专利名称：一种插孔式桨叶螺距调节机构及桨叶螺距调节方法
技术领域：
本发明属于船舶的推进装置或操舵装置领域，尤其涉及一种用于模型可调螺旋桨 设计、开发、试验的螺旋桨桨叶螺距调节装置。
背景技术：
船舶推进装置对船舶营运的经济性起着决定性的作用。在选择船舶推进系统时最 重要的参数是投资费用、空间要求、推进效率或相应的燃油消耗率、可靠性和在船舶 营运期间推进系统的有效利用率。
在船舶推进装置的设计中，发动机、螺旋桨和船舶水动力特性之间的相互作用有 特殊重要意义；只有考虑了它们的组合，而且整个系统配置为最佳时，船舶推进系统 才称得上成本合理。
减少船舶阻力、改善船舶和螺旋桨水动力性能、提高主机效率和扭矩传输各单元 的效率以及在加热设备和发电设备采用节能系统，就能达到减少船舶燃油消耗和降低 燃油费用的目的。
将现有类型的发动机和推进器进行不同组合，可得到一系列可能的推进装置方案， 每艘船应根据船型及其计划运输服务范围选择最佳的推进系统方案，在这个选择过程 中，螺旋桨相关参数的设计、开发和试验是最关键的步骤之一。
在螺旋桨设计、开发和试验过程中，为确保各种船舶在各种环境工况下达到最佳 的功效，必需通过对模型可调螺旋桨进行相关实验，以便得到最佳的螺旋桨叶的螺距。
螺距的定义螺旋桨旋转一周在轴向移动的距离。
公开日为2008年5月21日，公开号为CN 101181929A的中国发明专利申请中公 开了一种"船用主推调距桨装置的选型设计方法"，其根据船体、主机和齿轮箱的已知 参数，选择桨毂直径dH，并按照定距桨系列图谱确定调距桨的桨叶直径D，盘面比 EAR,螺距比P/D,效率ti,桨叶数z;按照经验公式确定调距桨桨叶的质量和转动惯 量；并进行桨毂强度校核和承载能力校核，较好地满足了调距桨使用性能的要求，以 得到安全性和可靠性较佳的选型设计方案，设计资金投入少，程序简化，设计周期比 较短，系统性好，数据化处理方便，便于计算机管理，数据准确可靠，与后期设计的误差较小，在调距桨的后期技术设计过程中对选型设计所确定参数的改动少，调整方 便，使后期设计流程简化，周期縮短，效率提高。
该技术方案适用于螺旋桨的设计和开发阶段，其结果仍然有待于实际试验/实验环 节进行验证和/或修改。
目前，在实际的试验/实验环节中，常用/公知的对模型可调螺旋桨进行调距(实 际上是调整螺旋桨叶片相对于某一基准平面的旋转夹角)，是采用手工调距/变角法， 其利用刻度、刻线与放大镜相结合进行找准和定位，其旋转角度调节困难，精确度低， 费力、费时、效率低，数据重现性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简洁，操作方便，稳定、可靠，螺距 定位精确度高，调距效率高的插孔式桨叶螺距调节机构及桨叶螺距调节方法。
本发明的技术方案是提供一种插孔式桨叶螺距调节机构，包括桨毂和桨叶，其 所述桨叶的根部设置有伸入桨毂的根部轴，所述桨毂通过桨叶根部轴与桨叶联接，其 特征是:所述的桨毂包括第一和第二半桨毂，第一和第二半桨毂为哈付式结构；在第 一和第二半桨毂设置桨毂固结螺钉，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为一 体；在所述桨叶根部轴和第一、第二半桨毂上，设置桨叶定位组件；在所述桨叶根部 轴的端部和第一和第二半桨毂之间，对应设置桨叶螺距/角度定位销和定位孔。
其所述的桨毂固结螺钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置。
其所述的桨叶定位组件包括设置在桨叶根部轴上的环状定位槽、设置在第一和第 二半桨毂上的桨叶定位孔和位于定位孔中的桨叶定位螺钉，其环状定位槽和桨叶定位 孔垂直于桨叶根部轴的轴线设置。
其所述的桨叶定位孔/桨叶定位螺钉至少设置两组,各组桨叶定位孔/桨叶定位螺钉 之间沿桨叶根部轴外表面圆周均布设置。
其所述的桨叶螺距/角度定位销至少为一个，其固定在桨叶根部轴的端部，与桨叶 根部轴的轴线平行设置；所述各桨叶螺距/角度定位销钉沿着以桨叶根部轴轴线为圆 心、直径小于桨叶根部轴直径的定位圆周，均布设置；在第一和第二半桨毂中与桨叶 螺距/角度定位销钉相对应的位置，同圆心地设置桨叶螺距/角度定位孔组。
进一步地，桨叶螺距/角度定位孔组包括多个沿着以桨叶根部轴轴线为圆心、沿定 位圆周等分或不等分地分布设置的桨叶螺距/角度定位孔。
其所述的桨叶根部轴与第一/第二半桨毂之间紧密配合设置，将桨叶根部轴定位/固结于第一和第二半桨毂中。
本发明还提供了一种上述机构的桨叶螺距调节方法，包括对桨叶的螺距/角度进行 调节，其特征是
A) 旋出桨毂圆周上的桨叶定位螺钉；
B) 松开桨毂固结螺钉，使桨叶轴可自由转动；
C) 拔出桨叶，使桨叶上的桨叶螺距/角度定位销离开桨毂上的桨叶螺距/角度定 位孔；
D) 转动桨叶，根据需要的角度将桨叶上的销钉插入相应的桨毂定位孔内；
E) 旋入桨毂圆周上的桨叶定位螺钉，使桨叶轴按需要的螺距/角度定位；
F) 对同一桨毂上的其余桨叶重复上述步骤，使所有桨叶达到所需要的螺距/角度 且定位；
G)锁紧浆毂上的桨毂固结内六角螺钉，调整结束。
与现有技术比较，本发明的优点是
1. 采用插孔式调距机构，螺距精确度高、省时、省力，调节螺距效率高；
2. 桨叶上的定位销插入桨毂上的定位孔后稳定性好，无轴向位移；
3. 可按用户要求制作不同螺距的定位孔，调节、使用方便；
4. 毂采用哈付式结构，能将桨叶与桨毂的配合间隙减少至零，使得桨叶在每次调 螺距时重复定位误差减少到最低；
5. 桨叶上的定位销和桨毂上的定位孔采用高精确度机床加工，定位精度高。
图l为插孔式桨叶螺距调节机构结构示意图2为插孔式桨叶螺距调节机构桨叶角度位置示意图。
图中1为第一半桨毂，2为桨叶，2-1为桨叶根部轴，2-2为桨叶环状定位槽，3-1 为桨叶定位螺钉，3-2为桨叶定位孔，4为第二半桨毂，5为桨穀固结内六角螺钉，6-1 为桨叶螺距/角度定位销钉，6-2为桨叶螺距/角度定位孔，6-3为定位圆周。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图l中，本插孔式桨叶螺距调节机构包括桨毂和桨叶，其所述桨叶2的根部设置 有伸入桨毂的根部轴2-1,所述桨毂通过桨叶根部轴与桨叶联接，其发明点在于浆毂包括第一半桨毂1和第二半桨毂4，第一和第二半桨毂为哈付式分体/扣合结构；在第 一和第二半桨毂设置桨毂固结螺钉5，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为 一体；在所述桨叶根部轴和第一、第二半桨毂上，设置桨叶定位组件；在所述桨叶根 部轴的端部和第一和第二半桨毂之间，对应设置桨叶螺距/角度定位销6-1和定位孔 6-2。
其所述的桨毂固结螺钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置。
其所述的桨叶定位组件包括设置在桨叶根部轴上的环状定位槽2-2、设置在第一 和第二半桨毂上的桨叶定位孔3-2和位于定位孔中的桨叶定位螺钉3-1，其环状定位槽 和桨叶定位孔垂直于桨叶根部轴的轴线设置。
其所述的桨叶定位孔/桨叶定位螺钉至少设置两组，各组桨叶定位孔/桨叶定位螺钉 之间沿桨叶根部轴外表面圆周均布设置。
其所述的桨叶螺距/角度定位销至少为一个，其固定在桨叶根部轴的端部，与桨叶 根部轴的轴线平行设置；所述各桨叶螺距/角度定位销钉沿着以桨叶根部轴轴线为圆 心、直径小于桨叶根部轴直径的定位圆周均布设置；在第一和第二半桨毂中与桨叶螺 距/角度定位销钉相对应的位置，设置对应的桨叶螺距/角度定位孔组。
其所述的桨叶根部轴与第一/第二半桨毂之间紧密配合设置，将桨叶根部轴定位/ 固结于第一和第二半桨毂中。
图2实际上是图1中第一和第二半桨毂的A-A'剖面图，由图可见，桨叶螺距/ 角度定位孔组包括多个沿着以桨叶根部轴轴线为圆心、沿定位圆周6-3等分或不等分 地分布设置的桨叶螺距/角度定位孔6-2。
通常，各桨叶螺距/角度定位孔之间相隔为5度为宜。
由图亦可见，第一半桨毂l和第二半桨毂4为哈付式分体/扣合结构；在第一和第 二半桨毂对称地设置桨毂固结螺钉5，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为 一体。
其桨毂固结螺钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置，出于便于加工和方 便操作的考虑，以选用内六角螺钉为宜。
在实际使用时，出于受力均匀、定位准确、保证桨叶螺距稳定可靠等方面的考虑，
桨毂固结螺钉5以对称设置四个为宜；通过四个螺钉的固定，能减小桨叶与桨毂的配
合间隙，重复定位精确度高；调节时松开螺钉，调节后锁紧螺钉，桨毂紧固桨叶，保 证了桨叶螺距稳定可靠、牢固不变。
同样，为了保证桨叶升出距离固定不变，分布在桨毂圆周上的桨叶定位孔3-2和位于定位孔中的桨叶定位螺钉3-1也以对称设置四个为宜。
桨毂上根据用户所需螺距角制作的相应定位销孔6-2与桨叶上的定位销6-1相对 应配合，调节方便、准确，能减少调距时间，提高了调距精度和效率。
桨叶螺距/角度定位销6-1和定位孔6-是一对多的关系，定位孔通常可以设置成 相隔5度设一个，可根据用户所需的螺距角设定制作定位销孔，调节桨叶螺距，这样 的结构。确保了定位和调节的精确度高、省时，快速、稳定、牢固。
上述装置的调节方法
实际操作时，第一/第二半桨毂1和4通过4个桨毂固结内六角螺钉5将桨叶2 固定；调节桨叶螺距前旋出桨毂圆周上的四个桨叶定位螺钉3-1,松开四个桨毂固结 内六角螺钉5，使桨叶轴可自由转动，此时可拔出桨叶2，使桨叶上的桨叶螺距/角度 定位销6-l离开桨毂上的桨叶螺距/角度定位孔6-2，转动桨叶，根据需要的角度将桨 叶上的销钉插入桨毂的定位孔内，旋入桨叶定位螺钉3-1。按上述方法调节位于同一 浆毂上每个桨叶的角度后，锁紧浆毂上的四个桨毂固结内六角螺钉5即可。
特别地，申请人认为，对该技术领域的普通技术人员来说，根据以上技术方案和 实施例，可以很容易地联想到其他的等同替换和/或变形。因此，本发明并不局限于上 述具体实施例，其仅仅作为例子对本发明的技术方案进行详细的和/或示范性的说明。
在不背离本发明宗旨的范围内，本领域的普通技术人员，可以根据上述技术方案 和/或具体实施例，通过各种等同替换，得到具有相同或相近似技术功能的技术方案，
但是这些技术方案均应该包含在本^:明的权利要求的范围及其等同的范围之内。
本发明可广泛用于各种螺旋桨设计、开发、试验过程中的螺旋桨桨叶螺距调节领域。
权利要求
1. 一种插孔式桨叶螺距调节机构，包括桨毂和桨叶，其所述桨叶的根部设置有伸入桨毂的根部轴，所述桨毂通过桨叶根部轴与桨叶联接，其特征是所述的浆毂包括第一和第二半桨毂，第一和第二半桨毂为哈付式结构；在第一和第二半桨毂设置桨毂固结螺钉，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为一体；在所述桨叶根部轴和第一、第二半桨毂上，设置桨叶定位组件；在所述桨叶根部轴的端部和第一和第二半桨毂之间，对应设置桨叶螺距/角度定位销和定位孔。
2. 按照权利要求1所述的插孔式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨毂固结螺 钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置。
3. 按照权利要求1所述的插孔式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨叶定位组 件包括设置在桨叶根部轴上的环状定位槽、设置在第一和第二半桨毂上的桨叶定位孔 和位于定位孔中的桨叶定位螺钉，其环状定位槽和桨叶定位孔垂直于桨叶根部轴的轴 线设置。
4. 按照权利要求3所述的插孔式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨叶定位孔/ 桨叶定位螺钉至少设置两组，各组桨叶定位孔/桨叶定位螺钉之间沿桨叶根部轴外表面 週周均布设置。
5. 按照权利要求1所述的插孔式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨叶螺距/角 度定位销至少为一个，其固定在桨叶根部轴的端部，与桨叶根部轴的轴线平行设置；所述各桨叶螺距/角度定位销钉沿着以桨叶根部轴轴线为圆心、直径小于桨叶根 部轴直径的定位圆周，均布设置；在第一和第二半桨毂中与桨叶螺距/角度定位销钉相对应的位置，同圆心地设置 桨叶螺距/角度定位孔组。
6. 按照权利要求5所述的插孔式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨叶螺距/角 度定位孔组包括多个沿着以桨叶根部轴轴线为圆心、沿所述定位圆周等分或不等分地 分布设置的桨叶螺距/角度定位孔。
7. 按照权利要求1所述的插孔式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨叶根部轴 与第一/第二半桨毂之间紧密配合设置，将桨叶根部轴定位/固结于第一和第二半桨毂 中。
8. —种如权利要求1所述机构的桨叶螺距调节方法,包括对桨叶的螺距/角度进行 调节，其特征是A) 旋出桨毂圆周上的桨叶定位螺钉；B) 松开桨毂固结螺钉，使桨叶轴可自由转动；C) 拔出桨叶，使桨叶上的桨叶螺距/角度定位销离开桨毂上的桨叶螺距/角度定位孔；D) 转动桨叶，根据需要的角度将桨叶上的销钉插入相应的桨毂定位孔内；E) 旋入桨毂圆周上的桨叶定位螺钉，使桨叶轴按需要的螺距/角度定位；F) 对同一桨毂上的其余桨叶重复上述步骤，使所有桨叶达到所需要的螺距/角 度且定位；G) 锁紧浆毂上的桨毂固结内六角螺钉，调整结束。
全文摘要
一种插孔式桨叶螺距调节机构及桨叶螺距调节方法，属于船舶推进装置领域。包括桨毂和桨叶，桨叶的根部设置有根部轴，其所述的桨毂为由第一和第二半桨毂构成的哈付式结构，在第一/第二半桨毂设置桨毂固结螺钉，在桨叶根部轴和第一、第二半桨毂上设置桨叶定位组件，在桨叶根部轴的端部和第一和第二半桨毂之间，设置桨叶螺距/角度定位销和定位孔；本发明还提供了上述机构的桨叶螺距调节方法。本技术方案结构简洁，操作方便、稳定、可靠，螺距定位精确度高，调距效率高，可广泛用于各种模型可调螺旋桨的设计/开发/试验领域。
文档编号B63B9/00GK101417701SQ20081020382
公开日2009年4月29日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者俊 吴, 谢永忠, 金文达 申请人:上海诸光机械有限公司