一種船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可以提高推進(jìn)效率的船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中船舶通常是由螺旋槳驅(qū)動的，依靠安裝在船尾下部的螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推進(jìn)力使船舶移動。但螺旋槳旋轉(zhuǎn)時，在螺旋槳的槳轂的后面會產(chǎn)生強(qiáng)的轂渦流，使得轂后出現(xiàn)空化趨勢，轂渦流會降低船舶螺旋槳的效率，并且引起螺旋槳處的振動和噪音。為了解決這一問題，提高螺旋槳的推進(jìn)效率，有人采用對轉(zhuǎn)槳來降低這種轂渦流，也有人在螺旋槳槳轂帽上增加鰭片來降低轂渦流，分散并減小集中在轂帽上的轂渦空化。公開日為2015年3月25日，公開號為CN 104443333 A的專利文件公開了一種舵球式對轉(zhuǎn)螺旋槳，包括主螺旋槳、舵體、安裝在舵體上的舵球以及安裝在舵球上的輔螺旋槳;所述舵球為橢圓形回轉(zhuǎn)體，安裝在舵體的前方，正對主螺旋槳槳軸中心，舵球的直徑為主螺旋槳槳轂小端面直徑的
0.8?1.5倍;所述輔螺旋槳位于舵球上，直徑為主螺旋槳直徑的0.2?0.5倍，由內(nèi)置的小型集成電機(jī)驅(qū)動，與主螺旋槳旋向相反，其葉數(shù)與主螺旋槳相同或為主螺旋槳葉數(shù)±
1。該結(jié)構(gòu)節(jié)能效果顯著，兼具舵球和對轉(zhuǎn)槳的優(yōu)點，可使船舶整體推進(jìn)效率提高3%?8 % ο在船舶需要轉(zhuǎn)向操控打舵時，輔螺旋槳產(chǎn)生的推力有利于船舶轉(zhuǎn)向，可減小船舶回轉(zhuǎn)半徑，提高操縱性。但這種結(jié)構(gòu)需要在舵內(nèi)增加動力裝置，不但成本高，而且舵的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。公開日為2014年6月11日，公開號為CN 103857589A的專利文件公開了一種具有鰭的螺旋槳轂帽，包括位于船舶的螺旋槳轂帽的周邊處的鰭，和形成在每個鰭的端部處的端板，從而降低轂渦空化和減少船舵的空蝕現(xiàn)象。此外，鰭可以帶來除螺旋槳的推進(jìn)之外的輔助的推進(jìn)，從而進(jìn)一步提高了推進(jìn)效率。但該專利轂帽上的鰭板是固定在轂帽上的，這種固定形式的鰭板通常只在某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下具有較好的轂渦流消除作用，當(dāng)螺旋槳的轉(zhuǎn)速發(fā)生較大變化時，這種固定結(jié)構(gòu)鰭板的轂渦流消除作用會顯著降低，從而不能最大限度地發(fā)揮其降低轂渦流的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)其轂渦流消除作用差，不能適應(yīng)多種螺旋槳槳速的問題，而提供在一定的螺旋槳槳速范圍內(nèi)均能有效降低轂渦流的一種船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明為解決上述問題而采用的具體技術(shù)方案是，一種船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)，包括螺旋槳及船舵，所述螺旋槳包括槳轂及槳葉，槳轂上設(shè)有槳轂帽，所述船舵與槳轂帽相對的位置設(shè)有舵球，舵球水平方向的兩側(cè)設(shè)有助推翼，所述槳轂帽包括封閉結(jié)構(gòu)的槳轂帽殼體及設(shè)置在所述殼體外周面上的鰭板，槳轂帽殼體的安裝端直徑與槳轂的直徑相等，所述的鰭板上連接有轉(zhuǎn)軸，鰭板通過轉(zhuǎn)軸與設(shè)置在槳轂帽殼體內(nèi)的鰭板偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，槳轂帽的安裝端設(shè)有固定板，固定板上設(shè)有限位槽，所述鰭板偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括偏轉(zhuǎn)桿，偏轉(zhuǎn)桿的一端通過傳動機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸連接，偏轉(zhuǎn)桿的另一端設(shè)有一個慣性球，所述慣性球可滑動地適配在限位槽內(nèi)，偏轉(zhuǎn)桿與槳轂帽殼體之間還設(shè)有復(fù)位彈簧，螺旋槳轉(zhuǎn)動時，慣性球在慣性力的作用下在限位槽內(nèi)滑動，慣性球通過偏轉(zhuǎn)桿、傳動機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動帶動鰭板偏轉(zhuǎn)。
[0005]本發(fā)明螺旋槳槳轂帽的鰭板上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，而轉(zhuǎn)軸連接偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)螺旋槳的轉(zhuǎn)速不同時，偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以提供不同的偏轉(zhuǎn)角，從而使鰭板的螺旋角可以根據(jù)螺旋槳的轉(zhuǎn)速自動加以調(diào)整，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)的槳轂帽上固定鰭板不能根據(jù)螺旋槳的轉(zhuǎn)速調(diào)整偏轉(zhuǎn)角度，從而影響不同槳速下轂渦流消除效果的問題，提高螺旋槳的推進(jìn)效率;而板也具有類似螺旋槳的推進(jìn)作用，因此可以進(jìn)一步增加船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)的推進(jìn)效率。另一方面，本發(fā)明在船舵與槳轂帽相對的位置設(shè)有舵球，舵球水平方向的兩側(cè)設(shè)有助推翼，舵球與兩側(cè)的助推翼可以消減渦流，具有明顯的推力增強(qiáng)作用，從而提高船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)的推進(jìn)效率。
[0006]作為優(yōu)選，舵球的直徑是槳轂帽殼體最大直徑的I至2倍，舵球的后部逐漸收縮形成錐形結(jié)構(gòu)，所述的助推翼為兩塊，對稱設(shè)置在舵球的兩側(cè)，助推翼的高度是舵球直徑的30%至50%，助推翼的長度度是舵球直徑的I至2倍。
[0007]作為優(yōu)選，傳動機(jī)構(gòu)為齒輪傳動機(jī)構(gòu)，偏轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)軸的連接端設(shè)有主動齒輪，主動齒輪的輪軸設(shè)置在槳轂帽殼體上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有與主動齒輪嚙合的從動齒輪，偏轉(zhuǎn)桿通過主動齒輪、從動齒輪與轉(zhuǎn)軸連接。由于鰭板的轉(zhuǎn)軸一般設(shè)置在鰭板靠近固定板的一端，而當(dāng)螺旋槳具有較高的轉(zhuǎn)速時，為了更好地消除轂渦流，鰭板需要有更大的螺旋角，因此采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)兩個嚙合齒輪反向轉(zhuǎn)動的傳動原理，可以實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)桿與鰭板之間的偏轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換，在螺旋槳轉(zhuǎn)速增加時，達(dá)到鰭板螺旋角增大的目的。另一方面，采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)還可以通過齒輪的傳動比調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)桿的偏轉(zhuǎn)角與鰭板偏轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，以實現(xiàn)最好的轂渦流消除效果。
[0008]作為優(yōu)選，主動齒輪為扇形齒輪，扇形齒輪的一側(cè)設(shè)有與輪軸垂直的橫軸，偏轉(zhuǎn)桿鉸接在橫軸上。偏轉(zhuǎn)桿與主動齒輪通過橫軸鉸接，可以容許偏轉(zhuǎn)桿在槳轂帽徑向上出現(xiàn)位移，即慣性球的限位槽形狀有更多的選擇余地，這樣可以根據(jù)不同的螺旋槳工況在固定板上設(shè)計不同的慣性球限位槽，從而使得鰭板螺旋角與螺旋槳轉(zhuǎn)速之間具有不同的對應(yīng)關(guān)系，以實現(xiàn)最好的轂渦流消除效果。
[0009]作為優(yōu)選，限位槽為直槽，限位槽的中心線和限位槽兩端與固定板轉(zhuǎn)動中心之間的連線構(gòu)成直角三角形或鈍角三角形。直角三角形形式的限位槽其偏轉(zhuǎn)桿僅在與轉(zhuǎn)軸垂直的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)相對簡單。
[0010]作為優(yōu)選，限位槽為直槽，限位槽的中心線和限位槽兩端與固定板轉(zhuǎn)動中心之間的連線構(gòu)成鈍角三角形。鈍角三角形形式的限位槽其偏轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)面與轉(zhuǎn)軸傾斜，由于慣性球的起點更靠近槳轂的轉(zhuǎn)動中心且限位槽接近于徑向設(shè)置，與前述限位槽相比，螺旋槳的轉(zhuǎn)速變化引起的鰭板螺旋角的變化量相對較小，更適用于槳速變化較大的工況下使用。
[0011]作為優(yōu)選，鰭板的數(shù)量與螺旋槳的槳葉數(shù)量相同，鰭板靠近螺旋槳的一端位于相鄰兩個螺旋槳槳葉基部的中間位置。
[0012]作為優(yōu)選，鰭板的最大寬度是槳轂帽殼體最大直徑的20%至30%，鰭板的最大長度是槳轂帽軸向長度的60%至80%，鰭板外沿設(shè)有橫截面為圓形的邊條，邊條的直徑是鰭板厚度的2至4倍。邊條的設(shè)置可以使鰭板前后兩面之間的壓力差增加，有利于提高推進(jìn)效率，這里鰭板的最大寬度是指單個鰭板高出槳轂帽殼體徑向部分的最大值，槳轂帽的軸向長度是指槳轂帽在軸向上的最大長度。
[0013]作為優(yōu)選，螺旋槳轉(zhuǎn)動時鰭板的最大回轉(zhuǎn)直徑是槳葉最大回轉(zhuǎn)直徑的20%至30%。
[0014]作為優(yōu)選，固定板上設(shè)有槳轂帽安裝孔，槳轂帽與槳轂之間設(shè)有密封墊、槳轂帽殼體與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有密封圈。密封結(jié)構(gòu)用于防止槳轂帽內(nèi)進(jìn)水，從而影響慣性球的滑動。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，它有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)的船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)其轂渦流消除作用差，不能適應(yīng)多種螺旋槳槳速的問題，本發(fā)明的船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)在一定的螺旋槳槳速范圍內(nèi)均能有效降低轂渦流，提高螺旋槳的推進(jìn)效率，具有很高的實用價值。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明船舶推進(jìn)機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是螺旋槳的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明槳轂帽的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明舵板的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明槳轂帽的一種局部結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖6是本發(fā)明槳轂帽的一種局部結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖7是本發(fā)明槳轂帽的一種橫截面剖視圖；
圖8是本發(fā)明槳轂帽的另一種橫截面剖視圖；
圖9是本發(fā)明鰭板的一種橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
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