Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3346
.pdf
Этот металл может быть изготовлен из стали с высокими механическими характеристиками, но по причинам,
которые стали ясны в ходе предпринятых до настоящего времени попыток изготовления металлических
гребных винтов, предпочтительнее использовать ковкие сплавы с низкой плотностью, такие как, среди
прочего, алюминиевые сплавы с высоким содержанием алюминия или магниевые сплавы с высоким
содержанием магния.
Металлические гребные винты, полученные в процессе, являющемся предметом данного изобретения,
обладают следующими важными преимуществами:
1.
Начальные участки лопастей, соединяющие их со ступицей, в процессе их формовки не подвергаются
никакому кручению относительно ступицы, способному вызвать растрескивание крайних волокон.
Это скручивание тем более опасно, чем толще скрученное поперечное сечение.
Все металлические волокна расположены в одном и том же продольном сечении лопасти параллельно и в
направлении длины винта; эти волокна работают в направлении вращения, тем самым увеличивая
коэффициент устойчивости к цефибробежной силе и изгибу.
В начальной части лопасти, соединяющей её со ступицей, это преимущество является значительным.
2. Активные или движущие поверхности могут использоваться вплоть до ступицы, а лопасть может быть
задействована на расстоянии приблизительно 6 сантиметров от оси вращения, то есть с выигрышем
примерно в 20-25 сантиметров на каждую лопасть на известных на сегодняшний день металлических
пропеллерах для воздушных судов. Общая эффективность гребного винта увеличивается в значительной
степени.
3.
Любая механическая обработка, за исключением полировки лопастей и расточки ступицы, исключается и
заменяется ковкой.
4.
Формирование лопаток значительно упрощается благодаря тому, что начальная часть лопатки соединяет ее
со ступицей и получается на первом этапе процесса.
5.
В процессе обжима ступица питается металлом, который пытается вытечь из-за сужения сечения,
образующего начальную часть лопастей.
В результате, помимо очень высоких механических характеристик, которые достигаются благодаря обработке
металла, высота ступицы увеличивается в процессе производства.
Таким образом, деформация или перекос металла позволяет уменьшить поперечное сечение исходной
заготовки при той же высоте ступицы.
Прилагаемая схематическая диаграмма иллюстрирует, в качестве примера, формы, которые
последовательно принимала исходная заготовка в процессе производства, а также показывает некоторые
характерные особенности полученных новых изделий.
На рисунках с 1 по 6 показан первый вариант исполнения пропеллера.
На рис. 1 представлен вид заготовки в полуплоскости, полученной после первого этапа процесса.
На рис. 2 представлен поперечный разрез, выполненный по линии А-А на рис. 1.
На рис. 3 представлен вид, аналогичный рис. 1, с конструктивной модификацией.
На рис. 4 представлен поперечный разрез, выполненный по линии B-B на рис. 3.
На рис. 5 представлен вид сбоку, соответствующий рис. 3, причем частичный разрез выполнен для
демонстрации центральных полостей ступицы.
:35 На рис. 6 представлен вид готового пропеллера в разрезе.
На рис. 7 представлен вид, аналогичный рис. 4, но с модификацией исполнения.
На рисунках 8 и 9 показаны подробности модификаций выполнения.
Как указано выше, гребной винт изготовлен из заготовки из ковкого металла, имеющей подходящую форму и
размеры для изготовления данного гребного винта, и предпочтительно, без значительных отходов материала.
В ходе первой операции заготовка обжимается в горячем состоянии с помощью любого подходящего набора
инструментов, так что ее центральная часть при выходе из матрицы представляет собой ступицу, внешняя
форма которой является окончательной и снабжена полостями.
Начальные участки лопастей, соединяющие их с указанной ступицей, также имеют свою окончательную
форму.
Центральные отверстия t, которые могут быть коническими или иметь любую другую подходящую форму,
предназначены, помимо возможности центрирования элемента, для обеспечения подъема металла в зонах tl.
Таким образом, они позволяют при заданной высоте ступицы начинать изготовление заготовки меньшего
поперечного сечения и, следовательно, сократить объем работ по ковке лопастей.
Форма ступицы может незначительно отличаться, при этом сохраняя следующие основные характеристики.
В плоскости, проходящей через ось вращения винта, ступица снабжена конической поверхностью f.
Если X-X — плоскость соединения матрицы, то конические поверхности f и f' не обязательно равны (случай
лопастей, смещенных относительно средней плоскости ступицы, рис. 8).
Начальная соединительная часть лопасти имеет наклон i, соответствующий шагу в рассматриваемом
поперечном сечении (рис. 2 и 4). Высота 80 hi ступицы превышает толщину e лопасти вблизи ее соединения с
указанной ступицей; эта высота h предпочтительно превышает выступ ia.
лопасти вблизи ступицы, 85°, в плоскости, параллельной оси вращения винта (рис.
7)
.
В случае рис. 2 и 4 начальная часть лопаток имеет прямоугольное поперечное сечение со скругленными
краями, но очевидно, что для повышения жесткости ступицы или в целях снижения сопротивления напору
можно получить Т-образное, U-образное или подобное сечение путем штамповки, как показано на рис. 8 и 9.
Вторая операция 95 процесса изготовления заключается в придании лопастям нужной формы. Эта обработка
заключается в обжиме лезвий, их механической ковке или ковке. Следует отметить, что поперечные сечения
винта от ступицы до конца лопасти могут изменяться в соответствии с любым желаемым законом, и что
изобретение касается применения только что описанного процесса к изготовлению винтов, лопасти которых
могут иметь любой из профилей, расчеты и опыт применения которых показали преимущества с точки зрения
эффективности. 11i Ось симметрии лопастей, если она допускает ось симметрии, может проходить через
центр ступицы, как показано на фиг. 2 и 4, или может быть смещена относительно этого центра, как показано
на фиг. 7.
Хотя на чертежах для большей наглядности показан двухлопастный пропеллер, очевидно, что этот процесс
можно без изменений применять при изготовлении авиационных пропеллеров с более чем двумя лопастями.
В этом случае.
Начинать следует с заготовки, уже подготовленной путем ковки или литья и имеющей, в частности, в случае
четырехлопастного винта с углом наклона 125 градусов, крестообразное сечение.
Обжим ступицы и начальных участков лопастей будет производиться в одинаковых условиях. То же самое
будет справедливо и для лопастей. 130 а) начиная с цельной металлической заготовки, центральная часть
этой заготовки подвергается ковке в горячем состоянии для получения за одну операцию ступицы и
прилегающих исходных частей каждой из лопастей; б) торцевая часть каждой лопасти формуется в горячем
состоянии либо путем ковки, либо путем прессования или ковки; в) полировка и шлифовка активных
поверхностей обычными методами.
2. Все металлические пропеллеры для самолетов и аналогичных летательных аппаратов, поставляемые по
запросу.
Соседние файлы в папке патенты