CN102001430A - 一种可变直径螺旋桨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种可变直径螺旋桨。包括桨叶和桨毂，还包括固定凸轮和桨叶伸缩机构；固定凸轮设置在桨毂中心线偏下方；桨叶伸缩机构由伸缩主轴、伸缩肩板、伸缩侧板、滚动轴承、滚动轴承轴、拉力弹簧组成；桨毂固定于螺旋桨主轴上；桨叶和伸缩机构主轴连接成一个固定的整体，伸缩机构主轴和伸缩机构侧板通过伸缩机构肩板连接；轴承位于伸缩结构主轴和固定凸轮之间；轴承通过轴承轴固定在伸缩机构上；伸缩机构肩板上装有两个强拉力弹簧。本发明能够极大的降低不均匀流场中螺旋桨推力和力转矩的脉动幅值，较小主轴振动，同时减小桨叶空泡。适用于等螺距、小后倾螺旋桨。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种船舶推进装置，具体地说是一种可变直径螺旋桨。
背景技术
螺旋桨工作在船后不均匀流场中，这种不均匀的流场导致了螺旋桨所产生的推力和转矩的周期性脉动，这种脉动力会导致严重的主轴振动，由于主轴和船体直接相连，主轴上的脉动力又会传递到船体，导致船体的剧烈振动，产生强烈的机械噪声；同时伴流的不均匀性对螺旋桨空化有严重的影响，距离船体越近的位置，伴流越大，桨叶的载荷也越大，在此位置桨叶的空化现象越严重，空化带来的主要不良后果有3个：1)强烈空泡噪声；2)严重的桨叶剥蚀；3)降低螺旋桨效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低主轴和船体振动、减小桨叶表面空泡的可变直径螺旋桨。
本发明的目的是这样实现的：可变直径螺旋桨的组成包括桨叶和桨毂，还包括固定凸轮和桨叶伸缩机构；固定凸轮设置在桨毂中心线偏下方；桨叶伸缩机构由伸缩主轴、伸缩肩板、伸缩侧板、滚动轴承、滚动轴承轴、拉力弹簧组成；桨毂固定于螺旋桨主轴上，和螺旋桨主轴一起旋转，桨毂和收缩机构侧板之间只存在径向运动，不存在周向运动；桨叶和伸缩机构主轴连接成一个固定的整体，伸缩机构主轴和伸缩机构侧板通过伸缩机构肩板连接；轴承位于伸缩结构主轴和固定凸轮之间；轴承通过轴承轴固定在伸缩机构上；伸缩机构肩板上装有两个强拉力弹簧。
本发明还可以包括：
1、伸缩机构侧板和桨毂之间装有上密封垫、中密封垫和下密封垫。
2、在桨毂内侧上开有左右两个透气孔。
本发明的可变直径螺旋桨在螺旋桨的桨毂中设置固定凸轮和桨叶伸缩机构，由于螺旋桨上部靠近船体处的伴流较大，因此将固定凸轮的位置设置在桨毂中心线偏下方，当桨叶旋转到上部强伴流区域时，由于在此位置处距离固定凸轮较远，便会被桨叶伸缩机构拉回至固定凸轮，这样就使伴流较大区域的桨叶长度缩短，减少了伴流对桨叶的影响，从而降低了桨叶表面的空化。当桨叶旋转到下部伴流较弱的区域时，由于在此位置处距离固定凸轮较近，便会被凸轮推出，这样就使伴流较小区域的桨叶伸长，这样减小了螺旋桨推力和转矩的周期性脉动，减小了对船体的影响，而由于在螺旋桨下部距离船体较远，伴流较小，因此较长的桨叶也不会产生严重的空化。
本发明的优点是：能够极大的降低不均匀流场中螺旋桨推力和力转矩的脉动幅值，较小主轴振动，同时减小桨叶空泡。本发明的一个实例可完全消除桨叶的推力脉动，同时降低67％的转矩脉动；或完全消除转矩脉动，同时降低70％的推力脉动，还可降低螺旋桨空泡展向长度至原来的20％。本发明尤其适用于等螺距、小后倾螺旋桨。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种可变直径螺旋桨，由桨叶、桨毂、固定凸轮和桨叶伸缩机构构成。
桨叶伸缩机构由伸缩主轴13、伸缩肩板4、伸缩侧板12、滚动轴承6、滚动轴承轴7、拉力弹簧8组成。桨毂1固定于螺旋桨主轴，和螺旋桨主轴一起旋转，桨毂1和收缩机构侧板12之间只存在径向运动，不存在周向运动。桨叶2和伸缩机构主轴13焊接成一个固定的整体，伸缩机构主轴13和伸缩机构侧板12通过伸缩机构肩板4连接。轴承6位于伸缩结构主轴13和固定凸轮3之间，实现伸缩机构主轴13和固定凸轮3之间实现无摩擦的周向和径向运动。轴承6通过轴承轴7固定在伸缩机构上。伸缩机构肩板4上装有两个强拉力弹簧8。固定凸轮3表面和桨毂1的外边界线之间的距离不同，可以控制桨叶2的伸出运动，桨叶2的缩进运动由强拉力弹簧8控制。伸缩机构侧板12和桨毂1之间装有上密封垫9、中密封垫10和下密封垫11。保证桨叶伸缩运动时的水密性。在桨毂内侧上开有左右两个透气孔5。保证伸缩机构内部的通气性，避免大气压给伸缩机构带来的附加力，减小伸缩运动时，伸缩机构主轴13所承受的拉伸力。
本发明的工作原理是：固定凸轮3的表面和桨毂1表面不同周向位置的径向距离不同，桨叶旋转时，径向距离的减小使得固定凸轮3将桨叶2通过伸缩机构主轴13向外推出；当径向距离增加时，强拉力弹簧8将桨叶2通过伸缩机构主轴13向内拉伸。在桨叶旋转过程中，强拉力弹簧8始终处于拉伸状态。
Claims (3)
1.一种可变直径螺旋桨，包括桨叶和桨毂，其特征是：还包括固定凸轮和桨叶伸缩机构；固定凸轮设置在桨毂中心线偏下方；桨叶伸缩机构由伸缩主轴、伸缩肩板、伸缩侧板、滚动轴承、滚动轴承轴、拉力弹簧组成；桨毂固定于螺旋桨主轴上；桨叶和伸缩机构主轴连接成一个固定的整体，伸缩机构主轴和伸缩机构侧板通过伸缩机构肩板连接；轴承位于伸缩结构主轴和固定凸轮之间；轴承通过轴承轴固定在伸缩机构上；伸缩机构肩板上装有两个强拉力弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种可变直径螺旋桨，其特征是：伸缩机构侧板和桨毂之间装有上密封垫、中密封垫和下密封垫。
3.根据权利要求1或2所述的一种可变直径螺旋桨，其特征是：在桨毂内侧上开有左右两个透气孔。
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