Чи є прості способи вимірювання кроку гребного гвинта, зрозумілі любителям, які не мають технічної освіти?
Питання сформульовано не зовсім точно. Проблема полягає не в складності методів вимірювання кроку гребного гвинта, а у відсутності у любителів водно-моторного спорту необхідного для цього обладнання та інструментів. Спробуємо коротко розповісти про можливості вимірювання кроку гвинта за допомогою найпростіших підручних пристосувань.
Нагадаємо, що конструктивним або геометричним кроком гребного гвинта називається відстань, яке гвинт пройшов би за одні повний оборот при русі без ковзання.
Крок кожного радіального перетину лопаті Hi може бути виражений загальною формулою
Інформація про зображення
Мал. 1. Кроковий трикутник перетину лопаті на радіусі Ri
де Ri - радіус перерізу лопаті, vi - кроковий кут.
Наочне уявлення про крок розгорнутого на площину перетину лопаті Hi дає кроковий трикутник, підставою якого є дуга окружності 360 °, що має довжину 2πRi (рис. 1). Щоб отримати крок гребного гвинта, необхідно якомога ретельніше заміряти радіуси і крокові кути для декількох перерізів кожної лопаті гвинта і після розрахунків по формулі (1) знайти середнє арифметичне значення. Однак через складність конфігурації гвинта зробити це досить важко - потрібні спеціальні прилади, так звані крокоміри. Спростити вимір кроку гребного гвинта можна лише за рахунок деякого зниження точності.
Інформація про зображення
Мал. 2. Схема вимірювання кроку перетину лопаті
Рекомендуємо два найбільш простих способи вимірювання геометричного кроку гвинта.
1. З крокової трикутника, представленого на рис. 1, видно, що для визначення кроку в даному перетині лопаті досить виміряти висоту підйому гвинтової лінії на будь-якій ділянці кола і потім по ній обчислити повний крок. Для цього на щільному папері, картоні або фанері будують сектор з кутом при вершині α °. З вершини сектора на 4-5 радіусах проводять частини кіл до перетину їх в точках типі променями сектора.
Поєднавши вершину сектора з віссю гвинта, встановленого горизонтально нагнітаючої (кормової) поверхнею вниз, за допомогою схилів вимірюють отстояния точок m і n від відповідних точок m 'і n' на нагнітаючої поверхні лопаті (рис. 2) і знаходять різницю цих отстояния
Крок кожного перетину лопаті можна обчислити за формулою
Якщо кут при вершині сектора прийняти рівним 36 °, формула (3) ще більше спроститься і набуде вигляду
Щоб підвищити точність виміру кроку, кут при вершині сектора доцільно приймати якомога більшою - 45 ° або навіть 60 ° (якщо, звичайно, дозволяють ширини перетинів лопати гвинта). У цих випадках крок перетинів лопати становитиме
При цьому промені сектора повинні проходити на деякій відстані від країв лопаті.
Вимірювання і розрахунок кроку по одній з формул (3) - (6) слід провести для всіх лопатей і знайти середнє арифметичне значення кроку кожного перетину. У гребних гвинтів постійного кроку значення Hi на всіх перетинах повинні бути приблизно однаковими. У гвинтів з радіально змінним кроком виміряний крок повинен плавно змінюватися уздовж радіуса.
В. В. Полканов ( «КЯ» №66) пропонує сектор не викреслювати на чому-небудь, а виготовляти з товстої фанери і притискати до маточини. В цьому випадку отстояния точок лопаті від сектора можна вимірювати глибиноміром штангенциркуля або сталевою лінійкою, що переміщається в спеціальному пересувному затиску.
Інформація про зображення
Мал. 3. Схема установки гнучкого трикутника на перетин лопаті гребного гвинта
2. Інший спосіб вимірювання кроку гребного гвинта також заснований на загальній формулі (1). Б. Г. Григор'єв запропонував вимірювати кути нахилу перетинів лопати, а тільки радіус одного перетину Rx. розташованого під кроковим кутом v = 45 ° (див. журн. «Суднобудування», 1959, № 8). При горизонтальному положенні гребного гвинта це перетин легко знайти за допомогою гнучкого пластмасового трикутника з кутами при гіпотенузі 45 °. Вигнутий по колу радіуса Rx трикутник потрібно накласти гипотенузой на нагнітаючу поверхню лопаті таким чином, щоб верхній катет а - b став горизонтальним. Поблизу шуканого радіуса Rx за допомогою рейки і схилу (якщо немає досконалішого розмічального пристосування) на лопаті слід пробити одну-дві гвинтові лінії (рис. 3). Це допоможе більш правильно зігнути трикутник і більш точно визначити місце розташування перетину лопаті, що має кут нахилу 45 °.
Оскільки для знайденого перетину tg v = tg 45 ° = 1,0, формула (1) після підстановки відомих значень π і v прийме зовсім простий вигляд:
Вимірявши зазначеним чином величини радіуса Rx на всіх лопатях гвинта, за формулою (7) знаходять крок кожної лопаті, а потім і крок за все гвинта.
Аналогічним чином можна виміряти крок ще на двох радіусах, лопатеві перетину яких мають крокові кути 60 ° і 30 °. Щоб знайти радіуси цих перетинів, використовують трикутник з кутами при гіпотенузі 60 ° і 30 °, а крок гвинта визначають за формулами
За допомогою цього механізму можна отримати більш-менш достовірні результати лише стосовно гребним гвинтів постійного кроку.
Залишається тільки додати, що крім кроку, у готового гвинта необхідно перевіряти і інші елементи, що впливають на його роботу - діаметр, ширини і товщини перетинів лопатей, взаємне розташування осьових ліній лопатей по колу і уздовж осі, балансування і т. Д. Повний перелік перевірених параметрів гребного гвинта, а також порядок і методи перевірки наведені в ГОСТ 8054-72 «Гвинти гребні металеві».