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Gambier Bay CVE-73 – Gli assi elica ed i gruppi di trasmissione

            

Dopo aver studiato per bene la forma reale dello scafo, basandoci su disegni autentici dell’epoca, abbiamo tracciato la forma delle ordinate della estrema poppa (quelle controverse) e abbiamo completato l’ossatura.
Con l’ossatura completa si è passati alla fase di listellatura dello scafo.
Il materiale impiegato sono listelli in tiglio 8×2. Per uno scafo di 2,20 metri, con parecchie zone piane, possono sembrare piccoli, ma abbiamo preferito allungare i tempi ed effettuare una operazione accurata.

L’ossatura è costituita da ordinate distanziate di circa 8 cm una dall’altra, il che significa che, una volta fasciato lo scafo, sarà di una certa difficoltà l’operare al suo interno.
Questa considerazione ci ha spinto ad affrontare e risolvere il meccanismo di trazione principale (motori elettrici – alberi elica).
I disegni originali mostrano che le eliche (due) sono piazzate molto vicine alla chiglia, con alberi che hanno un andamento leggermente divergente (un paio di gradi) in senso orizzontale e di 4 gradi in senso verticale.
Come già detto in precedenza, per agevolare le evoluzioni in acque ristrette abbiamo deciso di dotare la nave di due motori comandati in modo indipendente per ottenere un raggio di virata il più ristretto possibile (dando un motore tutto avanti e l’altro tutto indietro). Questa decisione comporta il realizzare due treni di movimento uguali ed indipendenti.
Ed ecco la difficoltà: le eliche devono girare con una buona coppia, ma con velocità angolare relativamente bassa, per evitare cavitazioni; è sempre consigliabile adottare una riduzione di giri del motore elettrico che, viceversa, per dare potenza ha bisogno dell’opposto: girare veloce.
La riduzione (tipicamente 1:3) richiede di montare una ruota piccola (pignone) sull’albero motore ed una grande (ruota) sull’albero elica.
Il problema pratico che ci siamo trovati di fronte era dato dal fatto che vista la vicinanza della testa alberi con la chiglia, era impossibile calettare direttamente sugli stessi una ruota grande, per mancanza di spazio.
Inoltre, per abbattere il rumore, avevamo anche deciso di usare una trasmissione a cinghie dentate. Tale soluzione, sicuramente adatta allo scopo, comporta l’utilizzo di componenti comparativamente più ingombranti che non una trasmissione ad ingranaggi (più rumorosa).
La soluzione al problema è consistita nell’adottare un alberetto intermedio che è collegato all’albero elica con un ingranaggio per cinghia dentata a 12 denti, uguale a quello calettato sull’asse-elica (rapporto di trasmissione 1:1). Sullo stesso alberetto ausiliario è montato un secondo ingranaggio a 44 denti che è collegato, tramite una seconda cinghia, ad una ruota piccola (sempre 12 denti) che è montata sull’albero motore. La posizione dell’alberetto, più esterna e più in alto della chiglia, permette il montaggio dei vari componenti senza problemi di ingombro.
Una seconda considerazione ci ha spinto a posizionare i motori in alto: la possibilità che si formi una via d’acqua attraverso i canotti porta asse-elica. Questa considerazione ha suggerito di creare due paratie stagne su due ordinate contigue, nel punto in cui gli assi-elica escono dai loro tubi.
Nella malaugurata ipotesi che entri dell’acqua dagli assi-elica (possibilità remota, ma non impossibile) essa rimarrà confinata nel volume tra le due ordinate per un’altezza massima che corrisponde al livello esterno: meno di un etto d’acqua al massimo.

Lo schema teorico del sistema di trasmissione interno allo scafo è il seguente:

Di seguito le immagini della sua realizzazione pratica.
L’asse-elica e l’alberetto ruotano su cuscinetti a sfere.
Nota: le foto risultano capovolte in quanto il montaggio è stato effettuato sullo scheletro vincolato allo scalo di costruzione, il motore non è presente, verrà montato una volta terminato lo scafo.

Nelle foto precedenti si nota un “misterioso barilotto di alluminio”, montato sul terminale dell’asse-elica.
Questo componente è nient’altro che il sistema reggispinta dell’elica.
Nelle navi reali, la spinta dell’elica (in marcia avanti ed in marcia indietro) è scaricata sulla struttura attraverso un sistema di reggispinta. L’elica infatti, può scaricare, in determinate circostanze, una spinta di tonnellate e non è possibile pensare che un semplice supporto riesca ad assorbirla senza subire danni. Nei modelli la spinta è ridicola, ed i giunti che di solito si montano su un modello di scafo sono più che sufficienti allo scopo, ma abbiamo voluto lo stesso replicare, in qualche modo, la situazione reale.
Sono stati così realizzati due supporti gemelli al cui interno sono montati due cuscinetti reggispinta tra i quali è frapposta una ghiera che si appoggia all’uno od all’altro a seconda se si proceda in avanti oppure indietro. Il tutto è racchiuso in un contenitore il quale risulta saldamente ancorato al tubo porta asse-elica che, a sua volta, è saldamente incollato alla struttura dello scafo.
Ecco pertanto che la spinta dell’elica “entra” nello scafo mediante l’asse-elica, si scarica su uno dei due cuscinetti reggispinta, passa al contenitore, dal contenitore al tubo porta asse-elica ed infine alla struttura dello scafo.
Per una magiore fluidità di movimento, all’interno del contenitore è piazzato anche un cuscinetto radiale, mentre un secondo cuscinetto è sistemato all’esterno, sulla paratia opposta.
Il concetto è spiegato schematicamente nella immagine che segue:
Nella realizzazione pratica, viste le rispettive dimensioni, si è eliminata la battuta per la marcia indietro in quando il cuscinetto reggispinta relativo si appoggia direttamente sulla corona esterna del cuscinetto radiale.
Il congegno è mostrato scomposto nelle sue parti e assemblato.
                          

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