Hélices, ejes y accesorios asociados

Líneas de ejes

Hélices

Las hélices de tres palas, están hechas de una sola pieza, y van montadas sobre el cono del eje con una tuerca que se aprieta con una llava especial. Para mejorar el flujo de agua, y para proteger el montaje de la hélice, el extremo de popa de la hélice está asegurada por un tapón carenado, que también asegura la tuerca de fijación. Desde la zona de apoyo hasta la hélice, el eje está cubierto por una chapa de metal que hace las veces de guardacabos, y permite que esté protegida contra la penetración de objetos extraños.

Las hélices se pueden montar o desmontar con un accesorio de elevación.
Navegando avante, las hélices giran en su parte superior hacia el costado.

Las dimensiones de las hélices son

  • Diámetro: 1620 mm
  • Paso: 1540 mm
  • Superficie total: 0,93 m²
  • Área proyectada: 0,81 m²

Los materiales son de fundición especial de bronce de grado "B"

A la derecha vemos un mecánico ajustando una de las hélices.

Árboles de transmisión, cojinetes y frenos del eje

Cada uno de los dos ejes de propulsión consta de:

      • Árbol de transmisión
      • Chumacera de empuje del eje

Ejes de propulsión


Estos ejes, están acoplados al eje del motor eléctrico por medio de acoplamiento y embrague, y del motor eléctrico al motor diésel por acoplamiento, eje y embrague.

Los ejes están hechos por Siemens Martin-Stahl (tipo especial de acero) y son huecos, con extremos cónicos.
Los ejes de la hélice, pueden ser montados o desmontados por popa, para ello tienen una brida de acoplamiento desmontable en el extremo de proa. Las chumaceras de empuje, tienen un reborde forjado en ambos extremos. El dispositivo indicador para la medición de torsión, está fijado en la pestaña posterior del acoplamiento. La brida delantera está conectado al embrague principal. El sistema de accionamiento para el contador de revoluciones, se conecta en la parte posterior de la carcasa de la chumacera de empuje. Los cojinetes son de bronce y todas las partes del eje expuestas al agua de mar se recubren con goma.

Un encintado de cable, entre el cojinete de popa de la bocina y el cojinete del arbotante, sirve como protección contra daños. El cojinete de la bocina del eje de la hélice, está hecho como un casquillo de bronce de dos partes, con su superficie interior forrada equipada con tiras de madera de lignum vitae (guayacan), que se pueden retirar desde la parte de proa de la bocina y que están aseguradas contra la rotación. Los arbotantes están hechas en lingotes de acero Siemens-Martin y los cojinetes son de bronce.

Un anillo de protección de zinc por cada bocina, se inserta en los cojinetes delantero y trasero. Para lubricar y refrigerar los cojinetes de popa del arbotante, se conecta a la línea de agua de refrigeración de motor diésel .

El freno del árbol es un freno de banda diferencial, que es accionado por un perno de plomo, y que trabaja sobre un tambor de eje situado detrás de la brida de acoplamiento. Está diseñado de forma que el eje de la hélice frena de forma segura, cuando el embrague principal está desacoplado y el otro eje de la hélice está funcionando a plena velocidad.



Cojinete (chumacera) de empuje

Para llevar el empuje axial de la hélice, hay un cojinete (chumacera) de empuje de disco para cada eje, que puede transferir hasta 10.000 kg de empuje.
El impulso o empuje se transfiere a la almohadilla frontal o trasera de deslizamiento del cojinete de empuje, por un collar de empuje en el eje intermedio, y a través de la carcasa del cojinete a la embarcación. Los cojinetes de empuje tiene auto-lubricación, y una conexión para un circuito cerrado de refrigeración del aceite lubricante.

Las carcasas de los cojinetes, están hechos de acero fundido y las almohadillas deslizantes están hechos de acero Siemens-Martin. Las pastillas de deslizamiento y sus guardas o soportes, se llenan de metal blanco. Los cojinetes de empuje están conectados a la base mediante pernos y cuñas desprendibles.

Los cojinetes de empuje están construidos de tal manera que puede ser insertado un anillo de guía, con un medidor de presión  para medir el empuje de la hélice. Los cojinetes de empuje, están diseñados para permitir el movimiento de avance y retroceso.



Embragues principales

El eje de empuje y el eje del motor eléctrico, están conectados por medio del embrague principal, que se construye como un desembragable de doble embrague de cono de fricción . Se permite pequeños desplazamientos axiales de los ejes. El embrague principal, se opera manualmente para acoplar y desacoplar el eje de la hélice, al desplazar cada uno de dos conos de fricción sobre un manguito de dos partes.
El par nominal que puede ser transferido, es de aproximadamente 2150 mkg [15.050 pies / libra], el par de funcionamiento máxima es de 4400 mkg [30.800 pies / libra].

Embrague del motor diésel

Se construye de modo igual al embrague principal, y sirve para desacoplar el motor diésel. El acoplamiento y desacoplamiento se realiza a través de un pistón de émbolo, con aire comprimido y aceite. En caso de fallo del pistón o de aire comprimido, el embrague puede ser operado a mano por medio de un volante. El par máximo es 8800 mkg [61.600 pies / libra].


Inter-funcionamiento de los motores diésel y motores eléctricos

General

Los motores diésel ofrecen una velocidad máxima de superficie de alrededor de 18 nudos, y ambos motores eléctricos proporcionan una velocidad de 8 nudos sumergido. Los diferentes modos de trabajo son los siguientes:

  • Motor diésel propulsión única, uno o dos motores.
  • Motores eléctricos sólo propulsión,
  • Modo de asistencia.
  • Propulsión diésel-electrica.
  • Modo de carga.

Gases de escape de los motores diésel

Los gases de escape de los dos motores diésel, pueden ser desviados y utilizados para soplar los tanques de lastre principales y resto de tanques de lastre, además de los tanques de reserva principal de combustible líquido.


Principales indicadores de los motores diésel del U570.

Motor diésel y propulsión única, con uno o los dos motores

El motor diésel funcionando sólo; los motores diésel mueven las hélices a través de los acoplamientos de motores térmicos, motores eléctricos, acoplamientos principales, los ejes de empuje y los ejes de las hélices.

En esta disposición, los motores eléctricos son sólo una parte de la cadena cinemática, y las armaduras (rotor y estator) son desconectadas. Los sopladores del ventilador de los motores eléctricos, giran lentamente alimentados por causa del voltaje generado por el magnetismo remanente y sin alimentación en la armadura giratoria (rotor).


Los motores eléctricos solamente

Con el motor eléctrico solamente, el acoplamiento del motor diésel es desembragado. Los motores eléctricos son alimentados por la batería y trabajan como motores que accionan las hélices a través de los acoplamientos principal, los ejes de empuje y los ejes de la hélice.


Modo de asistencia

En el modo de asistencia, la potencia de salida de los motores diésel se incrementa adicionalmente por medio del encendido de los motores eléctricos.
Cada motor diésel, a través del acoplamiento del motor diésel y, además, cada motor eléctrico que actúa como un motor, accionan la hélice.

El modo de asistencia intermedio se utiliza en los mares agitados. Los motores diésel mueven las hélices del buque como en "motor diesel en accionamiento único". La tensión del motor eléctrico se ajusta con las condiciones normales de carga y descarga de corriente,  si la hélice trabaja por encima de la superficie, causando así la reducción no intencionada de carga en el motor diésel, el motor eléctrico funciona como un generador que frena al motor diésel e impide un aumento inadmisible de las revoluciones del mismo.

A la derecha, los operarios de los motores eléctricos en su puesto.


Propulsión diésel-eléctrica

La propulsión diésel-electrica permite manejar ambas hélices, incluso si un motor diésel ha fallado. El motor diésel operativo trabaja directamente girando la hélice en su lado. El motor eléctrico, cuya armadura normalmente sería desaprovechada, funciona como un generador que entregar la potencia generada al otro motor eléctrico.
Dicho motor, al que se desacopla del motor diésel parado, impulsa la hélice correspondiente. La corriente del motor eléctrico primario  se puede cambiar de tal manera que sólo acciona el motor eléctrico secundario, o realiza una carga baja adicional de las baterías.


Operación de carga de baterías

Operaciones de carga se llevan a cabo como sigue:

  1. Carga con un eje de transmisión desacoplada,
  2. Carga mientras funciona con la superficie con motores diésel.

Al cargar con un eje cuya hélice se encuentra desembragada, el motor diésel acciona el motor eléctrico mediante el embrague del motor diésel. En este caso, el motor eléctrico funciona como generador y carga las baterías.

Cuando la carga se lleva a cabo mientras el sumergible está en la superficie, navegando con los motores diésel, la potencia del motor diésel acciona la hélice. En este caso el régimen del motor diésel tiene un número constante de revoluciones, el motor o ambos motores eléctricos acoplado cargan las baterías. En este caso, el motor diésel debe proporcionar energía para la hélice y para impulsar el generador que realiza la carga.


Esquema

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