游艇减摇鳍装置鳍组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种游艇减摇鳍装置鳍组件，主要解决装置成套安装方便、优化鳍制造工艺、减轻重量、提高耐海水腐蚀性能和美化外观等技术问题，其采用的技术方案是，鳍轴采用高强度、易焊接和耐腐蚀的不锈钢材料，在其上设下法兰，鳍采用轻质且耐腐蚀的玻璃纤维材料依靠独特的成型工艺制作而成，鳍体内预埋法兰体，其上设上法兰，鳍轴与鳍通过上、下法兰相连接，连接结构仅包含端面键和连接螺栓组，连接部分完全沉入鳍内部，该可分离式新型鳍组件适用于排水量不大于150吨的游艇。
【专利说明】
游艇减摇鳍装置鳍组件
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种游艇，尤其涉及一种减小游艇横摇的装置。
【背景技术】
[0002]游艇减摇鳍是为适应游艇特点而专门设计的一种减摇鳍装置，要求具有尺寸小、重量轻、噪声小和易于安装等特点。游艇减摇鳍的关键组成部分是转鳍执行机构，而鳍组件占据其核心地位。鳍组件是指鳍和鳍轴以一定技术联接而成的结构总称，以主轴套筒过渡联接技术最为常见，该鳍组件如图1所示，结构包括有鳍1、鳍轴2、轴套3、主轴套筒4、键5、密封圈6和拉紧螺栓组件7等，其中鳍I由主轴套筒4和钢骨架及鳍翼焊接而成，主轴套筒4加工一定斜度内锥面，鳍轴I末端加工同等斜度外锥面，并在锥体母线上设置键5，联接时将鳍轴2沿键5缓缓套入主轴套筒4至指定位置，而后采用拉紧螺栓7等进行防松，两道密封圈6用于鳍体海水密封。现有鳍组件连接结构较复杂，主要件主轴套筒加工周期长，鳍与鳍轴佛配工艺繁琐且不易于安装，焊接钢结构鳍重量大、型线精度不高且会因长时间浸泡在海水中造成腐蚀破坏，对于旨在重量、安装性和工艺性等指标有所突破的游艇减摇鳍装置而言，现有鳍组件存在有待改善的技术问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种改进后的游艇减摇鳍装置鳍组件，该组件能简化连接结构，缩短生产周期，改善鳍叶结构与工艺，达到提高鳍型线精度及耐腐蚀性，减轻重量和方便安装的目的。
[0004]本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是:一种游艇减摇鳍装置鳍组件，包括鳍轴、鳍，所述鳍轴的末端设有下法兰，所述鳍内预埋有法兰体，法兰体上端设有上法兰，所述鳍轴与鳍之间通过下法兰和上法兰连接，所述下法兰与上法兰之间配合连接沿鳍弦长方向布置的键后用连接螺栓固定，使下法兰和上法兰贴合后完全沉入鳍内部。
[0005]所述上法兰与键过度配合连接，所述下法兰与键间隙配合连接。
[0006]所述鳍由玻璃纤维鳍翼、钢质的法兰体、玻璃纤维骨架和聚氨酯填充物组成，其中玻璃纤维鳍翼分为上半鳍叶壳和下半鳍叶壳，上半鳍叶壳和下半鳍叶壳自内向外依次由结构层、防腐层和胶衣层构成，所述结构层、防腐层和胶衣层的厚度比为6:1:1。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]鳍轴采用高强度的沉淀硬化物不锈钢新材料，以玻璃纤维为主的非金属复合材料制作鳍同时引进独特的成型工艺，鳍与鳍轴采用法兰连接技术，最小化法兰尺寸并完全沉入鳍体内部，合理化布置连接螺栓组并在连接处添加端面键。
[0009]在继承传统的鳍与鳍轴连接技术可分离性等优点的同时简化结构与工艺，减少零件的数量、缩短生产周期和易于安装，特别是玻璃纤维鳍技术的采用既提高线型精度又有效地减轻重量，在保证使用性能的条件下，这具有明显的技术进步和经济效益。
【附图说明】
[0010]图1是传统鳍组件结构示意图；
[0011 ]图2是本实用新型鳍组件组成图；
[0012]图3是图2中连接部分局部放大图；
[0013I图4是图2中主要几何参数示意图；
[0014]图5是图2中非金属复合材料型鳍示意图；
[0015]图6是本实用新型与传统鳍组件的重量对比图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017]参照图2、3，本实用新型的游艇减摇鳍装置鳍组件由鳍轴10、鳍12、法兰体13、键14和连接螺栓15组成。连接时将鳍轴10末端的下法兰11与按鳍成型工艺要求预埋于鳍12内部且靠近根部面板位置的上法兰31沿着端面键14至相互紧紧贴合，该键沿鳍弦长方向布置，贴合后法兰完全沉入鳍12内部，此时拧紧连接螺栓15即可。为便于安装，键14与下法兰11和上法兰31的端面键槽分别采用正常配合和过度配合形式，键预装于上法兰31上。工作时，通过键14传递转鳍扭矩，保证鳍12随鳍轴10同步转动。这种小型化的法兰连接技术，只需螺栓连接即可，实现了简易安装的目的，保持鳍12原始光顺的线型，美化外形并一定程度地提高流体性能。另外在鳍轴10材料选择上有所突破，采用沉淀硬化物不锈钢材料，其具有耐腐蚀性能好、强度高和焊接性能好等特点，天然的耐蚀性有效地防止鳍轴因直接浸泡在海水中而被腐蚀，屈服强度约为传统鳍轴材料的2倍，一定程度地缩小鳍轴乃至执行机构的结构尺寸，良好的焊接性能改善鳍轴上法兰的加工工艺。
[0018]参照图4，法兰连接主要考虑以下几何参数:螺栓直径d、螺栓分布圆D和螺栓布置角α。由于此螺栓组主要受到Oyz平面的弯矩M，即沿鳍12的厚度方向，因此在安装空间允许的情况下，螺栓应布置在鳍12的厚度或靠近厚度方向上，螺栓布置角α越小，受力状况越好；螺栓直径d和螺栓分布圆D也直接影响其受力状况，直径d和D均与受力状况成正比关系。
[0019]参照图5，非金属复合材料型鳍12由玻璃纤维鳍翼21、钢质的法兰体13、玻璃纤维骨架22和聚氨酯填充物23等组成，其中鳍翼21分为上半鳍叶壳和下半鳍叶壳，每半结构自内向外依次包括结构层、防腐层和胶衣层，其厚度比约为6:1:1，结构层为主要受力层，防腐层保证良好的耐蚀性，胶衣层提供光顺美观的外表，各层结构均在模具中成型，暂不脱模。玻璃纤维骨架22包含若干横、纵骨架，为鳍的主要支撑构件。法兰体13由上法兰31和长轴套32组成，长轴套32使得法兰体13深深地嵌入鳍至稍部，但先不插入。将上半鳍叶与骨架、下半鳍叶与骨架及上、下鳍叶连接处用高强度结构胶粘结，此时鳍叶内部形成一空腔。在上半鳍叶壳上开一个20mm的工艺孔，此时将法兰体13按位置要求插入空腔，通过浇注技术往腔内注入密度仅为80kg/m3且具有快速膨胀和固化特性的聚氨酯填充物23。等填充物在鳍叶腔内固化后再脱模，在圆孔处玻璃钢增强。实心聚氨酯牢固地将上、下鳍叶壳、骨架及法兰连接在一起。和传统鳍相比较，本实用新型有两点明显的优势，其一因非金属复合材料平均密度仅为1.8X103kg/m3(约为钢质密度的25%)，可有效地减轻重量，其二通过独特的成型工艺各鳍叶层由模具严格控制，提高鳍线型精度，同时易于批量化，制造成本降低，此外玻璃纤维具有天然的耐腐蚀性。
[0020]参照图6，是本实用新型和同等鳍面积下的传统鳍组件重量对比图。由于本实用新型中鳍采用(钢质法兰除外)低密度的非金属复合材料制作，这决定了其在鳍及鳍组件重量远小于传统形式，约为传统形式的46%，这验证本实用新型在减重方面效果显著，轻型化的鳍组件能更好地适应游艇减摇鳍的特点。
【主权项】
1.一种游艇减摇鳍装置鳍组件，包括鳍轴(1)、鳍(I2)，其特征在于:所述鳍轴(10)的末端设有下法兰(11)，所述鳍(12)内预埋有法兰体(13)，法兰体(13)上端设有上法兰(31)，所述鳍轴(10)与鳍(12)之间通过下法兰(11)和上法兰(31)连接，所述下法兰(11)与上法兰(31)之间配合连接沿鳍弦长方向布置的键(14)后用连接螺栓(15)固定，使下法兰(11)和上法兰(31)贴合后完全沉入鳍(12)内部。2.根据权利要求1所述的游艇减摇鳍装置鳍组件，其特征在于:所述上法兰(31)与键(14)过度配合连接，所述下法兰(11)与键(14)间隙配合连接。3.根据权利要求1或2所述的游艇减摇鳍装置鳍组件，其特征在于:所述鳍(12)由玻璃纤维鳍翼(21)、钢质的法兰体(13)、玻璃纤维骨架(22)和聚氨酯填充物(23)组成，其中玻璃纤维鳍翼(21)分为上半鳍叶壳和下半鳍叶壳，上半鳍叶壳和下半鳍叶壳自内向外依次由结构层、防腐层和胶衣层构成，所述结构层、防腐层和胶衣层的厚度比为6:1:1。
【文档编号】B63B39/06GK205499287SQ201620108788
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】毛杨军, 杨春云, 吴悦, 李江涛, 芮晓辉
【申请人】上海衡拓船舶设备有限公司