專利名稱：45°側(cè)旋兩臂互換式大型艦船螺旋推進器翻轉(zhuǎn)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋裝備機械制造大型輔助設(shè)備，特別是大型螺旋推進器的翻轉(zhuǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
大型油輪、軍艦、航母等艦船都配有關(guān)鍵動力裝置螺旋推進器，該螺旋槳一般為銅質(zhì)整體鑄造，最大直徑達12米、重150噸，其輪轂及軸孔均為錐形。由于螺旋槳用于不同船型，應(yīng)用不同水域，其形狀和尺寸差別非常大。在螺旋槳的冷加工制造過程中，根據(jù)技術(shù)、工藝要求需要對螺旋槳進行多次180度翻轉(zhuǎn)，在翻轉(zhuǎn)過程中，槳轂端面、內(nèi)孔及槳葉外沿不能碰撞、出現(xiàn)壓痕，要求操作安全可靠。特大型船用螺旋槳翻轉(zhuǎn)機(專利號201010166405.4)，提供一種框架水平轉(zhuǎn)軸式的直翻設(shè)備。該設(shè)備體積龐大、占用車間空間大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，運行笨重、能耗大。目前，國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)一般采用簡單附具、人工捆綁，兩天車配合的“繩索翻轉(zhuǎn)”的方式。這種方式占用車間工作空間大，涉及吊裝設(shè)備多，翻轉(zhuǎn)過程易出現(xiàn)悠晃、垂頓沖擊，狀態(tài)可控性差存在安全隱患，操作輔助工藝過程時間長、效率低，已經(jīng)成為阻礙提高螺旋槳生產(chǎn)效率的瓶頸。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種安全、可靠、體積小、快速、自動化的45°側(cè)旋兩臂互換式大型艦船螺旋槳推進器翻轉(zhuǎn)機。本發(fā)明主要包括雙導(dǎo)軌、左操作臂和右操作臂三部分。左右兩個操作臂結(jié)構(gòu)相同，呈面對姿態(tài)通過移動副安裝在雙導(dǎo)軌上，并可沿導(dǎo)軌移動，以滿足螺旋槳翻轉(zhuǎn)90度時的工作空間和換位移動要求。每個操作臂包括支撐座、旋轉(zhuǎn)體工作臺和中心膨脹卡臺，操作臂的支承座為直立狀框架結(jié)構(gòu)，其下端通過移動副與雙導(dǎo)軌連接，該支承座上端為45度斜面,斜面上一側(cè)設(shè)有驅(qū)動齒輪；旋轉(zhuǎn)體工作臺下端通過轉(zhuǎn)動副與上述支承座上端45度斜面鉸接，在該旋轉(zhuǎn)體工作臺下端的外圓端設(shè)有大齒圈，該大齒圈與上述驅(qū)動齒輪構(gòu)成一對齒輪嚙合傳動機構(gòu)；上述旋轉(zhuǎn)體工作臺的截面呈等腰直角三角形，其臺面(平面)與上述45度的支承座上端面的軸線成45度夾角；在上述旋轉(zhuǎn)體工作臺的中心處設(shè)有階梯軸狀的中心膨脹卡臺，該中心膨脹卡臺的軸線與旋轉(zhuǎn)體工作臺中心線重合，構(gòu)成移動副連接，該中心膨脹卡臺的外延端可插入需要翻轉(zhuǎn)的螺旋槳軸孔中，實現(xiàn)膨脹定位、承載。中心膨脹卡臺分為正錐、反錐兩種，每個中心膨脹卡臺由移動芯軸、正或反楔形脹塊、整體定位承載軸組成，分別裝在兩個操作臂的工作臺上，定位承載軸的中間階梯端面與螺旋槳的漿轂端面接觸用于螺旋槳的軸向定位、移動芯軸被驅(qū)動軸向移動使楔形脹塊擴張撐住螺旋槳軸孔實現(xiàn)徑向定位；上述的反錐中心膨脹卡臺的整體定位承載軸的中心線處設(shè)有軸向通孔，在通孔內(nèi)設(shè)有移動芯軸，該移動芯軸的圓柱體上均等地設(shè)有四個底面為里淺外深斜面的軸向長凹槽，在定位承載軸上、與長凹槽上相對應(yīng)的位置設(shè)有二個軸向內(nèi)外通槽，四個反錐楔形脹塊上均設(shè)有兩個支腿，該支腿的端面為與上述長凹槽斜面相貼合對應(yīng)的斜面，該兩個支腿插入上述徑向內(nèi)外通槽中，使反錐楔形脹塊兩支腿嵌入上述軸向長凹槽中，膨脹后形成的外圓構(gòu)成反錐形；正錐中心膨脹卡臺的四個正錐楔形脹塊上的兩個支腿的端面的斜面方向與反錐楔形脹塊的斜面方向相反，其它結(jié)構(gòu)與反錐中心膨脹卡臺相同，膨脹后形成的外圓構(gòu)成正錐形。當(dāng)螺旋槳的漿轂孔小端向下時，螺旋槳被首先吊裝在右操作臂上，通過反錐中心膨脹卡臺外伸端裝卡定位。當(dāng)螺旋槳的漿轂孔大端向下時，螺旋槳被首先吊裝在左操作臂上，通過正錐中心膨脹卡臺外伸端裝卡定位。旋轉(zhuǎn)體工作臺為單自由度轉(zhuǎn)動、回轉(zhuǎn)軸線與水平面夾角為45度的懸臂，旋轉(zhuǎn)體工作臺的回轉(zhuǎn)軸線與鉛垂方向夾角45度、并向內(nèi)懸出，工作臺的臺面與回轉(zhuǎn)軸線夾角45度；錐形中心膨脹卡臺的軸線與工作臺的臺面垂直、與旋轉(zhuǎn)體工作臺的回轉(zhuǎn)軸線位于同一平面內(nèi)、且相交于一點；錐形中心膨脹卡臺可沿其自身軸線方向相對工作臺移動、使其軸線和旋轉(zhuǎn)體工作臺的回轉(zhuǎn)軸線的交點與待翻轉(zhuǎn)螺旋槳質(zhì)心重合、達到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩最小。本發(fā)明的工作過程如下:工作前預(yù)調(diào)整兩個操作臂的位置及中心膨脹卡臺的軸向位置，使待翻轉(zhuǎn)螺旋槳的質(zhì)心位于45度旋轉(zhuǎn)軸上、且和旋轉(zhuǎn)體工作臺的臺面的中心軸線與支承座上端45度軸線的交點重合，當(dāng)螺旋槳處于水平狀態(tài)，即輪轂端面支撐地面，吊起放于中心膨脹卡臺的錐向與螺旋槳的內(nèi)錐孔向相一致的操作臂工作臺上，套裝在中心膨脹卡臺上端面定位，收縮中心膨脹卡臺的移動芯軸、楔形塊脹緊內(nèi)錐孔定位，45度旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)過180度停，螺旋槳則被翻轉(zhuǎn)過90度處于垂立狀態(tài)；另一操作臂工作臺調(diào)整垂立位置、移動使其上的中心膨脹卡臺定位承載軸插入螺旋槳內(nèi)錐孔指定位置，收縮移動芯軸、楔形塊脹緊內(nèi)錐孔轉(zhuǎn)移螺旋槳重量，原操作臂的中心膨脹卡臺的移動芯軸緩慢伸出、楔形塊回縮轉(zhuǎn)移螺旋槳的其余全部重量，原操作臂沿導(dǎo)軌移開，類似地，螺旋槳由垂立狀繼續(xù)上翻90度，完成螺旋槳180度翻轉(zhuǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點如下:1、解決了大型螺旋槳冷加工過程中翻轉(zhuǎn)困難問題，實現(xiàn)了自動、快速、高效、安全180度翻轉(zhuǎn)；2、生產(chǎn)過程更規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)；3、通過兩臺旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的自動對接，先后兩次翻轉(zhuǎn)90度。在螺旋槳翻轉(zhuǎn)過程中，螺旋槳的重心一直保持在旋轉(zhuǎn)體工作臺的45度回轉(zhuǎn)軸線上，驅(qū)動力矩小，中心膨脹卡臺的軸線始終保持外端上翹，工件定位鎖緊安全可靠，并且具有良好的可制造性和可維護性；4、翻轉(zhuǎn)過程自動裝卡定位，重力全封閉，設(shè)備體積小、占用車間空間小，可以應(yīng)用于各種尺寸類型的螺旋槳翻轉(zhuǎn)作業(yè)。


圖1是本發(fā)明的立體示意簡圖。圖2是本發(fā)明的反錐中心膨脹卡臺結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的反錐中心膨脹卡臺楔形脹塊脹大后結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的反錐中心膨脹卡臺的反楔形脹塊示意圖；圖5是本發(fā)明的正錐中心膨脹卡臺結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的正錐中心膨脹卡臺楔形脹塊脹大后結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明的正錐中心膨脹卡臺的正楔形脹塊示意圖；圖8是本發(fā)明的中心膨脹卡臺的移動芯軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明的翻件過程示意圖。
圖中1.雙導(dǎo)軌、2.右支承座、2'.左支承座、3.右旋轉(zhuǎn)體工作臺、3'.左旋轉(zhuǎn)體工作臺、4.右整體定位承載軸、4'.左整體定位承載軸、5.反錐楔形脹塊、6.移動芯軸、6'.左移動芯軸、7.正錐楔形脹塊、8.右工作臺驅(qū)動齒輪、8'.左工作臺驅(qū)動齒輪、9.右齒圈、9'.左齒圈。
具體實施例方式在圖1所示的一種45°側(cè)旋兩臂互換式大型艦船螺旋推進器翻轉(zhuǎn)機總體示意圖中，左、右兩操作臂呈面對姿態(tài)通過移動副裝在雙導(dǎo)軌I上，并可沿雙導(dǎo)軌移動，支承座2為直立狀框架結(jié)構(gòu)，其下端通過移動副與雙導(dǎo)軌連接、該支承座上端為45度斜面，斜面上外側(cè)設(shè)有驅(qū)動齒輪8，旋轉(zhuǎn)體工作臺3下端通過轉(zhuǎn)動副與上述支承座上端45度斜面鉸接，在該旋轉(zhuǎn)體工作臺下端的外周設(shè)有大齒圈9，該大齒圈與上述驅(qū)動齒輪構(gòu)成一對齒輪嚙合傳動機構(gòu)；上述旋轉(zhuǎn)體工作臺的截面呈等腰直角三角形，其臺面(平面)與45度的支承座上端面的軸線成45度夾角。在上述旋轉(zhuǎn)體工作臺的中心處設(shè)有階梯軸狀的中心膨脹卡臺，該中心膨脹卡臺的軸線與旋轉(zhuǎn)體工作臺中心線重合，構(gòu)成移動副連接，該中心膨脹卡臺的外延端可插入需要翻轉(zhuǎn)的螺旋槳軸孔中，實現(xiàn)膨脹定位、承載。如附圖2-圖8所示，右操作臂為反錐中心膨脹卡臺，由整體定位承載軸4、反楔形脹塊5、移動芯軸6組成，其中整體定位承載軸為階梯狀的筒體形結(jié)構(gòu)，其中心線處設(shè)有軸向通孔，在通孔內(nèi)設(shè)有移動芯軸，該移動芯軸的圓柱體上均等地設(shè)有四個底面為里深外淺斜面的軸向長凹槽，在定位承載軸上、與長凹槽上相對應(yīng)的位置設(shè)有二個軸向內(nèi)外通槽，四個反錐楔形脹塊上設(shè)有兩個支腿，該支腿的端面為與上述長凹槽斜面相貼合對應(yīng)的斜面，該兩個支腿插入上述徑向內(nèi)外通槽中，使反錐楔形脹塊嵌入上述軸向長凹槽中，膨脹后形成的外圓構(gòu)成反錐形；正錐中心膨脹卡臺是由整體定位承載軸4'、移動芯軸6'、正楔形脹塊7組成，正錐中心膨脹卡臺的四個正錐楔形脹塊上的兩個支腿的端面的斜面方向與反錐楔形脹塊的斜面方向相反，四個正錐楔形脹塊脹大后形成的外圓表面構(gòu)成正錐形，其它部件和連接關(guān)系與右操作臂相同。機器翻轉(zhuǎn)過程如圖9 (a) - (f)所示，當(dāng)螺旋槳的漿轂孔小端向下時，調(diào)整右工作臺處于水平狀態(tài)、反錐中心膨脹卡臺的整體定位于承載軸端面的軸向位置，使螺旋槳安裝后其質(zhì)心在旋轉(zhuǎn)體工作臺的45°回轉(zhuǎn)軸線上如圖9 (a)所示；吊起螺旋槳套裝在反錐中心膨脹卡臺上如圖9 (b)所示，槳轂端面與反錐中心膨脹卡臺的整體定位承載軸端面靠嚴(yán)、緩慢移動芯軸、推動反錐楔形脹塊徑向脹大，鎖緊螺旋槳內(nèi)孔；啟動右工作臺驅(qū)動齒輪，傳遞轉(zhuǎn)動給右齒圈，使右旋轉(zhuǎn)體工作臺繞其自身的45°軸線回轉(zhuǎn)180°、停止，螺旋槳側(cè)旋被翻轉(zhuǎn)過90度如圖9 (c)所示；調(diào)整左操作臂工作臺處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，同時移動左、右操作臂至導(dǎo)軌中間處，使正錐中心膨脹卡臺外伸端插入螺旋槳的反錐形轂孔中，端面靠嚴(yán)后，緩慢移動芯軸、推動正錐楔形脹塊徑向脹大，鎖緊螺旋槳內(nèi)孔如圖9 (d)所示；緩慢收縮移動芯軸、推動反錐楔形脹塊徑向回縮，脫離螺旋槳內(nèi)孔轉(zhuǎn)移螺旋槳其余全部重量到左操作臂上；左、右操作臂移動回到導(dǎo)軌兩端如圖9 (e)所示，啟動左工作臺驅(qū)動齒輪，傳遞轉(zhuǎn)動給左齒圈，使左旋轉(zhuǎn)體工作臺繞其自身的45°軸線回轉(zhuǎn)180°、停止。螺旋槳側(cè)旋被再次翻轉(zhuǎn)過90度如圖9 (f)所示。收縮正錐楔形脹塊放開工件。工件完成180度翻轉(zhuǎn)、吊離。
權(quán)利要求
1.一種45°側(cè)旋兩臂互換式大型艦船螺旋推進器翻轉(zhuǎn)機，其主要包括雙導(dǎo)軌、左操作臂和右操作臂三部分，其特征在于:其左右兩個操作臂結(jié)構(gòu)相同，呈面對姿態(tài)通過移動副安裝在雙導(dǎo)軌上，每個操作臂包括支撐座、旋轉(zhuǎn)體工作臺和中心膨脹卡臺，操作臂的支承座為直立狀框架結(jié)構(gòu)，其下端通過移動副與雙導(dǎo)軌連接，該支承座上端為45度斜面，斜面上一側(cè)設(shè)有驅(qū)動齒輪；旋轉(zhuǎn)體工作臺下端通過轉(zhuǎn)動副與支承座上端45度斜面鉸接,在該旋轉(zhuǎn)體工作臺下端的外圓端設(shè)有大齒圈，該大齒圈與上述驅(qū)動齒輪構(gòu)成一對齒輪嚙合傳動機構(gòu)；上述旋轉(zhuǎn)體工作臺的截面呈等腰直角三角形，其臺平面與上述45度的支承座上端面的軸線成45度夾角；在上述旋轉(zhuǎn)體工作臺的中心處設(shè)有階梯軸狀的中心膨脹卡臺，該中心膨脹卡臺的軸線與旋轉(zhuǎn)體工作臺中心線重合，構(gòu)成移動副連接，中心膨脹卡臺分為正錐、反錐兩種，每個中心膨脹卡臺由移動芯軸、正或反楔形脹塊、整體定位承載軸組成，分別裝在兩個操作臂的工作臺上，其中反錐中心膨脹卡臺的整體定位承載軸的中心線處設(shè)有軸向通孔，在通孔內(nèi)設(shè)有移動芯軸，該移動芯軸的圓柱體上均等地設(shè)有四個底面為里淺外深斜面的軸向長凹槽，在定位承載軸上、與長凹槽上相對應(yīng)的位置設(shè)有二個軸向內(nèi)外通槽，四個反錐楔形脹塊上設(shè)有兩個支腿，該支腿的端面為與上述長凹槽斜面相貼合對應(yīng)的斜面，該兩個支腿插入上述徑向內(nèi)外通槽中，使反錐楔形脹塊兩支腿嵌入上述軸向長凹槽中，膨脹后形成的外圓構(gòu)成反錐形；正錐中心膨脹卡臺的四個正錐楔形脹塊上的兩個支腿的端面的斜面方向與反錐楔形脹塊的斜面方向相反，其它部件和連接關(guān)系與反錐中心膨脹卡臺相同，膨脹后形成的外圓構(gòu)成正錐形。
全文摘要
一種45°側(cè)旋兩臂互換式大型艦船螺旋推進器翻轉(zhuǎn)機，其主要包括雙導(dǎo)軌、左操作臂和右操作臂三部分，左右兩個操作臂呈面對姿態(tài)通過移動副安裝在雙導(dǎo)軌上，每個操作臂包括支撐座、旋轉(zhuǎn)體工作臺和中心膨脹卡臺，支承座下端與雙導(dǎo)軌連接，其上端為45度斜面且斜面上外側(cè)設(shè)有驅(qū)動齒輪；旋轉(zhuǎn)體工作臺下端與支承座鉸接，在其下端的外周設(shè)有大齒圈，在上述旋轉(zhuǎn)體工作臺的中心處設(shè)有中心膨脹卡臺，每個中心膨脹卡臺是由移動芯軸、正或反楔形脹塊、整體定位承載軸組成。本發(fā)明安全、可靠、體積小，能快速、自動180度翻轉(zhuǎn)。
文檔編號B23Q7/00GK103100921SQ20121056624
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者趙永生, 周玉林, 韓春勝, 曾達幸, 郝秀紅, 唐艷華, 邱雪松 申請人:燕山大學(xué)