бумагу, помечая их положение карандашом. Затем снимают винт и находят наиболее удаленную от центра из помеченных точек (это можно сделать при помощи циркуля). Удвоив этот размер, получают диаметр гребного винта.
Если измеряется бывший в эксплуатации винт, то эту процедуру рекомендуется проделать для всех лопастей, так как возможна разность радиусов различных лопастей вследствие износа или повреждения тонких кромок.
Теперь о шаге. Глядя на гребной винт, вы легко можете обнаружить, что лопасти представляют собой не просто лопатки с плоской нагнетательной стороной, а они изогнуты по сложной винтовой поверхности. Такую поверхность можно получить, если, например, вращать горизонтальную линейку вокруг вертикальной оси и одновременно перемещать ее с постоянной скоростью вверх. В результате такого движения каждая точка линейки образует винтовую линию, а совокупность этих линий дает винтовую поверхность. Конец линейки опишет на цилиндрической поверхности с радиусом R направляющую винтовой поверхности.
Если развернуть цилиндр на плоскость, то направляющая предстанет в виде наклонной прямой. Расстояние АВ, очевидно, представляет собой путь, который прошел конец линейки за один полный оборот. Эта величина и является геометрическим шагом винтовой поверхности Н, а угол v называется шаговым углом.
На практике при изготовлении и проверке гребных винтов применяют шаговые угольники.
Информация об изображении
Схема замера шага гребного винта
Очевидно, если вращать линейку с постоянной частотой вращения и перемещать ее с постоянной поступательной скоростью, то величина шага на каждом радиусе будет одинаковой — каждая точка линейки поднимется за один оборот вокруг оси на одну и ту же величину. А вот шаговый угол для каждого радиуса будет разный: чем ближе к оси, тем больше этот угол. Это легко установить, сравнив угол наклона лопасти к столу у ступицы и у внешнего края лопасти.
Для замера шага винта можно воспользоваться той же пробкой с иголкой и угольником. Наколов острием иголки центр на бумаге, из неге описывают циркулем дугу радиусом 0,6R — наибольшего радиуса винта. Установив винт снова иголкой в центр, к обеим кромкам лопастей приставляют чертежный угольник таким образом, чтобы его ребро с делениями стояло на прочерченной дуге и прикасалось к кромке лопасти. На дуге в месте пересечения ее с ребром угольника отмечают точку, одновременно замеряют высоту от поверхности стола до входящей и выходящей кромок лопасти. Вновь сняв винт, соединяют прямыми линиями полученные точки на дуге и транспортиром измеряют центральный угол α. Искомый шаг определяется расчетом по формуле:
Рекомендуется сделать такие замеры для всех лопастей, так как лопасти могут быть деформированными либо неправильно изготовленными. Следует еще учесть, что, кроме винтов постоянного шага, получивших наибольшее распространение, существуют специальные гребные винты, у которых шаг изменяется в зависимости от радиуса (радиально-переменный шаг) или вдоль оси (аксиально-переменный шаг), а также со сложной винтовой поверхностью аксиально-радиально-переменного шага.
Источник: www.barque.ru
Подбор винта для лодочного мотора
Покупка лодочного мотора – это далеко не все. Если вы хотите, чтобы мотор работал с максимальной эффективностью – необходимо правильно выбрать гребной винт для лодочного мотора, так как для различных целей могут использоваться различные винты, хотя при этом на судне будет установлен один и тот же мотор. Чтобы научиться разбираться в винтах, сначала необходимо научиться терминологии.
Технические характеристики винтов
В классификации моторных винтов используется несколько показателей, но основными являются три: диаметр винта, шаг и количество лопастей.
- Диаметр винта. Тут все просто – эта величина обозначает длину окружности, которую описывают лопасти винта в рабочем состоянии. У четырехлопастных винтов этот показатель измеряется как расстояние от конца одной лопасти до конца противоположной. У трехлопасного необходимо измерить длину одной лопасти от конца до центра втулки и помножить эту величину на два.
- Шаг винта – величина, которая показывает, насколько винт продвинется при одном обороте. Этот показатель всегда идет вторым в маркировке. Нужно принимать во внимание, что в маркировке указывается теоретический шаг, без учет слипа или проскальзывания. Но так как вода частично стекает с лопастей, реальный шаг будет немного отличаться от паспортного.
- Количество лопастей у лодочных винтов обычно три, реже четыре. Трехлопастный винт обычно устанавливается на суда длиной до 6 метров, а четырехлопастный – на суда длиной более 6 метров. Двухлопастные винты встречаются редко, в основном на малосильных моторах. При этом трехлопастные больше подходят для скоростного режима, а вот четырехлопастные считаются «грузовыми» и эффективнее проявляются себя на крейсерской скорости, при этом их работа «ровнее», чем у трехлопастных аналогов из-за равного количества лопастей и большего дискового отношения.
Маркировка винтов выглядит следующим образом: 4×9.1/3x9R. Это расшифровывается следующим образом: четырехлопастный винт, диаметр 9.1/3, шаг 9 с правым вращением.
Диаметр и шаг винта оказывают решающее влияние на поведение судна. При большом шаге винт получается «скоростнее», так как за один оборот лодка проходит большее расстояние. В то же время чем больше диаметр, тем больше «тяговитость» у мотора и он может толкать груженую лодку. Поэтому если необходимо улучшить скоростные качества, то увеличивайте шаг винта, а если необходимо сделать его тяговым – увеличивайте диаметр. Но при этом нужно учитывать и примерную мощность мотора, на который рассчитан винт – поставив к примеру винт 3×11,3/4x10R на мотор мощностью 5 л.с., Вы не получите должно эффекта, так как такой винт рассчитан на более мощные моторы от 30 до 60 л.с.
Пластик, алюминий или сталь – что выбрать?
Еще один важный критерий выбора – это материал, из которого изготавливается винт. На сегодняшний день используются три основных материала: композитный материал (пластик, углепластик и т.д), алюминий и сталь.
- Пластик – это самый дешевый материал, но при этом не значит, что он самый плохой. Пластиковый гребной винт на 30-50% прочнее алюминиевого, совершенно не поддается коррозии и самое главное – он пластичен. При ударе о дно, пластиковый винт в 75% случаев «сыграет» и распрямиться после удара, приняв на себя большую часть ударной нагрузки и защитив редуктор от удара. Но для высокой скорости такие винты не подходят – под действием кавитации они будут деформироваться, в результате чего скорость снизится. Поэтому их устанавливают в 95% случаев на малосильные моторы – до 3 л.с.
- Алюминий – точнее алюминиевый сплав – материал, устойчивый к коррозии. Отлично подходят для поддержания крейсерской скорости. Могут быть использованы на мелководье – рабочая кромка затачивается и тогда лопасти не путаются в водорослях. Но так как алюминий сравнительно мягкий и плохо сопротивляется растягивающим напряжениям, лопасти делаются для этого достаточно толстыми. При этом удар по такому винту нанесет ему серьезные повреждения и может деформировать его без возможности ремонта. Более того, при сильном ударе алюминиевый гребной винт может передать ударную энергию на редуктор, что может привести к его разрушению.
- Нержавеющая сталь – самый лучший материал. Во-первых, прочность стали намного выше, чем у алюминия и пластика, поэтому лопасти стального гребного винта тоньше и не меняют геометрию со временем. Во-вторых, он менее подвержен кавитации. В-третьих, он менее подвержен износу и поломке. Ну и самое главное – КПД стального винта – за счет меньшей толщины на 12-15% выше, чем у алюминиевого. Если на винт будет установлена съемная втулка из пластика или алюминия, то даже при сильном ударе большая часть энергии уйдет на то, чтобы деформировать сам винт, а остальная не передастся редуктору, а пойдет на деформацию втулки. Так что уверенность в том, что при ударе стального винта о камень редуктор разнесет в клочья – это миф прошлых лет, когда на стальные винты ставили несъемные втулки.
Исходя из вышесказанного, стальной винт – это оптимальный вариант, даже несмотря на то, что он дороже, чем аналогичные изделия. По статистке, около 70% гребных винтов изготовлены именно из нержавеющей стали.
Выбираем гребной винт
Так как же выбрать хороший гребной винт? Очень просто:
- Вам нужен винт для тихой спокойной рыбалки с малосильным мотором? Выбирайте винт из алюминия или пластика. Количество лопастей роли не сыграет.
- Четырехлопастный алюминиевый винт – универсальный и дешевый вариант для дальних заплывов на небольшом судне и позволит сэкономить топливо на крейсерской скорости.
- Винт из полированной нержавеющей стали – самый лучший вариант, особенно если вам нужна долговечность и надежность. При этом для тяжелого судна длиной более 6 метров лучше выбрать четырехлопастный вариант, а вот для скорости подойдут три лопасти.
Источник: motorov.net