船模槽道式推進(jìn)裝置制造方法
【專利摘要】船模槽道式推進(jìn)裝置，包括垂直軸、水平軸及螺旋槳，垂直軸軸端固接有垂直錐齒輪，水平軸上固接有水平錐齒輪，垂直軸與伺服電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，垂直錐齒輪與水平錐齒輪嚙合，垂直軸穿過(guò)軸套，軸套一端與導(dǎo)流殼體固接，軸套另一端與安裝座固接，伺服電機(jī)固裝在安裝座上；水平軸貫穿導(dǎo)流殼體，水平軸的兩端頭分別裝有一只螺旋槳，且兩只螺旋槳對(duì)稱布置；導(dǎo)流殼體及螺旋槳位于槽道內(nèi)；垂直軸與軸套之間、水平軸與導(dǎo)流殼體之間均裝有軸承。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，能夠滿足水池內(nèi)模型的安裝、推進(jìn)器推力及動(dòng)力定位試驗(yàn)的要求，能獲得較好的試驗(yàn)效果。
【專利說(shuō)明】船模槽道式推進(jìn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及船模位置運(yùn)動(dòng)控制試驗(yàn)，尤其涉及一種船模動(dòng)力定位試驗(yàn)用的槽道式推進(jìn)裝置模型。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的基本功能是通過(guò)精確的控制命令自動(dòng)控制船的位置與航向，船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)具有不受海水深度和海況的影響、定位準(zhǔn)確快速、操作方便等特點(diǎn)，能夠保證船舶的穩(wěn)定性。船舶動(dòng)力定位技術(shù)屬跨學(xué)科高新技術(shù)，對(duì)于動(dòng)力定位系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的可行性，國(guó)內(nèi)外通常采用數(shù)學(xué)建模的方法來(lái)對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)的主要功能指標(biāo)和性能參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，以模型的方式討論影響動(dòng)力定位系統(tǒng)的環(huán)境因素，最典型的方式是采用水池模型試驗(yàn)。
[0003]動(dòng)力定位系統(tǒng)主要包括推力系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的動(dòng)力定位推力系統(tǒng)，是在船尾安裝一個(gè)主推進(jìn)器，再配備其他輔助推進(jìn)器，如隧道式側(cè)向推進(jìn)器、全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器、直翼平旋式推進(jìn)器等。其中，推力系統(tǒng)的基本功能是提供反抗環(huán)境因素的力和力矩，以便使船處于要求的位置上，槽道式推進(jìn)裝置是推力系統(tǒng)中的常用輔助推進(jìn)器之一。在水池模型試驗(yàn)中，按幾何相似性進(jìn)行模型縮比時(shí)，一方面，船模上的槽道式推進(jìn)裝置與實(shí)船在尺度上相差甚遠(yuǎn)，往往只能滿足船舶相似模擬；另一方面，即使采用等尺度縮比，由于縮比較小，會(huì)導(dǎo)致槽道式推進(jìn)器模型過(guò)小，而過(guò)小的元器件會(huì)引起強(qiáng)度不足和磨損問(wèn)題，且推進(jìn)裝置產(chǎn)生的推扭力較弱，達(dá)不到試驗(yàn)要求，過(guò)小的推進(jìn)裝置在高速旋轉(zhuǎn)下還易引起空化和水動(dòng)力失真問(wèn)題，從而無(wú)法定量驗(yàn)證相關(guān)性能，另外，縮比較小，槽道空間會(huì)大幅度減小，從而引起阻塞效應(yīng)，致使船模槽道式推進(jìn)裝置正反轉(zhuǎn)工作時(shí)推扭力不等，這與海上工作實(shí)況嚴(yán)重不符，從而無(wú)法獲取準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果；若增大縮比，則槽道式推進(jìn)裝置產(chǎn)生的推扭力能夠滿足試驗(yàn)要求，然而增大縮比會(huì)導(dǎo)致船舶模型超出了試驗(yàn)水池的安裝條件，導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本 申請(qǐng)人:針對(duì)上述現(xiàn)有船模全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置存在的缺點(diǎn)，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種船模槽道式推進(jìn)裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，既能滿足水池模型安裝，又能滿足推進(jìn)器的推力要求。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
船模槽道式推進(jìn)裝置，包括垂直軸、水平軸及螺旋槳，垂直軸軸端固接有垂直錐齒輪，水平軸上固接有水平錐齒輪，垂直軸與伺服電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接，垂直錐齒輪與水平錐齒輪嚙合，垂直軸穿過(guò)軸套，軸套一端與導(dǎo)流殼體固接，軸套另一端與安裝座固接，伺服電機(jī)固裝在安裝座上；水平軸貫穿導(dǎo)流殼體，水平軸的兩端頭分別裝有一只螺旋槳，且兩只螺旋槳對(duì)稱布置；導(dǎo)流殼體及螺旋槳位于槽道內(nèi)；垂直軸與軸套之間、水平軸與導(dǎo)流殼體之間均裝有軸承。[0006]其進(jìn)一步技術(shù)方案在于:
所述垂直軸與伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器連接。
[0007]所述垂直軸的外圍連接有鎖緊螺母一，所述軸套的外圍連接有鎖緊螺母二，所述水平軸的外圍連接有鎖緊螺母三。
[0008]所述軸套的下部帶有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)嵌入導(dǎo)流殼體上端的徑向凹槽中，連接套上端與軸套固接，連接套下端與導(dǎo)流殼體固接。
[0009]所述軸套與導(dǎo)流殼體之間設(shè)有密封圈。
[0010]位于導(dǎo)流殼體內(nèi)的水平軸的兩端與導(dǎo)流殼體之間均設(shè)有密封套，鎖緊螺母三位于密封套的外側(cè)，水平軸上的所述軸承位于密封套的內(nèi)側(cè)，密封套與導(dǎo)流殼體、密封套與水平軸之間均設(shè)有U型密封圈。
[0011]靠近所述水平錐齒輪一端的水平軸上設(shè)有襯套，水平軸上一側(cè)的所述軸承裝置在襯套內(nèi)。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明在滿足強(qiáng)度和使用壽命要求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)槽道式推進(jìn)裝置模型，對(duì)通過(guò)對(duì)垂直錐齒輪及水平錐齒輪的尺寸進(jìn)行改良，從而使得本發(fā)明所述的推進(jìn)裝置模型水下縱向尺寸最大可達(dá)130mm,水下周向尺寸最大可達(dá)65mm,其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，滿足4m?5m水池內(nèi)船模安裝和動(dòng)力定位試驗(yàn)的要求；本發(fā)明采用旋向相同且對(duì)稱布置的雙螺旋漿結(jié)構(gòu)，避免了單螺旋槳的推進(jìn)裝置在同等轉(zhuǎn)速下正、反轉(zhuǎn)工作時(shí)由于阻塞效應(yīng)而產(chǎn)生的推扭力不相等的技術(shù)問(wèn)題；本發(fā)明所述的推進(jìn)裝置采用垂直軸與豎直安裝的伺服電機(jī)傳動(dòng)方式，減少了傳動(dòng)環(huán)節(jié)，提高了傳動(dòng)效率，各機(jī)構(gòu)傳動(dòng)靈活，并且水密性能較好，使其滿足實(shí)驗(yàn)要求，能獲得較好的試驗(yàn)效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1垂直軸下方的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:1、垂直軸；2、水平軸；3、螺旋槳；4、垂直錐齒輪；5、水平錐齒輪；6、伺服電機(jī)；7、軸套；8、導(dǎo)流殼體；9、安裝座；10、萬(wàn)向聯(lián)軸器；11、鎖緊螺母一 ；12、鎖緊螺母二 ；13、鎖緊螺母三；14、連接套；15、密封圈；16、密封套；17、U型密封圈；18、襯套；19、槽道；20、支撐板21、鍵一 ；22、鍵二 ；23、沉頭螺釘；24、擋圈一 ；25、擋圈二 ；26、導(dǎo)流帽。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0017]見(jiàn)圖1、圖2，本發(fā)明包括垂直軸1、水平軸2及螺旋槳3，垂直軸I軸端通過(guò)鍵一 21連接有垂直錐齒輪4，水平軸2上通過(guò)鍵二 22連接有水平錐齒輪5，垂直錐齒輪4與垂直軸I通過(guò)沉頭螺釘23及擋圈24固接，水平錐齒輪5與水平軸2的軸肩之間連接有擋圈二 25，垂直錐齒輪4與水平錐齒輪5嚙合，垂直軸I與伺服電機(jī)6的輸出軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器10傳動(dòng)連接，垂直軸I穿過(guò)軸套7，軸套7 —端與導(dǎo)流殼體8固接，具體地，軸套7的下部帶有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)嵌入導(dǎo)流殼體8上端的徑向凹槽中，連接套14上端與軸套7固接，連接套14下端與導(dǎo)流殼體8通過(guò)螺紋固接，軸套7另一端與安裝座9固接，伺服電機(jī)6固裝在安裝座9上，安裝座9固定支撐在支撐板20上；水平軸2貫穿導(dǎo)流殼體8，水平軸2的兩端頭分別裝有一只螺旋槳3，且兩只螺旋槳3對(duì)稱布置，水平軸2兩端出軸方向上的軸端上固接有導(dǎo)流帽26 ;導(dǎo)流殼體8、螺旋槳3、連接套14以及連接套14以下的結(jié)構(gòu)均位于槽道19內(nèi)；垂直軸I與軸套7之間、水平軸2與導(dǎo)流殼體8之間均裝有軸承，且所述軸承為推力軸承。
[0018]進(jìn)一步地，所述垂直軸I的外圍連接有鎖緊螺母一 11，軸套7的外圍連接有鎖緊螺母二 12，水平軸2的外圍連接有鎖緊螺母三13 ;軸套7與導(dǎo)流殼體8之間設(shè)有密封圈15。
[0019]位于導(dǎo)流殼體8內(nèi)的水平軸2的兩端與導(dǎo)流殼體8之間均設(shè)有密封套16，鎖緊螺母三13位于密封套16的外側(cè)，水平軸2上的所述軸承位于密封套16的內(nèi)側(cè)，密封套16與導(dǎo)流殼體8、密封套16與水平軸2之間均設(shè)有U型密封圈17，靠近水平錐齒輪5 —端的水平軸2上設(shè)有襯套18，水平軸2上靠近水平錐齒輪5 —側(cè)的所述軸承裝置在襯套18內(nèi)。
[0020]本發(fā)明的具體工作過(guò)程如下:
伺服電機(jī)6工作，通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器10驅(qū)動(dòng)垂直軸I轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)由垂直錐齒輪4及水平錐齒輪5的嚙合傳動(dòng)形成水平軸2及固接于其上的兩只螺旋槳3的旋向相同的旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生推扭力。
[0021]在滿足強(qiáng)度和使用壽命要求的縮比基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)槽道式推進(jìn)裝置模型，在通過(guò)對(duì)垂直錐齒輪4及水平錐齒輪5的尺寸進(jìn)行改良，從而使得本發(fā)明所述的推進(jìn)裝置模型水下縱向尺寸最大可達(dá)130mm,水下周向尺寸最大可達(dá)65mm,其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧,滿足4m?5m水池內(nèi)模型的安裝和動(dòng)力定位試驗(yàn)的要求；本發(fā)明采用旋向相同且對(duì)稱布置的雙螺旋漿，避免了單螺旋槳的推進(jìn)裝置在同等轉(zhuǎn)速下正、反轉(zhuǎn)工作時(shí)由于阻塞效應(yīng)而引起的推扭力不相等的技術(shù)問(wèn)題。
[0022]以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
【權(quán)利要求】
1.船模槽道式推進(jìn)裝置，包括垂直軸(I)、水平軸(2 )及螺旋槳(3 )，垂直軸(I)軸端固接有垂直錐齒輪(4)，水平軸(2)上固接有水平錐齒輪(5)，其特征在于:垂直軸(I)與伺服電機(jī)(6)的輸出軸傳動(dòng)連接，垂直錐齒輪(4)與水平錐齒輪(5)嚙合，垂直軸(I)穿過(guò)軸套(7)，軸套(7)—端與導(dǎo)流殼體(8)固接，軸套(7)另一端與安裝座(9)固接，伺服電機(jī)(6)固裝在安裝座(9)上；水平軸(2)貫穿導(dǎo)流殼體(8)，水平軸(2)的兩端頭分別裝有一只螺旋槳(3)，且兩只螺旋槳(3)對(duì)稱布置；導(dǎo)流殼體(8)及螺旋槳(3)位于槽道(19)內(nèi)；垂直軸(I)與軸套(7 )之間、水平軸(2 )與導(dǎo)流殼體(8 )之間均裝有軸承。
2.如權(quán)利要求1所述的船模槽道式推進(jìn)裝置，其特征在于:所述垂直軸(I)與伺服電機(jī)(6)的輸出軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器(10)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的船模槽道式推進(jìn)裝置，其特征在于:所述垂直軸(I)的外圍連接有鎖緊螺母一(11)，所述軸套(7)的外圍連接有鎖緊螺母二(12)，所述水平軸(2)的外圍連接有鎖緊螺母三(13)。
4.如權(quán)利要求1所述的船模槽道式推進(jìn)裝置，其特征在于:所述軸套(7)的下部帶有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)嵌入導(dǎo)流殼體(8)上端的徑向凹槽中,連接套(14)上端與軸套(7)固接,連接套(14)下端與導(dǎo)流殼體(8)固接。
5.如權(quán)利要求1所述的船模槽道式推進(jìn)裝置，其特征在于:所述軸套(7)與導(dǎo)流殼體(8)之間設(shè)有密封圈(15)。
6.如權(quán)利要求3所述的船模槽道式推進(jìn)裝置，其特征在于:位于導(dǎo)流殼體(8)內(nèi)的水平軸(2)的兩端與導(dǎo)流殼體(8)之間均設(shè)有密封套(16)，鎖緊螺母三(13)位于密封套(16)的外側(cè)，水平軸(2)上的所述軸承位于密封套(16)的內(nèi)側(cè)，密封套(16)與導(dǎo)流殼體(8)、密封套(16 )與水平軸(2 )之間均設(shè)有U型密封圈(17 )。
7.如權(quán)利要求6所述的船模槽道式推進(jìn)裝置，其特征在于:靠近所述水平錐齒輪(5)一端的水平軸(2)上設(shè)有襯套(18)，水平軸(2)上一側(cè)的所述軸承裝置在襯套(18)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B63H1/14GK103528790SQ201310489374
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】匡曉峰, 孫強(qiáng), 馮駿, 周德才, 魏納新, 王悅, 范亞麗 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所