Самоходни модели

Задвижване с механични двигатели

Откъси от книгата "Изграждане на модели на кораби" от О. Курти

Най-широко приложение в корабомоделизма имат електродвигателите. Причините за тяхната популярност са лесен монтаж, тиха работа и лесна промяна на посоката на въртене. Мощността на електродвигателите обаче е ограничена, тъй като те изискват доста тежки източници на енергия. Всъщност електрическите двигатели получават енергия от акумулаторни батерии или сухи батерии, чието тегло, особено при малките модели, е доста забележимо, което усложнява подрязването на кораба. Трябва да се има предвид, че теглото на батериите е пропорционално на енергията, която отделят.

В момента се произвеждат електрически двигатели с всякаква мощност, които могат да се използват за най-различни цели. Най-често срещаните са двигателите с постоянен магнит. Батериите могат да бъдат от традиционен оловен тип със запушен отвор за електролит или нов тип запечатан тип с никел-кадмиеви електроди. За да заредите батерията, трябва да имате токоизправител.

Фиг. 575. Начини на свързване на електродвигатели: и - един електродвигател; b - последователно свързване на два електродвигателя; c - паралелно свързване на два електродвигателя; d - връзка, която ви позволява да промените посоката на въртене на постоянен магнит DC двигател; e - потенциометър за промяна на скоростта на двигателя. 1 - електродвигател; 2 - сухи или оловни батерии; 3 - реле; 4 - превключвател; 5 - клеми; 6 - реверс; 7 - стоп; 8 - движение напред.

Изборът на акумулатор е лесен, ако знаете характеристиките на двигателя и капацитета на акумулатора. Например, ако капацитетътбатерия 7 A * h, тогава от нея можете да получите ток от 0,7 A за десет часа. При двучасово разреждане токът ще бъде 3,5 A. Капацитетът на суха батерия обикновено е пропорционален на теглото й и е приблизително равен на 2-2,5 A * h за всеки 100 g тегло. Капацитетът на мангановите батерии е приблизително два пъти по-голям.Високоскоростните радиоуправляеми модели са оборудвани с батерии с ниско тегло, но с голям капацитет, което позволява цялата налична енергия да се изразходва за няколко минути състезание. Следват някои от спецификациите за двигатели до 20 W, захранвани от батерия или суха батерия. На фиг. 575, a-f показва как двигателите са инсталирани и свързани към източник на енергия. Посоката на въртене може да се промени чрез промяна на полярността на клемите на двигателя (фиг. 575, d). За регулиране на скоростта на радиоуправляеми модели е инсталиран потенциометър (фиг. 575, д).

Двигателят е свързан с витлото или колелата посредством валове, съединители и зъбни колела.

Валове. Междинният или витловият вал е свързан към задвижващия вал на двигателя и се извежда от него под ъгъл спрямо хоризонталната надлъжна ос, в противен случай поради малкото газене на корпуса няма да е възможно да се спусне витлото на достатъчна дълбочина. На мястото, където валът преминава през корпуса, се поставя кърмова тръба, за да се осигури водонепроницаемостта му. В него са фиксирани лагери, чиято цел е да сведат до минимум съпротивлението при въртене на вала. При моделите с един винт кърмовата тръба минава през кила, следователно, за да не се отслаби, две дървени дъски са залепени или завинтени отстрани (фиг. 576). За модели с няколко витла е желателно да залепите малки шперплатови блокове към дъното на корпуса в местата, където преминават кърмовите тръби. Валовете са изработени от високоякостна прътова стомана с диаметър 2,5; 3.0; 4,0 и дори 5,0 мм, инчав зависимост от вида на модела. Валовете за скоростните модели трябва да бъдат внимателно балансирани,

Кърмата е изработена от месингова тръба с подходящ диаметър, като се вземат предвид размерите на лагерите. За да се избегне предаването на вредни вибрации на вала към тялото, кърмовата тръба е укрепена на изхода от тялото със специална скоба, изработена от месингов калай (фиг. 578). Единият край е запоен към кърмовата тръба, а другият е завинтен към корпуса на кораба. Лагери, обикновено плъзгащи лагери, са поставени в краищата на кърмовата тръба. Плъзгащите лагери се правят лесно от бронзови тръби (всъщност това са техните сегменти) (фиг. 577, а). Сачмените лагери са доста трудни за инсталиране и монтиране, но тъй като техният коефициент на триене е по-малък от този на плъзгащите лагери, те се използват широко при високоскоростни модели (фиг. 577, b). Всички въртящи се части трябва да бъдат смажени преди пускане на модела, особено при модели с двигатели с вътрешно горене и високооборотни. Постоянно смазване може да се постигне чрез инсталиране на обикновен гресьор със сферичен кран.

Съединителите се използват за свързване на междинния или карданния вал със задвижващия вал на двигателя. За това се използват съединители от различни видове: твърди, еластични и шарнирни. Най-простите са твърдите съединители, състоящи се от два пръста, монтирани на валове (фиг. 579, а). Еластични съединители се използват, когато осите на валовете не могат да бъдат монтирани в една линия и когато искат да намалят вибрациите на валовете. Ако предаваната мощност е малка, тогава можете да използвате обикновена пружина, запоена към краищата на задвижващия и витловия вал (фиг. 579, b). Ако мощността е голяма, тогава е по-надеждно да поставите междинна шайба, изработена от някакъв вид еластичен материал, гума или кожа. Поставя се между фланците на валовете (фиг. 579, c). Ако валовете трябва да бъдат монтирани под определен илипроменливи ъгли, най-добре е да използвате шарнирно съединение. На фиг. 580 показва шарнира, използван за двигатели с вътрешно горене.

Зъбни колела - скоростни кутии - са предназначени за свързване на два или повече карданни вала към вала на двигателя. Обикновено за това се използват конусни или цилиндрични зъбни колела (фиг. 581). На фиг. 582 показва най-простата трансмисия с конусни зъбни колела, използвани за работа с гребни колела. Хамали. Най-често използваното витло е витлото. Състои се от главина, върху която има две (или повече) лопатки, които са или запоени към главината, или формовани заедно с нея. С увеличаване на броя на лопатките ефективността на витлото намалява. Винтове с две лопатки се монтират главно на високоскоростни модели, а с три - на обикновени самоходни и радиоуправляеми високоскоростни / При въртене винтът изхвърля обратно потока вода и корабът се движи напред. Винтът трябва да се монтира в мястото на най-голямото потапяне на кърмата, за да се увеличи спирането му. Обикновено задвижването с един винт е по-ефективно от задвижването с два винта. Прави се разлика между дясно и ляво въртящи се витла в зависимост от това дали се въртят надясно или наляво, когато витлото се гледа по посока на движението на плавателния съд. Ако са монтирани два винта, те трябва да се въртят в противоположни посоки. Страната на острието, обърната встрани от съда, се нарича страна на инжектиране, а страната, обърната към съда, се нарича страна на засмукване. Острието на най-простата форма е част от спираловидната повърхност. Аксиалното движение на острието при един оборот на винта, ако се върти в твърдо тяло, се нарича геометрична стъпка на винта. Стъпката на винта е постоянна стойност за всяка точка от повърхността му. Напречното сечение на остриетата е крилообразно и много тънко. От страната на засмукване на острието по време на бързо въртеневитло, поради увеличаване на скоростта на настъпващия воден поток, възниква разреждане и водата кипи.

Такова кипене - образуването на празнини в течността - изпълнени с водни пари, се нарича кавитация. Той причинява шум, вибрации и ерозия на лопатките на витлото и намалява мощността, използвана от витлото. Затова се опитват да изберат такава скорост на въртене на винта, при която няма скорости, водещи до появата на кавитация. При много високи скорости кавитацията не може да бъде избегната; при по-малки стойности това явление намалява с увеличаване на повърхността на лопатките и намаляване на тяхното напречно сечение. Чрез заточване на входния профил на острието и заобляне на задния ръб, кавитацията може да бъде намалена. За да се намали ерозията, винтовете трябва да бъдат направени от материали с висока якост. Нека разгледаме как се определят ъглите на завъртане на лопатките на витлото. Докато се отдалечавате от центъра, е необходимо да завъртите перката под голям ъгъл спрямо оста на витлото. Има следния практически подход. Първо задайте стъпката, диаметъра на винта и диаметъра на главината, след което преминете към графичното дефиниране на ъглите. Към хоризонталната линия се прилага разстояние, равно на стъпката на винта, и след възстановяване на перпендикуляра от получената точка върху него се полага разстояние, равно на дължината на кръговете на винта и главината. Свързват началото на правата линия и получените точки и получават ъгъл "а" - завоя на острието при главината и ъгъл "b" - завоя на върха на острието. Маркирайки кръговете, описани от междинните точки на острието върху перпендикуляра, междинните ъгли се намират с достатъчна степен на точност (фиг. 583). Витлата за нормалните модели са изработени от месинг, за високоскоростните - от високоякостна стомана. Главината е изработена от кръгло парче месинг или стомана. Върху него се изрязват жлебове за лопатките, чиито ъгли на наклон спрямо оста на вала са предварително определени. INжлебове поставете остриетата и внимателно ги споете с месинг или сребро. Остриетата са изработени от месингови или стоманени плочи, чиято дебелина се избира, като се вземе предвид моментът на въртене, предаван на винта, след което се обработват с файлове и внимателно се полират. Преди да монтирате лопатките в главината, трябва да изрежете резба, за да я свържете с витловия вал, като резбата на главината трябва да бъде насочена в посока, обратна на посоката на въртене на вала. От външната страна на главината се поставя обтекател от кръгла стомана или месинг и се укрепва с резбован щифт (фиг. 584, а).

За конвенционалните модели се използват витла (с три лопатки) със следните размери:

Изглед на двигателя	Диаметър на винта, mm	Стъпка на винта, mm
парни двигатели	40-50	40-50
ЛЕД	40-50	60-80
Електрически двигатели	20-30	20-30

Не е лесно да промените посоката на въртене на витло, задвижвано от двигател с вътрешно горене. За това. използват се витла с въртящи се лопатки, но производството им е трудно. На фиг. 584, b показва дизайна на този тип винт.

Колелата с гребла се правят лесно. На фиг. 585 показва напречно сечение на съд с гребни колела и показва тяхното разположение.

Рули. При моделите с двигатели перото на кормилото обикновено е изработено от месингова плоча. Кормилото се прекарва (отвън или вътре в корпуса) през месингова тръба. Перото на кормилото е запоено към едната страна на приклада, а румпелът е завинтен или запоен към противоположната страна. При неконтролираните модели румпела се вкарва в жлебовете на специален сектор, за да се поддържа желаното положение на руля (фиг. 586, а). При радиоуправляемите модели в мотофрезата се пробива свредлоняколко отвора за свързване към вала на спомагателния двигател, който управлява волана (фиг. 586, b - d). Моделите могат също така да бъдат оборудвани с кормилна предавка на волана, както е показано на фиг. 496. На модели на военни и търговски кораби, за завъртане на кормилото, те също така основно поставят румпели,

Фигура 576: Усилвания отстрани на кила до отвора на кърмовата тръба.

Трансмисионни (витлови) валове на фигура 577: а - конвенционални с плъзгащи лагери; b - с плъзгащи и търкалящи лагери; c - с търкалящи лагери. 1 - кърмова тръба; 2 - стоманен вал; 3 - плъзгащ лагер (бронзова втулка); 4 - търкалящи се топки; 5 - притискащ пръстен на сачмен лагер; 6 - сачмен лагер; 7 - корпус на сачмен лагер; 8 - уплътнителен пръстен от пълнежен материал; 9 - маслобойник със сферичен кран.

Скоба на карданния вал.

Съединители на фигура 579: а - твърда връзка; b - еластична връзка с пружина; c - еластична връзка с междинна шайба. 1 - задвижващ вал. 2 - предавателен вал. 3 - фланци. 4 - междинна кожена или гумена шайба.

Въртяща се връзка на фигура 580: I - вилица (A=28 mm; B=20 mm; C=20 mm; D=12 mm; E=9 mm; F=13 mm; G - резба за завинтване към задвижващия вал; H=5 mm; I=3 mm; L=5 mm; II - сферичен щифт с щифт (A=29 mm; B=15 mm; C=14 mm; D=10 mm; E=8 mm; F =13 mm; G=13 mm; H - резбата е същата като на трансмисионния вал; I=1,8 mm).

Зъбни колела на фигура 581: а - на два вала с помощта на конусни зъбни колела; б - на два вала с помощта на цилиндрични зъбни колела. Отдясно е трансмисията към гребното колело.

Определяне на ъглите на въртене на острието спрямо оста на винта при производството на винта на фигура 583. 1 - стъпка на винта; 2-обиколка на винта; 3 - обиколка на главината.

Фигура 584. Модел на винтов дизайн: a - с остриета, запоени към главината; б - с въртящи се лопатки. На: 1 - витлов вал; 2 - главина; 3 - обтекател; 4 - жлеб за острието; 5 - острие; 6 - профил на острието; 7 - запълване на останалата част от жлеба със запояване. На b: 1 - витлов вал, който също служи за завъртане на лопатките; 2 - елемент с къдрави канали; 3 - щифтове за завъртане на лопатките; 4 - сачмен лагер; 5 - главина от две половини; 6 - пръстен с резба; 7 - обтекател; 8 - прът за удължаване на карданния вал; 9 - кърмова тръба; 10 - бронзов плъзгащ лагер; 11 - скоба; 12 - лопатки на витлото.

Напречно сечение на кораб с гребни колела.

Фигура 586. Волани: а - фиксирани върху сектора за неуправляем модел с двигател; b - с приклад извън корпуса за безпилотен модел с двигател; c - d - с приклад отвътре и отвън на тялото за радиоуправляем модел.