双导管变径船用螺旋桨的制作方法

本发明是一种双导管变径船用螺旋桨，其涉及一种船用螺旋桨，特别是涉及一种能够改变螺旋桨有效直径、采用双导管引导水流的船用螺旋桨。

背景技术：

船用螺旋桨的种类繁多，常见的民用船舶螺旋桨主要有普通螺旋桨（或称定距桨）、涵道螺旋桨（也称导流管螺旋桨，简称导管螺旋桨）、可调螺距螺旋桨。螺旋桨本身有许多可控参数，例如螺距、侧斜、纵斜等。可调螺距螺旋桨就是利用调节螺距角实现控制螺旋桨推力的技术。

可调螺距螺旋桨也称可变螺距螺旋桨，简称变距螺旋桨。可调螺距螺旋桨通过毂内变距机构带动桨叶围绕桨叶根部轴线旋转，改变螺距角和螺旋桨螺距，从而改变螺旋桨推力大小，以适应船舶改变航速要求，改善船舶操纵性能。可调螺距螺旋桨通过改变螺旋桨螺距提供各种转速下最合理的经济工况，节省燃料，提高船舶的经济性能。

若螺旋桨的桨叶纵斜角在某个范围内连续可调，该螺旋桨在垂直于桨轴平面上的投影直径（或者称为有效直径）可以连续变化，螺旋桨盘面积连续变化，在其他条件相同时，该螺旋桨推力也连续变化，实现改善船舶操纵性能、提高船舶经济性能的作用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改变桨叶纵斜角从而改变螺旋桨有效直径，实现螺旋桨推力连续变化，并且采用双导管引导水流提高螺旋桨效率的船用螺旋桨。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是双导管变径船用螺旋桨包括桨叶、桨毂、o形密封圈、压盖一、压盖二、船轴、推拉杆、外导管、导管筋板、内导管。船轴是空芯轴，推拉杆在船轴内腔，桨毂靠近船舶的一端是桨毂前端，桨毂远离船舶的一端是桨毂后端，桨毂后端径向外侧均布有若干个桨叶，桨叶根部与桨毂之间的接触面是球面，桨叶根部有不完全齿轮，推拉杆位于桨毂内的一端有若干个齿条，位于船舶动力舱内的液压变径活塞驱动推拉杆沿着船轴的轴向移动，每一个齿条与一个不完全齿轮相互配合，带动桨叶围绕桨叶纵斜轴线旋转，改变桨叶纵斜角从而改变螺旋桨有效直径，实现螺旋桨推力连续变化。所述螺旋桨的径向外侧有外导管和内导管。船轴带动桨叶旋转产生主推力水流从内导管径向内侧流过，主推力水流在内导管后端得到加速，使外导管后端水流静压力降低，诱导外导管前端吸入更多的水流，外导管径向内侧的水流静压力降低，外导管径向外侧的水流静压力作用在外导管上，产生附加推力。

桨毂呈一端封闭的圆筒形，桨毂前端径向内表面有内花键一，桨毂前端端面均布有若干个螺纹孔二，桨毂后端端部的内表面有定位轴，定位轴的轴线与桨毂的轴线重合。桨毂后端径向外侧均布有若干个球面密封槽，每一个球面密封槽的底部有一个矩形的导向槽与桨毂内腔相通，每一个球面密封槽槽口处的内表面有一个环形密封槽，每一个球面密封槽槽口处径向外侧均布有若干个螺纹孔一。

桨叶根部有桨叶轴，桨叶轴截面呈圆形，桨叶轴端面有密封球，密封球表面有不完全齿轮，桨叶轴与不完全齿轮分别位于密封球表面两个相反方向，不完全齿轮的圆心与密封球的球心重合，桨叶纵斜轴线穿过密封球的球心，并且，桨叶纵斜轴线与桨叶轴的轴线相互垂直。桨叶叶背方向的桨叶轴与密封球表面之间焊接有加强筋板。不完全齿轮的厚度与桨毂的导向槽宽度相等。桨叶的密封球轮廓与桨毂的球面密封槽轮廓相啮合。

船轴呈圆筒形，船轴与桨毂联接的一端是船轴后端，船轴后端有船轴法兰，船轴法兰端面有外花键一，船轴法兰径向外侧均布有若干个螺栓孔二。

推拉杆呈圆柱形，推拉杆位于桨毂内的一端是推拉杆后端，推拉杆后端径向外侧表面均布有若干个齿条，靠近齿条的推拉杆径向外侧表面有排气孔，推拉杆后端端面至排气孔之间有轴孔，排气孔与轴孔相互连通。推拉杆的齿条数量与所述螺旋桨的桨叶数量相等。

压盖一与压盖二结构相同。压盖一呈半个环形，压盖一下端面是球面，压盖一下端面轮廓与桨叶的密封球轮廓相啮合。压盖一上下两个端面之间均布若干个螺栓孔一。压盖二呈半个环形，压盖二下端面是球面，压盖二下端面轮廓与桨叶的密封球轮廓相啮合。压盖二上下两个端面之间均布若干个螺栓孔一。

外导管、导管筋板、内导管组成双导管部件。外导管与内导管之间焊接有若干个导管筋板。外导管呈喇叭形。内导管呈喇叭形，内导管中间部分是导管球面段。导管球面段轴向轮廓与桨叶围绕桨叶纵斜轴线旋转时叶梢的轨迹相啮合。外导管和内导管截面直径大的一端焊接在一起，称之为导管前端，另一端称之为导管后端。双导管部件固定在船体上，导管前端靠近船舶，导管后端远离船舶。

所述螺旋桨在装配时，把o形密封圈安装在桨毂的环形密封槽内，把桨叶的密封球安装在桨毂的球面密封槽内，并且使桨叶的不完全齿轮安装在桨毂的导向槽内，把压盖一和压盖二安装在桨毂的球面密封槽槽口处的径向外侧表面，把螺栓分别穿过压盖一和压盖二的螺栓孔一固定在桨毂的螺纹孔一中。把推拉杆安装在桨毂中，使推拉杆的轴孔安装在桨毂的定位轴上，并且使推拉杆的每一个齿条与桨叶的一个不完全齿轮啮合安装在一起。把船轴的外花键一安装在桨毂的内花键一中，并且使船轴的船轴法兰端面安装在桨毂的桨毂前端端面上，把螺栓分别穿过船轴的螺栓孔二固定在桨毂的螺纹孔二中。

所述螺旋桨在运行时，船轴带动桨叶沿着螺旋桨旋转方向旋转，位于船舶动力舱内的液压变径活塞驱动推拉杆沿着船轴的轴向移动，推拉杆的每一个齿条与一个不完全齿轮相互配合，带动桨叶围绕桨叶纵斜轴线旋转，改变桨叶纵斜角，使所述螺旋桨的有效直径和螺旋桨盘面积改变，从而改变螺旋桨推力的大小，实现螺旋桨推力连续变化。所述螺旋桨的纵斜角较大时，螺旋桨的尾流更集中，水流作用在桨叶表面的路径长度增加、作用时间延长，所述螺旋桨的效率得以提高。所述螺旋桨采用双导管引导水流产生附加推力，提高螺旋桨效率。内导管的导管球面段轴向轮廓与桨叶围绕桨叶纵斜轴线旋转时叶梢的轨迹相啮合，使所述螺旋桨在运行时，桨叶叶梢与内导管径向内表面之间保持较小间距，提高螺旋桨效率。

所述螺旋桨采用齿轮齿条毂内变径机构，不完全齿轮与齿条通过滚动接触传递变径转矩，该齿轮齿条毂内变径机构不容易磨损。桨叶根部与桨毂之间的密封主要依靠桨叶的密封球与桨毂的球面密封槽之间的球面密封，o形密封圈为辅助密封，球面密封比平面密封性能好。

附图说明

说明书附图是双导管变径船用螺旋桨的结构图和示意图。其中图1是隐藏双导管部件的所述螺旋桨的轴测图，图中展示的螺旋桨有效直径最大。图2是隐藏双导管部件的所述螺旋桨的轴测图，图中展示的螺旋桨有效直径最小。图3是隐藏双导管部件的所述螺旋桨的轴测剖视图，图中展示的螺旋桨有效直径最大。图4是隐藏双导管部件的所述螺旋桨的轴测剖视图，图中展示的螺旋桨有效直径最小。图5是桨毂的轴测图。图6是桨毂的轴测剖视图。图7是桨叶的轴测图。图8是船轴的轴测图。图9是推拉杆的轴测图。图10是压盖一或压盖二的轴测图。图11是双导管部件的轴测剖视图。图12是所述螺旋桨的示意图，图中展示主推力水流方向和辅助推力水流方向。图13是所述螺旋桨的轴测剖视图，图中展示的螺旋桨有效直径最大。图14是所述螺旋桨的轴测剖视图，图中展示的螺旋桨有效直径最小。说明书附图中仅展示船轴、推拉杆的局部轴向长度。

图中标注有桨叶1、桨叶轴2、密封球3、定位轴4、桨毂5、不完全齿轮6、o形密封圈7、压盖一8、压盖二9、船轴10、推拉杆11、排气孔12、齿条13、桨叶纵斜轴线14、轴孔15、螺栓孔一16、桨毂后端17、导向槽18、螺纹孔一19、球面密封槽20、环形密封槽21、螺纹孔二22、内花键一23、桨毂前端24、船轴法兰25、螺栓孔二26、外花键一27、加强筋板28、导管筋板29、内导管30、导管球面段31、辅助推力水流方向32、主推力水流方向33、外导管34。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步叙述。

参照图14、图1至图4，双导管变径船用螺旋桨包括桨叶1、桨毂5、o形密封圈7、压盖一8、压盖二9、船轴10、推拉杆11、外导管34、导管筋板29、内导管30。船轴10是空芯轴，推拉杆11在船轴10内腔，桨毂5靠近船舶的一端是桨毂前端24，桨毂5远离船舶的一端是桨毂后端17，桨毂后端17径向外侧均布有若干个桨叶1，桨叶1根部与桨毂5之间的接触面是球面，桨叶1根部有不完全齿轮6，推拉杆11位于桨毂5内的一端有若干个齿条13，位于船舶动力舱内的液压变径活塞驱动推拉杆11沿着船轴10的轴向移动，每一个齿条13与一个不完全齿轮6相互配合，带动桨叶1围绕桨叶纵斜轴线14旋转，改变桨叶纵斜角从而改变螺旋桨有效直径，实现螺旋桨推力连续变化。所述螺旋桨的径向外侧有外导管34和内导管30。船轴10带动桨叶1旋转产生主推力水流从内导管30径向内侧流过，主推力水流在内导管30后端得到加速，使外导管34后端水流静压力降低，诱导外导管34前端吸入更多的水流，外导管34径向内侧的水流静压力降低，外导管34径向外侧的水流静压力作用在外导管34上，产生附加推力。

参照图14、图1至图11，桨毂5呈一端封闭的圆筒形，桨毂前端24径向内表面有内花键一23，桨毂前端24端面均布有若干个螺纹孔二22，桨毂后端17端部的内表面有定位轴4，定位轴4的轴线与桨毂5的轴线重合。桨毂后端17径向外侧均布有若干个球面密封槽20，每一个球面密封槽20的底部有一个矩形的导向槽18与桨毂5内腔相通，每一个球面密封槽20槽口处的内表面有一个环形密封槽21，每一个球面密封槽20槽口处径向外侧均布有若干个螺纹孔一19。

桨叶1根部有桨叶轴2，桨叶轴2截面呈圆形，桨叶轴2端面有密封球3，密封球3表面有不完全齿轮6，桨叶轴2与不完全齿轮6分别位于密封球3表面两个相反方向，不完全齿轮6的圆心与密封球3的球心重合，桨叶纵斜轴线14穿过密封球3的球心，并且，桨叶纵斜轴线14与桨叶轴2的轴线相互垂直。桨叶1叶背方向的桨叶轴2与密封球3表面之间焊接有加强筋板28。不完全齿轮6的厚度与桨毂5的导向槽18宽度相等。桨叶1的密封球3轮廓与桨毂5的球面密封槽20轮廓相啮合。

船轴10呈圆筒形，船轴10与桨毂5联接的一端是船轴后端，船轴后端有船轴法兰25，船轴法兰25端面有外花键一27，船轴法兰25径向外侧均布有若干个螺栓孔二26。

推拉杆11呈圆柱形，推拉杆11位于桨毂5内的一端是推拉杆后端，推拉杆后端径向外侧表面均布有若干个齿条13，靠近齿条13的推拉杆11径向外侧表面有排气孔12，推拉杆后端端面至排气孔12之间有轴孔15，排气孔12与轴孔15相互连通。推拉杆11的齿条13数量与所述螺旋桨的桨叶1数量相等。

压盖一8与压盖二9结构相同。压盖一8呈半个环形，压盖一8下端面是球面，压盖一8下端面轮廓与桨叶1的密封球3轮廓相啮合。压盖一8上下两个端面之间均布若干个螺栓孔一16。压盖二9呈半个环形，压盖二9下端面是球面，压盖二9下端面轮廓与桨叶1的密封球3轮廓相啮合。压盖二9上下两个端面之间均布若干个螺栓孔一16。

外导管34、导管筋板29、内导管30组成双导管部件。外导管34与内导管30之间焊接有若干个导管筋板29。外导管34呈喇叭形。内导管30呈喇叭形，内导管30中间部分是导管球面段31。导管球面段31轴向轮廓与桨叶1围绕桨叶纵斜轴线14旋转时叶梢的轨迹相啮合。外导管34和内导管30截面直径大的一端焊接在一起，称之为导管前端，另一端称之为导管后端。双导管部件固定在船体上，导管前端靠近船舶，导管后端远离船舶。

所述螺旋桨在装配时，把o形密封圈7安装在桨毂5的环形密封槽21内，把桨叶1的密封球3安装在桨毂5的球面密封槽20内，并且使桨叶1的不完全齿轮6安装在桨毂5的导向槽18内，把压盖一8和压盖二9安装在桨毂5的球面密封槽20槽口处的径向外侧表面，把螺栓分别穿过压盖一8和压盖二9的螺栓孔一16固定在桨毂5的螺纹孔一19中。把推拉杆11安装在桨毂5中，使推拉杆11的轴孔15安装在桨毂5的定位轴4上，并且使推拉杆11的每一个齿条13与桨叶1的一个不完全齿轮6啮合安装在一起。把船轴10的外花键一27安装在桨毂5的内花键一23中，并且使船轴10的船轴法兰25端面安装在桨毂5的桨毂前端24端面上，把螺栓分别穿过船轴10的螺栓孔二26固定在桨毂5的螺纹孔二22中。

参照图3至图4、图12至图14，所述螺旋桨在运行时，船轴10带动桨叶1沿着螺旋桨旋转方向旋转，位于船舶动力舱内的液压变径活塞驱动推拉杆11沿着船轴10的轴向移动，推拉杆11的每一个齿条13与一个不完全齿轮6相互配合，带动桨叶1围绕桨叶纵斜轴线14旋转，改变桨叶纵斜角，使所述螺旋桨的有效直径和螺旋桨盘面积改变，从而改变螺旋桨推力的大小，实现螺旋桨推力连续变化。所述螺旋桨的纵斜角较大时，螺旋桨的尾流更集中，水流作用在桨叶1表面的路径长度增加、作用时间延长，所述螺旋桨的效率得以提高。所述螺旋桨采用双导管引导水流产生附加推力，提高螺旋桨效率。内导管30的导管球面段31轴向轮廓与桨叶1围绕桨叶纵斜轴线14旋转时叶梢的轨迹相啮合，使所述螺旋桨在运行时，桨叶1叶梢与内导管30径向内表面之间保持较小间距，提高螺旋桨效率。

所述螺旋桨采用齿轮齿条毂内变径机构，不完全齿轮6与齿条13通过滚动接触传递变径转矩，该齿轮齿条毂内变径机构不容易磨损。桨叶1根部与桨毂5之间的密封主要依靠桨叶1的密封球3与桨毂5的球面密封槽20之间的球面密封，o形密封圈7为辅助密封，球面密封比平面密封性能好。