Что такое диаметр винта
Что такое диаметр винта
Основные государственные и международные стандарты, определяющие размеры и прочие параметры винтов: ГОСТ 1491-80, DIN 1207, ISO 1207, EN 1207, ГОСТ 17475-80, DIN 2009, ISO 2009, EN 2009, ГОСТ 11738-84, DIN 4762, ISO 4762, EN 4762, ГОСТ 17473-80, DIN 7380, ISO 4762-77, EN 7380, ГОСТ Р 4017-2013, DIN 564, ISO 4017, EN 564, ГОСТ Р 4762-2012, ГОСТ 1476-93, DIN 427, ISO 7434-83, EN 427, ГОСТ Р 10642-2012, DIN 10642, ISO 10642, EN 10642.
Основные типы винтов, используемых в строительстве, машиностроении, приборостроении:
Основные типы головок винтов: потайная, полупотайная, круглая, выпуклая, плоская, шестигранная, цилиндрическая.
Основные типы шлицев, которыми оснащаются головки винтов: прямые, крестообразные (Phillips или Pozidriv), шестигранные, звездообразные (Torx), Tri-Wing, Torq-set, двенадцатилучевая звезда (Spline), прочие.
Материалом изготовления винтов, как правило, являются углеродистые стали (08, 08кп, 10, 10кп, Ст3, 15, 20, 35), для снабжения метизов антикоррозийным слоем их подвергают хроматированию, оксидированию, фосфатированию, оцинковке или никелированию.
Важно: установочные винты применяются при необходимости зафиксировать взаимное расположение деталей относительно друг друга, для этого метизы на концах имеют различные выступы или углубления для лучшей фиксации деталей.
Согласно ГОСТ 12414-94 установочные винты могут иметь следующие концы: конические, плоские, цилиндрические, засверлённые, ступенчатые.
Стандарт  Существующие международные стандарты |
|---|
Номинальный диаметр резьбы (мм)
Диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или вписанного во впадины внутренней резьбы, а также диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.
Шаг резьбы
Расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы той же винтовой поверхности.
Длина винта (мм)
Длина детали, включая резьбу, но без головки винта.
Предостережение: следует учитывать, что приведенные данные являются официальными значениями существующих нормативных документов. Однако следует учитывать, что информация является справочной и не гарантирует однозначной точности.
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.
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.
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:
Что такое диаметр винта
Не существует универсального лодочного винта, подходящего под все типы корпусов лодок, но есть способ, нахождения что вам нужно. Как правило, правильно подобранный винт позволяет достичь вашему лодочному мотору максимальное количество оборотов при полностью открытой заслонке дросселя, без недобора и превышения их. Например, если ваш подвесной двигатель имеет максимальные обороты 5000-6000 об./мин., вам нужен винт, который попадет в диапазон между 5700 и 6000 об/мин. при средней нагрузки в судне.
Обязательно учитывайте такие переменные, как запас топлива, число пассажиров и вес всего оборудования с учетом якоря, цепи, аккумулятора и так далее.
Как изменяются обороты от шага винта
Правильный подобранный винт позволить вашему двигателю достичь максимальных оборотов заданных производителем мотора. Каждый дюйм шага равен приблизительно 150 +/- 50 об/мин.
Диаметр
Диаметр лодочного винта
Количество лопастей
Кол-во лопастей лодочного винта
Трех-лопастные винты наиболее распространенные и популярные, так как имеют наивысшую скорость и слаженную работу. Четырех-лопастные имеют более быстрое ускорение, лучшую тягу, плавную работу, но меньшую максимальную скорость, по сравнению с 3-х лопастным, также на 4-х лопастном можно достичь экономии топлива в крейсерском режиме.
Площадь межлопастной поверхности
Межлопастная поверхность в гребно лодочном винте
Площадь межлопастной поверхности относится к общей поверхности лопасти винта. Чем больше данной площади, тем лучше упор, ускорение. Но также может создать избыточное сопротивление на двигатель и ограничить его обороты. Недостаточная межлопастная поверхность грозит кавитацией и недостаточной тягой.
Геометрия лопастей
Геометрия лопастей в лодочном винте
Загиб кромки лопасти
Загиб кромки в лодочном винте
Угол увода лопастей
Угол увода лопасти гребного винта
Угол увода лопасти – это угол поворота кромки лопасти относительно основания. Угол увода позволяет изменять ход и подъем вашего катера, а также обеспечивать отличную устойчивость при волнении и при высокой установке мотора. Угол увода выражается в градусах. Высокий угол лучше подходит для скоростного применения, особенно при высокой установке двигателя, где есть риск проскальзывания и кавитации. Помогает поднять нос судна и уменьшить смачиваемую поверхность. Однако, для некоторых легких и быстрых катеров слишком большой увод лопасти может способствовать их меньшей стабильности на воде, в этом случае лучше выбрать гребной винт с меньшим уводом лопасти. Низкий угол вызывает меньшую нагрузку на двигатель. Помогает удержать нос лодки в низу. Является более распространенном и универсальным.
Передаточное число
Передаточное число в лодочно моторе
Вентиляция
Увод воздуха или выхлопных газов в гребном винте
Кавитация
Кавитация в гребном винте
Кавитацию гребного винта обычно рассматривают как явление вскипания воды в потоке, вызванном винтом, при снижении местных давлений до давления насыщенных паров. Давление понижается настолько, что вода, обтекающая лопасть, вскипает, выделяя пузырьки пара. Пузырьки, лопаясь, создают огромное местное давление, отчего поверхность лопастей выкрашивается и повреждается. Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти, несмотря на дальнейшее повышение числа оборотов; гребной винт при этом издает специфический шум, на корпус передается вибрация, лодка движется скачками. Кавитацию часто путают с вентиляцией.
Проскальзывание
«Проскальзывания» в гребно лодочном винте
Быстрый старт
Быстрое старт, когда лодка из «состояния покоя» (стоит на месте или медленно передвигаться) за короткое время резко ускоряется и достигает режима глиссирования с максимальной рассчитанной для лодки скорости.
Это достигается когда винт подобран правильно по отношению к лодке и к мотору и они оба работают вместе.
Как подобрать правильный винт к мотору
Прежде всего, нужно понимать, где лодка будет ходить, в каких активностях участвовать и с какой загрузкой передвигаться. Если нужна скорость и маневренность, то подбираем винт увеличенного шага и меньшего диаметра. Для буксировщиков, когда нужна хорошая тяга, отдаем предпочтение винтам большего диаметра — как колесам с более широкой резиной. Диаметр и шаг — два показателя, которые необходимо сбалансировать, подбирая наиболее оптимальный винт под необходимые вам условия. Кроме того, винты отличаются количеством и формой лопастей, материалом, из которого изготавливаются, диаметром ступицы, разной шлицевой посадкой. Чтобы использовать винт для разных моторов, делают съемную втулку, а вот если вы подбираете несколько винтов под один мотор, то диаметр ступицы и количество шлицов должно совпадать.
Основные показатели нанесены маркировкой на каждый винт. Более подробные значения, например, 3×10–3/8×11 R, поясняют количество лопастей (3), диаметр винта (10 3/8), шаг (11) и правостороннее движение (R). Некоторые производители указывают тип винтов и ступицы. Но главное — определить диаметр и шаг. Если на самом винте заводская маркировка вроде такой — 323-101-14, то полная расшифровка обязательно будет в прилагаемой инструкции.
Материал: нет хороших и плохих, есть подходящий именно вам
При выборе материала нужно взвесить все за и против, понимая, где и как будет эксплуатироваться искомый винт. Как правило, выбор встает между алюминиевым и стальным винтами. Но на рынке также имеют место менее популярные пластиковые, а также производные из различных сплавов и соединений.
Алюминий
Сталь
Поэтому, если вы любите погонять и радеете за скорость, ускорение и эффективность, если ваш маршрут — это знакомый фарватер и хорошая глубина, стальной винт оправдает все надежды. Не боящийся коррозии, он также будет идеален для гуляющих по морю. Если же риск наткнуться на подводную неприятность велик, а показатели скорости в несколько километров в час — всего лишь личные амбиции, алюминиевый винт будет более разумным решением. Все-таки винт — это, хоть и дорогой, но расходник. И всегда, имея на борту запасной вариант с ремкомплектом, несложно самостоятельно заменить внезапно сломавшееся устройство. Это дешевле, проще и быстрее, чем ремонт редуктора. Главное, не забудьте при замене смазать вал и убедиться в наличии сетки.
Размер имеет значение
Количество лопастей
Определившись с материалом, необходимо решить, какое количество лопастей станет для вас наиболее оптимальным. Это напрямую влияет на эффективность и плавность хода. Чем больше лопастей, тем меньше скорость, меньше вибрация и больше тяга.
Двухлопастные винты используются очень редко. Их область применения — это, как правило, болотоходы и электромоторы. Самые распространенные и оптимальные по своим свойствам — трехлопастные винты.
По мере увеличения площади упора увеличивается и площадь действия толкающих сил, и трение. Если нужна скорость налегке — выбирайте три лопасти. Это обеспечит вам высокий КПД, максимальную скорость и шанс, что, воткнувшись в песок, винт ляжет на две продольные лопасти, а третья будет торчать сверху, без повреждений.
Четырехлопастной винт считается грузовым, от него не стоит ждать максимальной скорости. Но зато более быстрый старт и уменьшение скорости выхода на глиссер вам обеспечены — и это хороший бонус для увлекающихся водными видами спорта. Очень важный момент, который часто становится решающим — большая площадь лопастей сэкономит расход топлива на крейсерском ходу. Благодаря четному числу расположенных друг напротив друга лопастей вибронагрузка снижается и ход лодки становится более плавным. Все эти плюсы актуальны, пока вы используете двигательную установку на 70–80% от полной мощности. Стоит достичь максимальной скорости — и четырехлопастной винт теряет все свои преимущества. Поэтому важно понимать, какую из ваших целей можно назвать первоочередной. Если вы — тягач, если вам не важна скорость и экономия топлива для вас — решающий фактор, то четыре лопасти в помощь. В остальных случаях лучше взять скоростной трехлопастной винт.
Диаметр винта
Также переменным значением является диаметр винта, измеряемый по внешнему краю лопастей. Чем больше диаметр — и, соответственно, площадь — тем выше тяговые свойства мотора, тем — как следствие — ниже скорость.
Самые часто встречающиеся: «круглое ухо» и эллипс, обеспечивающие оптимальное соотношение тяги и скорости. Для скоростных судов обычно ставят лопасти, сужающиеся к кончикам — такое строение уменьшает трение и увеличивает скорость перемещения легких судов. Для движения в заросших водоемах идеально подойдут косые винты, лопасти которых закручены по направлению движения и не имеют привычки накручивать водоросли.
Выше скорость — больше шаг
Самый важный показатель, который часто приходится подбирать опытным путем — шаг винта. Это расстояние в дюймах, которое проходит лодка за полный оборот винта в 360 градусов. Поменяв шаг винта на одну единицу, мы получим разницу в 150–200 оборотов двигателя в ту или иную сторону. При изменении шага винта действует простое правило: больше шаг — выше скорость, меньше шаг — больше груза. Несмотря на кажущуюся простоту, очень важно подбирать винт под конкретный мотор, конкретную лодку и среднюю планируемую загрузку, так как и размер, и вес — имеют значение. Задача состоит в том, чтобы у загруженной лодки на полном газу максимальные обороты двигателя стремились к значениям, рекомендованным в мануалах производителя мотора.
Чтобы подобрать шаг винта опытным путем, необходим обычный тахометр и загруженная под обычную эксплуатацию, прошедшая двенадцатичасовую обкатку лодка. Представим, что рабочий режим работы двигателя, установленного на лодку, составляет 5800–6000 об/мин. Выводим загруженную лодку на максимальные обороты и смотрим показания тахометра. Если значение выше диапазона работы двигателя — значит, винт перекручивает и на мотор идет повышенная нагрузка. Необходимо занизить обороты, повысив шаг из расчета 1 шаг — 200 оборотов.
Если обороты достигают 6000 — значит, увеличилась максимальная скорость, это лучший выход на глиссирование, мотор работает ровно — винт подобран оптимально.
Если тахометр показывает 5700–5800 — максимальная скорость увеличится еще на несколько показателей, но выход на глиссирование станет более затяжным, а работа мотора будет ощущаться с натягом. Но если избавиться от груза в виде пары-тройки человек, то показатели сразу войдут в оптимальную норму.
Сильно заниженные обороты — 5400 и ниже — говорят о слишком тяжелом винте: упадет максимальная скорость, выход на глиссер станет сильно затруднителен, повысится расход топлива и нагрузка на двигатель. Обороты повышаются посредством уменьшения шага винта. При этом значения разных винтов одного и того же диаметра и шага будут отличаться. Например, обороты четырехлопастного винта за счет большого упора будут на 100 единиц меньше, чем трехлопастного — аналогичного размера. А если мы поменяем алюминиевый винт на стальной, то значение шага у второго должно быть ниже на единицу.
Если шаг подобран правильно, вы получите хорошее значение максимальной скорости, быстрый выход на глиссер, а также убережете двигатель от чрезмерного износа, а себя — от лишних хлопот. Для тех, кто любит разнообразие и эксперименты, ходит с разной загрузкой лодки и меняет цели путешествия от буксировки лыжника до спокойной рыбалки и перевозки тяжелых грузов с режимом экономии топлива, стоит иметь на борту сменный винт с ремкомплектом, предназначенным для решения разных задач.
Либо подобрать винт с переменным, изменяемым шагом, что, безусловно, дороже, но менее хлопотно и позволяет менять характеристики винта в зависимости от условий. Шаг винта меняется простым движением руки — вращением кнопки, расположенной непосредственно на винте.
Выбор производителя остается за личными предпочтениями. Но если вы решили сэкономить на неоригинальном китайском винте, обязательно обратите внимание на края лопасти (они могут быть изначально кривыми), размер ступицы с одной и другой стороны, толщину лопасти (чем толще, тем хуже работает). Так же маркировка может отличаться от действительности, то есть — не удивляйтесь, если вдруг, купив винт на шаг больше, вы не получите необходимого снижения оборотов.
Выбор винта — важный аспект будущей качественной эксплуатации судна, поэтому подходить к процессу лучше со всем вниманием и заботой о двигателе. Правильно подобранный винт позволит получить оптимальные ходовые показатели, сэкономить бензин и главное — продлить срок службы мотора. Поэтому лучше не экономить ни на времени, ни на средствах. Дешевле выйдет.
О чем говорят условные обозначения винтов
Если вы решили произвести ремонт мебели, бытовой техники или автомобиля, то в процессе работы можете обнаружить, что нужно приобрести винты. В этом случае, обычно, мы отправляемся в магазин и выбираем необходимый крепеж. Выбирая винты, приходится сталкиваться с их условными обозначениями, которые для непосвященного человека выглядят мало понятным набором цифр, букв и символов. Как разобраться в стандартной маркировке крепежа, чтобы не ошибиться при выборе?
Как выбрать нужный винт по его маркировке?
Несмотря на то, что обозначения большинства метизов выглядят устрашающе, разобраться в обозначениях может каждый. Методика распознания крепежных изделий предельно проста:
Системы стандартов
Немного отступив от основной темы статьи, мы обратимся к такому понятию как стандарты. Зная о наличии разных систем, гораздо легче проявлять бдительность при подборе винтов и других крепежных элементов. Наиболее распространенными в мире стандартами, используемыми для обозначения крепежных элементов, являются немецкий DIN (Deutsches Institute für Normung) и японская система промышленных стандартов JIS. Также существуют и другие системы, такие как отечественный ГОСТ, американский ANSI и европейский EN. Несмотря на то, что стандарты часто идентичны, винт JIS M8 из Страны Восходящего Солнца не обязательно будет являться полным аналогом DIN M8. Такие несоответствия очень часто приводят к ошибкам при выборе, так как пользуясь вполне рациональными выводами, мы ожидаем полного сходства метизов с одинаковыми индексами.
Продолжим далее рассматривать маркировку винтов:
Существует и немало других характеристик для винтов, таких как тип головки, используемый материал или вид защитного покрытия. Но эти параметры относятся не к размерам метизов, а к способу монтажа и условиям эксплуатации соединения. В том случае, если вы сомневаетесь в правильности выбора винта или болта для тех или иных целей, лучше обратиться к квалифицированному специалисту. В этом случае будет не лишним взять с собой в магазин крепеж, которому нужно подобрать замену.