對(duì)轉(zhuǎn)槳前后槳槳轂連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)前后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀連接結(jié)構(gòu)，屬于船舶設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)轉(zhuǎn)螺旋獎(jiǎng)的型式有多種，其中對(duì)于前后獎(jiǎng)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的螺旋獎(jiǎng)來說，前獎(jiǎng)通常由 船體內(nèi)部的燃?xì)廨啓C(jī)(或電機(jī))帶動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)前螺旋獎(jiǎng)轉(zhuǎn)動(dòng);后獎(jiǎng)通常采用吊艙式電力推進(jìn)型 式。從節(jié)能原理的角度出發(fā)，對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)的型式主要是采用后獎(jiǎng)與前獎(jiǎng)反轉(zhuǎn)，從而回收前獎(jiǎng)尾滿 中的能量，達(dá)到節(jié)能的效果。然而，現(xiàn)有對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)型式對(duì)穀滿損失的考慮不夠充分，獎(jiǎng)穀獎(jiǎng)帽 銜接型式都沒有經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，常規(guī)對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)的前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀采用圓臺(tái)的形狀，大端在船首方向， 小端在船尾方向，會(huì)產(chǎn)生大量的滿，進(jìn)而造成能量的損失，不能充分發(fā)揮對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)節(jié)能的效 果，與對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)的設(shè)計(jì)初衷不一致。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)型式對(duì)穀滿損失的考慮不夠充分，獎(jiǎng) 穀獎(jiǎng)帽銜接型式都沒有經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，會(huì)產(chǎn)生大量的滿，進(jìn)而造成能量的損失，不能充分發(fā) 揮對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)節(jié)能的效果。
[0004] 本發(fā)明采取W下技術(shù)方案：
[0005] -種對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)前后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀連接結(jié)構(gòu)，包括共軸設(shè)置的前獎(jiǎng)、后獎(jiǎng);前獎(jiǎng)由船體內(nèi)部的 燃?xì)廨啓C(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，后獎(jiǎng)由其尾部的電動(dòng)機(jī)吊艙3驅(qū)動(dòng);所述前獎(jiǎng)包括前獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉1、前獎(jiǎng)獎(jiǎng) 穀2、前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4;所述后獎(jiǎng)包括后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5、后獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉6;所述后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5、前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4、前獎(jiǎng)獎(jiǎng) 穀2的橫截面均為圓形；后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5與前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4的母線為一段連貫的正弦曲線段7,其中后 獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5直徑大于前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4的直徑；正弦曲線段7曲線首尾端的切線與螺旋獎(jiǎng)的軸線8平 行；當(dāng)驅(qū)動(dòng)前獎(jiǎng)的主機(jī)工作時(shí)，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀2帶動(dòng)前獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉1及前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4轉(zhuǎn)動(dòng)，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉1產(chǎn)生 推力，同時(shí)向后推出旋轉(zhuǎn)尾流，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀2附近流動(dòng)貼合前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4流向后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5;驅(qū)動(dòng)后 獎(jiǎng)的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，后獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉6轉(zhuǎn)動(dòng)回收前獎(jiǎng)旋轉(zhuǎn)尾流，從而回收能量，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4的來流平 順流過，不產(chǎn)生過多滿旋耗散。
[0006] 本技術(shù)方案提供了一套對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽與后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀形狀配合的設(shè)計(jì)型式，重點(diǎn)在 于其水動(dòng)力性能的合理性，從而可W達(dá)到節(jié)能的目的。
[0007] 進(jìn)一步的，所述前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀2呈圓柱形，其直徑與所述前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4的前端相同，兩者平 滑對(duì)接。
[000引進(jìn)一步的，所述前獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉1與前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀2為一體式結(jié)構(gòu)。
[0009] 進(jìn)一步的，設(shè)前獎(jiǎng)的直徑為D，在前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4的末端邊緣通過半徑為0.4%D的面倒 圓光順過度;在后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5的前端邊緣采用半徑為1.2%D的面倒圓來光順過度;前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4 與后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5之間的間隙為1%D。
[0010] 進(jìn)一步的，對(duì)于正弦曲線段7的形狀確定由電動(dòng)機(jī)吊艙3船首方向端的半徑RW及 前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀2船尾方向端的半徑rW及運(yùn)兩個(gè)端面之間的距離L共同確定;在X0Y坐標(biāo)系中，原 點(diǎn)ο位于電動(dòng)機(jī)吊艙3船首方向端面圓的圓屯、位置，X軸正方向指向船首，Υ軸正方向垂直向 上，則正弦曲線段7形狀表達(dá)為：
[0011] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0012] 1)充分考慮對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)型式對(duì)穀滿損失，對(duì)獎(jiǎng)穀獎(jiǎng)帽銜接型式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免產(chǎn) 生大量的滿，從而避免能量的損失，發(fā)揮更好的節(jié)能效果。
[0013] 2)將前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀設(shè)計(jì)成圓柱形，打破了傳統(tǒng)的圓臺(tái)狀設(shè)計(jì)型式的慣常設(shè)計(jì)。
[0014] 3)后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀外徑大于前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀，大端在后，也打破了現(xiàn)有技術(shù)大端在前的慣常設(shè) 計(jì)。
[0015] 4)正弦曲線段母線精屯、設(shè)計(jì)，并通過大量的模擬與試驗(yàn)選定最佳的正弦曲線線 型，同時(shí)對(duì)后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀及前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽相對(duì)應(yīng)的邊緣進(jìn)行特定半徑的圓弧倒角設(shè)計(jì)，優(yōu)化效果更 加。
[0016] 5)后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀與前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽之間留有特定的間隙，兼顧設(shè)計(jì)上的安全性W及運(yùn)行效 率。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)前后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀連接結(jié)構(gòu)的立體示意圖。由于本發(fā)明所需著重表 達(dá)的結(jié)構(gòu)部分設(shè)及平滑過度的線型，純線框圖難W清晰表達(dá)，因此圖1采用邊界清晰的效果 圖進(jìn)行表達(dá)。
[001引圖2是與圖1相對(duì)應(yīng)的線框圖。
[0019] 圖3是本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)前后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀連接結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0020] 圖中，1前獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉；2前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀;3吊艙（內(nèi)含電動(dòng)機(jī)）；4前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽；5后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀;6后獎(jiǎng) 獎(jiǎng)葉;7設(shè)計(jì)曲線;8前后獎(jiǎng)軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0022] 參見圖1-圖3,一種適用于對(duì)轉(zhuǎn)螺旋獎(jiǎng)系統(tǒng)的獎(jiǎng)穀及獎(jiǎng)帽連接型式。該設(shè)計(jì)應(yīng)用于 前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀、前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽W及后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀上，通過形狀之間的相互配合，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0023] 該結(jié)構(gòu)型式主要由非常規(guī)前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀尺寸、特殊形狀前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽，W及配合前獎(jiǎng)尾流 的后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀形狀共同構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)關(guān)系如下：
[0024] 如附圖1-圖3所示，前獎(jiǎng)由1、2、4Ξ部分構(gòu)成;后獎(jiǎng)由5、6兩部分構(gòu)成，而后獎(jiǎng)由3中 的電機(jī)Μ驅(qū)動(dòng);前后獎(jiǎng)共軸線，8表示該軸線;7標(biāo)出了一段正弦曲線，運(yùn)條正弦曲線是本發(fā)明 的核屯、，它的形狀設(shè)計(jì)決定了獎(jiǎng)穀附近區(qū)域的水流節(jié)能與否。
[0025] 常規(guī)對(duì)轉(zhuǎn)獎(jiǎng)的前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀采用圓臺(tái)的形狀，大端在船首方向，小端在船尾方向，本設(shè) 計(jì)創(chuàng)新采用圓柱形獎(jiǎng)穀2,相較于大端在前的情況，更利于節(jié)能，相對(duì)于大端在后的情況有 更大的強(qiáng)度W及合理的重量分配;前獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉1與獎(jiǎng)穀2-體，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4安裝于前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀2的 船尾方向一端，其船首方向端直徑與前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀直徑相等，其側(cè)面重合于曲線7繞獎(jiǎng)軸線8旋 轉(zhuǎn)所形成的曲面;在獎(jiǎng)帽4的末端邊緣通過半徑為0.4%D的面倒圓光順過度(D表示前獎(jiǎng)直 徑，下同）；吊艙3中的電動(dòng)機(jī)Μ帶動(dòng)后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5連同后獎(jiǎng)獎(jiǎng)葉6轉(zhuǎn)動(dòng)，后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5的側(cè)面同樣重 合于曲線7繞獎(jiǎng)軸線8旋轉(zhuǎn)所形成的曲面，其船首方向端采用半徑為1.2%D的面倒圓來光順 過度;確保前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽4與后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀5之間的間隙為1%D。
[0026] 對(duì)于正弦曲線段7的形狀確定主要由吊艙3船首方向端的半徑RW及前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀2船 尾方向端的半徑rW及運(yùn)兩個(gè)端面之間的距離L共同確定。在X0Y坐標(biāo)系中，原點(diǎn)0位于吊艙3 船首方向端面圓的圓屯、位置，X軸正方向指向船首，Y軸正方向垂直向上，則其形狀可W表達(dá) 為：
[0027]
[0028] 正弦曲線平滑光順，上一個(gè)波峰到最近的波谷過程中起伏平緩，從而不會(huì)導(dǎo)致過 多的能量損失，同時(shí)曲線首尾端的切線與螺旋獎(jiǎng)的軸線8平行可保證與前后結(jié)構(gòu)物的過度 光順，如附圖1、3所示。
[0029] 本發(fā)明為特定形狀的設(shè)計(jì)，于工程實(shí)用安裝后，為主機(jī)或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所帶動(dòng)的結(jié) 構(gòu)物，無需特別操作。
[0030] 當(dāng)驅(qū)動(dòng)前獎(jiǎng)的主機(jī)工作時(shí)，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀帶動(dòng)獎(jiǎng)葉及獎(jiǎng)帽轉(zhuǎn)動(dòng)，獎(jiǎng)葉產(chǎn)生推力，同時(shí)向 后推出旋轉(zhuǎn)尾流，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀附近流動(dòng)貼合前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽流向后獎(jiǎng)獎(jiǎng)穀;驅(qū)動(dòng)后獎(jiǎng)的電動(dòng)機(jī)工作 時(shí)，后獎(jiǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)回收前獎(jiǎng)旋轉(zhuǎn)尾流，從而回收能量，前獎(jiǎng)獎(jiǎng)帽的來流平順流過，不產(chǎn)生過多滿 旋耗散。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對(duì)轉(zhuǎn)槳前后槳槳轂連接結(jié)構(gòu)，其特征在于： 包括共軸設(shè)置的前槳、后槳;前槳由船體內(nèi)部的燃?xì)廨啓C(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，后槳由其尾部的 電動(dòng)機(jī)吊艙(3)驅(qū)動(dòng)； 所述前槳包括前槳槳葉（1)、前槳槳轂(2)、前槳槳帽（4);所述后槳包括后槳槳轂(5)、 后槳槳葉(6); 所述后槳槳轂(5 )、前槳槳帽(4 )、前槳槳轂(2)的橫截面均為圓形； 后槳槳轂(5)與前槳槳帽(4)的母線為一段連貫的正弦曲線段(7)，其中后槳槳轂(5)直 徑大于前槳槳帽(4)的直徑； 正弦曲線段(7)曲線首尾端的切線與螺旋槳的軸線(8)平行； 當(dāng)驅(qū)動(dòng)前槳的主機(jī)工作時(shí)，前槳槳轂(2)帶動(dòng)前槳槳葉（1)及前槳槳帽(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，前槳槳 葉（1)產(chǎn)生推力，同時(shí)向后推出旋轉(zhuǎn)尾流，前槳槳轂(2)附近流動(dòng)貼合前槳槳帽(4)流向后槳 槳轂(5);驅(qū)動(dòng)后槳的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，后槳槳葉(6)轉(zhuǎn)動(dòng)回收前槳旋轉(zhuǎn)尾流，從而回收能量， 前槳槳帽(4)的來流平順流過，不產(chǎn)生過多渦旋耗散。2. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)轉(zhuǎn)槳前后槳槳轂連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前槳槳轂(2)呈 圓柱形，其直徑與所述前槳槳帽(4)的前端相同，兩者平滑對(duì)接。3. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)轉(zhuǎn)槳前后槳槳轂連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前槳槳葉（1)與 前槳槳轂(2)為一體式結(jié)構(gòu)。4. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)轉(zhuǎn)槳前后槳槳轂連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:設(shè)前槳的直徑為D，在 前槳槳帽(4)的末端邊緣通過半徑為0.4%D的面倒圓光順過度;在后槳槳轂(5)的前端邊緣 采用半徑為1.2%D的面倒圓來光順過度;前槳槳帽(4)與后槳槳轂(5)之間的間隙為1%D。5. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)轉(zhuǎn)槳前后槳槳轂連接結(jié)構(gòu)，其特征在于： 對(duì)于正弦曲線段（7)的形狀確定由電動(dòng)機(jī)吊艙（3)船首方向端的半徑R以及前槳槳轂 (2)船尾方向端的半徑r以及這兩個(gè)端面之間的距離L共同確定;在XOY坐標(biāo)系中，原點(diǎn)O位于 電動(dòng)機(jī)吊艙(3)船首方向端面圓的圓心位置，X軸正方向指向船首，Y軸正方向垂直向上，則 正弦曲線段(7)形狀表達(dá)為：
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對(duì)轉(zhuǎn)槳前后槳槳轂連接結(jié)構(gòu)，包括共軸設(shè)置的前槳、后槳；前槳由船體內(nèi)部的燃?xì)廨啓C(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，后槳由其尾部的電動(dòng)機(jī)吊艙驅(qū)動(dòng)；前槳包括前槳槳葉、前槳槳轂、前槳槳帽；后槳包括后槳槳轂、后槳槳葉；后槳槳轂、前槳槳帽、前槳槳轂的橫截面均為圓形；后槳槳轂與前槳槳帽的母線為一段連貫的正弦曲線段，其中后槳槳轂直徑大于前槳槳帽的直徑；正弦曲線段曲線首尾端的切線與螺旋槳的軸線平行；當(dāng)驅(qū)動(dòng)前槳的主機(jī)工作時(shí)，前槳槳轂帶動(dòng)前槳槳葉及前槳槳帽轉(zhuǎn)動(dòng)，前槳槳葉產(chǎn)生推力，同時(shí)向后推出旋轉(zhuǎn)尾流，前槳槳轂附近流動(dòng)貼合前槳槳帽流向后槳槳轂；驅(qū)動(dòng)后槳的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，后槳槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)回收前槳旋轉(zhuǎn)尾流，從而回收能量，前槳槳帽的來流平順流過。
【IPC分類】B63H5/10
【公開號(hào)】CN105523160
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610005267
【發(fā)明人】劉洋浩, 周志勇, 吳小平, 張雨新
【申請(qǐng)人】上海船舶研究設(shè)計(jì)院
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日