Разработка проекта организации мелкосерийного производства предохранительных муфт гребных винтов для лодочных моторов

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования 

«Российский государственный университет инновационных  технологий и предпринимательства»

(РГУИТП)

 

 

Кафедра: Управление инновациями

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА (ПРОЕКТ)

по дисциплине: Управление инновационными проектами

на тему:

 

Разработка  проекта организации мелкосерийного производства предохранительных муфт гребных винтов для лодочных моторов

 

 

Выполнила: студентка группы И-41 ________________ /Туманова О.В./

 

Руководитель:  ________________ /Воронцов В.А./

 

Работа соответствует 

требованиям оформления

и сдана в архив кафедры ________________ /Богданова В.В./

 

 

 

Работа (Проект) защищена с  оценкой

_______________________

 

«____» _______________20___г.

 

________________________

         (подпись  руководителя)

 

 

 

 

Москва 2012 г.

1. Введение.

 

История лодочных (подвесных) моторов начинается в 20 веке, но рост использования и распространения приходится на конец века. Лодочный мотор крепится к жёсткому транцу лодки. Его основными преимуществами являются: занимает мало место, легко снимается и переставляется, его можно хранить в безопасном месте. Это делает лодочный мотор на много более привлекательней по сравнению со стационарными моторами. Первые моторы были двухтактными, они имеют малый вес и высокую удельную мощность. В последнее время активно развивается производство четырехтактных моторов, и они вытесняют из линеек производителей двухтактные модели. Основными преимуществами 4-тактных мотор являются: легкий запуск, высокая экономичность топлива. Он больше отвечает требованиям экологии. 

В связи с ужесточением правил использования двигателей внутреннего сгорания на некоторых водоёмах на рынке появились моторы, которые работают от аккумуляторов или топливных элементов. Это общая тенденция, которой подвержен весь рынок мототехнике.

Особенности устройства

В настоящее время подвесные лодочные моторы преимущественно строятся по схеме, предложенной Олом Эвинрудом в 1906 г. Эта схема имеет вертикальную компоновку узлов.

 

Двигатель (1) закреплён в верхней части промежуточного корпуса (дейдвуда) (4). Коленчатый вал двигателя расположен вертикально. На верхнем конце коленчатого вала закреплены магнето (2) и стартер (3).

Внутри промежуточного корпуса (4) проходит вертикальный вал, связывающий коленчатый вал двигателя и редуктор. Также внутри промежуточного корпуса расположены трубки подачи воды для охлаждения двигателя, тяги управления редуктором. Через промежуточный корпус осуществляется выхлоп отработавших газов в воду.

Снизу к промежуточному корпусу крепится угловой конический одноступенчатый понижающий редуктор (5), обеспечивающий передачу вращения на гребной винт (6). На моторах мощностью до 5 л.с. редуктор может не иметь муфты сцепления и механизма реверса. На моторах мощностью от 5 до 12 л.с. наличие в редукторе муфты сцепления обязательно, но механизм реверса может отсутствовать. На моторах мощностью свыше 12 л.с. обязательно наличие муфты сцепления и механизма реверса. Обычно муфта сцепления и механизм реверса объединяются в один узел, называемый реверс-муфтой.

Гребной винт обычно соединяется с выходным (гребным) валом редуктора через элемент с ограниченной прочностью — предохранитель. Предохранитель обеспечивает экстренное разобщение винта и других деталей мотора в случае удара о подводное препятствие, что защищает мотор от поломки. В качестве предохранителя может выступать срезной штифт, срезная шпонка (после срабатывания эти элементы подлежат замене новыми), кулачковая предохранительная муфта многоразового действия или покрытая плотной резиной втулка (rubber hub) специальной конструкции.

Поворотно-откидная подвеска мотора состоит из вертикального шарнира (8), обеспечивающего поворот вокруг вертикальной оси при управлении курсом лодки, горизонтального шарнира (9) — обеспечивающего откидывание мотора, струбцины (10), обеспечивающей крепление мотора к транцу лодки, упругих элементов (11).

Управление подвесным лодочным мотором малой и средней мощности осуществляется с помощью румпеля (7). На конце румпеля обычно расположена поворотная рукоятка управления дроссельной заслонкой мотора, а в торце румпеля — кнопка «Стоп». Таким образом, управления лодочным мотором можно осуществлять одной рукой.

Моторы средней и большой мощность управляются дистанционно — с поста управления лодкой. Дистанционное управление может осуществляться как с помощью тросов (штуртрос), так и с помощью гидравлических или электрических сервомеханизмов.

Современные подвесные лодочные моторы могут иметь ряд узлов, обеспечивающих комфортные условия для экипажа и пассажиров лодки:

• электрический генератор, обеспечивающий оборудование лодки электроэнергией;
• электростартер, обеспечивающий запуск мотора;
• гидравлический насос, обеспечивающий работу сервомеханизмов;
• компрессор, обеспечивающий быстрое наполнение сжатым воздухом баллонов надувной лодки;
• осушительный насос, обеспечивающий откачку из лодки попавшей туда воды;
• бойлер, обеспечивающий нагрев воды для отопления кокпита лодки;
• приемник давления, обеспечивающий работу указателя скорости (спидометра);
• контрольно-измерительные приборы, информирующие рулевого о режиме работы мотора и аварийных ситуациях.

На рынке  представлены два основных типа соединения -  крепления гребных винтов (ГВ) на валу подвесного лодочного мотора (ПЛМ). Нужно отметить, что при  этом все конструкции винтов  для моторов свыше 5-6 л.с. зарубежных производителей имеют выхлоп через втулку-ступицу винта – это кольцевой канал во втулке винта для прохода выхлопных газов, которые выходят через задний торец винта. Гребной вал ПЛМ имеет продольные шлицы, на которые одевается гребной винт с ответными продольными шлицами на своей внутренней втулке.

Первый  вариант исполнения ГВ (такими ГВ комплектуют  свои ПЛМ производители, подобные винты также выпускаются сторонними производителями) представляют собой классическую конструкция для современных ПЛМ с выхлопом через ступицу ГВ. Он содержит наружную втулку-корпус с лопастями и кольцевым каналом для выхода выхлопных газов и внутреннюю втулку, которая соединена с внешней втулкой через резиновый демпфер -  кольцевую резиновую втулку, которая  для лучшего сцепления завулканизирована между двумя втулками.

Такая конструкция  с резиновым демпфером делает ГВ «одноразовым» при серьезном  ударе о препятствие – при  ударе либо прокручивается и полностью  теряет работоспособность резиновый демпфер (он не ремонтируется, что влечет замену винта целиком), либо из-за повышенного момента разрушения  демпфера (в 3-6 раз выше максимального рабочего момента) разрушаются лопасти ГВ и повреждаются шестерни редуктора. Ссылка на оригинальные винты Yamaha в интернете:  http://aquamarket.spb.ru/?Vse_vidy_vintov_na_PLM_YAMAHA:Vinty_YAMAHA_originalmznye

Второй  вариант исполнения ГВ (обычно выпускается  сторонними производителями) аналогичен первому, но внутренняя втулка выполнена в виде переходника-адаптера без демпфера – часто используются технологии литья втулки из полимера (при необходимости с металлическими вставками). Такая конструкция призвана удешевить производство и стоимость винта в целом, поскольку одна наружная втулка ГВ с лопастями при помощи различных переходных втулок может устанавливаться на ПЛМ близкой мощности различных фирм-производителей.  Ссылки на подобные ГВ со сменными втулками в интернете:

• http://www.badger.ru/shop/catalog/boats_and_motors/accessories2/motors_accessories/screws/tp/yamaha/rascal-2_5
• http://www.badger.ru/shop/catalog/boats_and_motors/accessories2/motors_accessories/screws/tp/yamaha/hustler-3_5

Недостатком  конструкции является отсутствие демпфера и «жесткое» соединение ГВ с гребным валом, что влечет повышенные нагрузки на шестерни и механизм редуктора при включении хода.  Многократный запас прочности переходной втулки приводит к тому, что при ударе лопастями винта происходит серьезное их повреждение, а зачастую и повреждение  шестерен редуктора. В этом случае судно полностью теряет ход, что может нести риск и тяжелые последствия в экстремальных условиях плавания.

Общим недостатком  вышеприведенных традиционных конструкций  является высокая величина момента  срабатывания и проворота резинового демпфера или разрушения втулки-адаптера, который берется изначально с большим запасом - отсюда высокий риск повреждения лопастей ГВ и шестерен редуктора при ударе. При этом в случае проворота резинового демпфера ГВ полностью теряет работоспособность и не подлежит восстановлению. В конструкции с использованием «жесткой» переходной  втулки-адаптера обычно (и в лучшем случае)  повреждаются лопасти ГВ или разрушается сама втулка-адаптер. В худшем случае для приведенных конструкций происходит также повреждение шестерен редуктора, что выводит ПЛМ из строя и влечет дорогостоящий ремонт.

Также существует вариант конструкции соединения ГВ с гребным валом через предохранительную срезаемую шпонку, который используется  на некоторых маломощных ( до 5-6 л.с.) импортных моторах и на отечественных лодочных моторах мощностью до 30 л.с. (в настоящее время выпуск российских ПЛМ практически прекращен). Важно отметить, что такие моторы имеют устаревшую конструкцию с выхлопом над винтом ( не через ступицу винта) и позволяют легко осуществить подобную конструкцию - гребной вал и втулка-ступица винта выполнены гладкими и имеют соосное отверстие поперек оси, куда вставляется срезаемый штифт-шпонка для передачи крутящего момента.

Но такая  конструкция шпоночного соединения не может быть впрямую перенесена на современные ПЛМ с выхлопом через ступицу винта, которые имеют гребной вал с продольными шлицами для установки ГВ.

 Вопросы  сохранения работоспособности ГВ  при ударе обсуждались владельцами  мотолодок и ПЛМ, например, здесь.

 Ссылка  на популярный  интернет-форум  и обсуждение вопроса:  http://forum.motolodka.ru/read.php?f=1&i=723579&t=723579

Выводы  совсем неутешительные - существующие конструкции гребных винтов и их соединения с гребным валом в импортных ПЛМ, как правило, ведут к серьезным повреждениям лопастей ГВ и выходу их из строя даже при однократном «чувствительном» ударе о препятствие. Зачастую это влечет выход из строя и редуктора ПЛМ, ремонт которого дорог и занимает немало времени.

Разработка  конструкции ГВ и передачи крутящего  момента посредством предохранительной  шпонки для современных ПЛМ с  выхлопом через ступицу может иметь неоспоримые преимущества, особенно в ряде случаев эксплуатации. Например, в удаленных регионах,  в особых условиях плавания (мелководные реки, участки водоемов и рек с топляком и плавающими деревьями и т. п.),  где риск повреждения винта (редуктора) очень велик, а  ремонт (замена)  редуктора,  крайне дорогое удовольствие.

Суть планируемого бизнеса заключается  в создании инновационно -производственного предприятия, которое на первом этапе изготовит и испытает опытные образцы продукции (первые варианты конструкция муфты уже были изготовлены и испытаны на ПЛ Ямаха15) и выйдет на рынок с небольшими объемами начальных продаж гребных винтов в комплекте с предохранительной  муфтой для анализа рынка.

 

 

Особенности реализации проекта :

Конструкция такой предохранительной муфты  в комплекте с ГВ изначально адаптирована к лодочному мотору, не требует  доработки или переделки гребного вала мотора и может использоваться наряду со штатными и обычными винтами.

Технология  и производство ПМ в комплекте  с ГВ основана на конструкции уже  выпускаемых и предлагаемых на рынке  корпусов-втулок гребных винтов, то есть не требуется иметь дорогостоящее  оборудование для литья и изготовления втулки винтов с лопастями. Достаточно несложно дорабатывать имеющиеся на рынке втулки ГВ под комплектацию предохранительной муфтой, что кардинально  снижает затраты на организацию  производства, стоимость продукции  и риски выхода на рынок.

 

Описание ожидаемых результатов  и их назначение:

Ожидаемые результаты проекта:

• подтверждение технических результатов и потребительских качеств при испытании опытных конструкций ПМ ГВ и разработка линейки серийной продукции (предохранительная муфта + комплектация ступицей гребного винта) с учетом минимизации затрат и технологических особенностей  для последующего запуска их в мелкосерийное производство;
• выход на рынок РФ и завоевание доли рынка на начальном этапе как мелкосерийного производителя муфты в комплекте с прилагаемыми ступицами гребных винтов;
• подготовка коммерческого предложения развития компании и производства потенциальным партнерам и стратегическому инвестору для запуска крупносерийного производства.

 

 

 

 

2.Обзорная часть

 

1.Происхождение проекта

ООО «АВ-Механика» является инновационной фирмой, созданной для разработки и производства нового типа предохранительной муфты (ПМ) в комплекте с втулкой гребного винта (ГВ) для использования в подвесных лодочных моторах (ПЛМ). Планируется ввести на рынок линейку гребных винтов в комплекте с предохранительной муфтой для лодочных моторов различных производителей и  мощности.

При этом удовлетворяются потенциальные потребности существующего зрелого рынка  ПЛМ в запасных и сменных гребных винтах (ГВ) с новой предохранительной муфтой (ПМ), обладающих наилучшими потребительскими характеристиками в сравнении с конкурентами.