防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置的制作方法

1.本发明防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，涉及螺旋桨制造技术领域，尤其涉及不锈钢定距螺旋桨热处理变形控制装置。


背景技术：

2.近10年来，全球气候变暖导致北冰洋夏季无冰年出现，北极航线的开通开辟了新的海上航运通道，可大大降低海运成本，促进海上贸易的发展。但极地水域情况复杂、环境恶劣、水温低、冰层坚硬甚至存在冰山，极地水域船舶在航行过程中被冰层包围，所以，在该水域航行船舶配用的螺旋桨至关重要。冰桨在作用过程中，螺旋桨将受到随机的六自由度几乎同量级的力学载荷，这种动态的冲击载荷使螺旋桨必须具备更高的强度和疲劳标准，鉴于此，不锈钢螺旋桨逐渐成为极地水域船舶的标配。然而，不锈钢材料，尤其是马氏体不锈钢虽然在强度和硬度方面可满足极地水域船舶配件的要求，但是较其他金属材料相比，其塑性和韧性较差，加之螺旋桨为曲面形状复杂，精度要求极高，其桨叶是伸出桨毂外延的悬臂结构，在高温环境中进行热处理特别容易造成铸件的复杂变形，如果控制不好，极容易造成其发生较大变形而无法修复。
3.因定距螺旋桨桨叶为复杂的螺旋曲面，在热处理时想要控制好桨叶变形难度极大，为了防止不锈钢定距螺旋桨在高温热处理过程中发生变形，目前采用的方法是在每两个桨叶之间焊接钢条或拉筋加固，但存在如下缺点：
4.(1)采用焊接加固桨叶热处理，热处理前需要将固定钢条或者拉筋焊接在每两个桨叶之间，耗费材料、电能、焊条及人工工时。
5.(2)采用焊接加固桨叶热处理，热处理结束后，需要将固定钢条或者拉筋从桨叶上切割下来，耗费电能、乙炔、人工工时等。
6.(3)采用焊接加固桨叶热处理，因不锈钢材料强度和硬度高，切割固定钢条或者拉筋需要定制刀具。
7.(4)采用焊接加固桨叶热处理，热处理完毕后，切割钢条或者拉筋时，会因切割局部高温，引起不锈钢螺旋桨表面局部微观组织变化，进而影响不锈钢螺旋桨性能。
8.(5)采用焊接加固桨叶热处理，热处理完毕后，若不锈钢螺旋桨内部存在裂纹源，切割钢条或者拉筋时，会导致不锈钢螺旋桨开裂，严重影响产品质量。
9.(6)采用焊接加固桨叶热处理，切割钢筋后，需要对焊接点进行打磨，但不锈钢“粘刀”的特性，且要求打磨线速度高，切削力大，费时费力。
10.针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

11.根据上述现有技术提出的费工、费料、费时，且伴有影响螺旋桨性能，开裂等技术问题，而提供一种防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置。本发明主要利用支撑装
置对桨毂和桨叶进行固定，从而起到防止螺旋桨在热处理过程中发生变形。
12.本发明采用的技术手段如下：
13.一种防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置包括：底盘结构、固定结构和支撑结构；
14.进一步地，底盘结构为圆形结构，在其上部设置有固定结构和支撑结构；
15.进一步地，固定结构一端与底盘结构相连接，另一端与放置于固定底盘上待处理的螺旋桨桨毂相连接，对螺旋桨起到固定与定位作用；
16.进一步地，支撑结构的一端与底盘结构相连接，另一端与螺旋桨桨叶相连接，起到对螺旋桨桨叶的固定与定位作用。
17.进一步地，所述的固定结构包括：固定底盘和可伸缩底盘；
18.进一步地，固定底盘为圆形结构，在其外侧设置有4个扇形结构的可伸缩底盘；
19.进一步地，固定底盘上部设置有滑道，可伸缩底盘下部设置有滑轮，二者通过滑道相连接，可伸缩底盘通过滑轮沿滑道实现对固定底盘的向外伸缩运动；
20.进一步地，滑道上设置有锁紧扣，通过锁紧扣固定可伸缩底盘的伸缩距离。
21.进一步地，固定底盘上均布设置有4个桨叶随边支撑架固定杆；
22.进一步地，可伸缩底盘上部两端各设置有一个桨叶导边支撑架固定杆。
23.进一步地，固定结构包括：桨毂支撑架、万向轴、轴托架和折叠轴；
24.进一步地，桨毂支撑架为可伸缩结构，其上设置有多个调节长度用螺栓孔，并装配有蝶形螺栓配合调整桨毂支撑架的长度；
25.进一步地，桨毂支撑架的一端设置有万向轴，通过轴托架装于可伸缩底盘的上部中间靠近内弧位置，另一端通过折叠轴装配有折叠部分，折叠部分设置有斜向加工的螺纹孔，通过螺纹孔配合螺钉与螺旋桨桨毂相连接；
26.进一步地，支撑结构包括：导随边支撑架、连接结构和夹持结构；
27.进一步地，导随边支撑架为可伸缩结构，其上设置有多个调节长度用螺栓孔，并装配有蝶形螺栓配合调整导随边支撑架的长度；
28.进一步地，导随边支撑架的一端设置有用于与桨叶随边支撑架固定杆或桨叶导边支撑架固定杆相连接的连接结构；
29.进一步地，导随边支撑架的另一端设置有用于与螺旋桨桨叶相连接的夹持结构。
30.进一步地，连接结构包括：拱形卡扣、卡紧螺栓和卡紧螺母；
31.进一步地，拱形卡扣与导随边支撑架一体加工制成，其拱顶与导随边支撑架相连接；
32.进一步地，拱形卡扣的两角部各设置有一个同心的贯穿螺栓孔；
33.进一步地，卡紧螺栓装于贯穿螺栓孔上，两端通过卡紧螺母固定；
34.进一步地，拱形卡扣通过卡紧螺栓和卡紧螺母与桨叶随边支撑架固定杆或桨叶导边支撑架固定杆相连接，并可沿桨叶随边支撑架固定杆或桨叶导边支撑架固定杆调整位置。
35.进一步地，夹持结构：可调卡扣、吸力面螺栓和压力面螺栓；
36.进一步地，可调卡扣的尾部为销轴头结构，前部为v字形结构；
37.进一步地，可调卡扣通过销轴头配合销轴与导随边支撑架端部的轴头相连接；
38.进一步地，可调卡扣的v字形结构的两侧分别装有吸力面螺栓和压力面螺栓；
39.进一步地，可调卡扣卡装于随边或导边上，并通过吸力面螺栓和压力面螺栓进行固定。
40.本发明使用方式为：
41.a、将螺旋桨放置在固定底盘上，根据螺旋桨的直径，将均分的可伸缩底盘借助滑轮沿各自的滑道拉伸到稍远于螺旋桨桨叶叶尖的位置，然后用锁紧扣固定滑轮；
42.b、通过固定在轴托架上的万向轴的转动调整桨毂支撑架的方向和角度，使各桨毂支撑架带有螺纹螺栓孔的一端朝向螺旋桨桨毂；
43.c、调整各桨毂支撑架的长度至合适的位置后，通过蝶形螺栓穿过螺栓孔将桨毂支撑架的长度固定；
44.d、掰动折叠轴，使各桨毂支撑架带有螺纹螺栓孔的位置紧贴在螺旋桨桨毂上，锁紧螺纹螺母将各桨毂支撑架牢牢地固定在螺旋桨桨毂上；
45.e、将各导随边支撑架的拱形卡扣卡在桨叶随边支撑架固定杆上，将卡紧螺栓穿入贯穿螺栓孔中，用卡紧螺母将卡紧螺栓锁紧，使各导随边支撑架牢牢地固定在桨叶随边支撑架固定杆上；
46.f、根据螺旋桨桨叶随边的螺距位置调整导随边支撑架的长度，通过蝶形螺栓穿过螺栓孔将导随边支撑架的长度固定；
47.g、调整可调卡扣的角度，使可调卡扣卡在随边距螺旋桨桨叶叶根三分之一处的位置，随型调整可调卡扣后，将可调卡扣上吸力面螺栓和压力面螺栓锁紧，卡住螺旋桨桨叶随边；
48.h、将各导随边支撑架的拱形卡扣卡在桨叶导边支撑架固定杆上，将卡紧螺栓穿入贯穿螺栓孔中，用卡紧螺母将卡紧螺栓锁紧，使各导随边支撑架牢牢地固定在桨叶随边支撑架固定杆上；
49.i、根据螺旋桨桨叶导边的螺距位置调整导随边支撑架的长度，通过蝶形螺栓穿过螺栓孔将导随边支撑架的长度固定；
50.j、调整可调卡扣的角度，使可调卡扣卡在导边距螺旋桨桨叶叶尖三分之一处的位置，随型调整可调卡扣后，将可调卡扣上吸力面螺栓和压力面螺栓锁紧，卡住螺旋桨桨叶导边；
51.k、螺旋桨桨毂和各个螺旋桨桨叶均固定完毕后，可将不锈钢定距螺旋桨放入热处理炉中进行热处理。
52.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
53.1、本发明提供的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，因设置了可伸缩底盘，可实现各直径不锈钢定距螺旋桨的热处理的反变形控制；
54.2、本发明提供的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，每个均分的固定底盘两边的边缘附近都安装了桨叶随边支撑架固定杆；每个均分的可伸缩底盘两边的边缘附近都安装了桨叶导边支撑架固定杆，无论对定距左旋螺旋桨还是定距右旋螺旋桨的热处理反变形控制都适用；
55.3、本发明提供的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，由于采用了非焊接的固定方式，可节省材料、电能、乙炔、焊条及人工工时；
56.4、本发明提供的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，由于采用了非焊接的固定方式，不需要定制刀具切割焊接固定材料，不会引起不锈钢螺旋桨局部高温，不会导致不锈钢螺旋桨表面局部微观组织变化，不影响不锈钢螺旋桨性能；
57.5、本发明提供的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，由于采用了非焊接的固定方式，不会因不锈钢螺旋桨内部存在裂纹源而导致螺旋桨开裂，不影响产品质量；
58.6、本发明提供的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，由于采用了非焊接的固定方式，不需要打磨螺旋桨表面，可保证不锈钢螺旋桨表面精度，节省磨料及人工工时等。
59.7、本发明提供的防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置，可用于控制所有回转体复杂曲面铸件热处理时的变形，如大型水轮机叶片、大型风扇叶片、水泵叶轮等；且可用于任何不锈钢材料的热处理，如马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、铁素体不锈钢。
60.综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的费工、费料、费时，且伴有影响螺旋桨性能，开裂等问题。
附图说明
61.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
62.图1为本发明结构示意图；
63.图2为本发明底盘结构示意图；
64.图3为本发明固定结构装配示意图；
65.图4为本发明支撑结构装配示意图；
66.图5为本发明导随边支撑架结构示意图。
67.图中：1、固定底盘 2、可伸缩底盘 3、滑道 4、锁紧扣 5、滑轮 6、桨叶随边支撑架固定杆 7、桨叶导边支撑架固定杆 8、桨毂支撑架 9、万向轴 10、轴托架 11、折叠轴 12、螺纹孔 13、螺栓孔 14、蝶形螺栓 15、导随边支撑架 16、拱形卡扣 17、卡紧螺栓 18、贯穿螺栓孔 19、卡紧螺母 20、可调卡扣 21、螺旋桨桨叶 22、随边 23、导边 24、吸力面螺栓 25、压力面螺栓 26、螺旋桨桨毂。
具体实施方式
68.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
69.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属
于本发明保护的范围。
70.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
71.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
72.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
73.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
74.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
75.如图所示，本发明提供了一种防止不锈钢定距螺旋桨热处理变形的支撑装置包括：底盘结构、固定结构和支撑结构；底盘结构为圆形结构，在其上部设置有固定结构和支撑结构；固定结构一端与底盘结构相连接，另一端与放置于固定底盘1上待处理的螺旋桨桨毂26相连接，对螺旋桨起到固定与定位作用；支撑结构的一端与底盘结构相连接，另一端与螺旋桨桨叶21相连接，起到对螺旋桨桨叶的固定与定位作用。
76.固定结构包括：固定底盘1和可伸缩底盘2；固定底盘1为圆形结构，在其外侧设置有4个扇形结构的可伸缩底盘2；固定底盘1上部设置有滑道3，可伸缩底盘2下部设置有滑轮5，二者通过滑道3相连接，可伸缩底盘2通过滑轮5沿滑道3实现对固定底盘1的向外伸缩运动；滑道3上设置有锁紧扣4，通过锁紧扣4固定可伸缩底盘2的伸缩距离。
77.固定底盘1上均布设置有4个桨叶随边支撑架固定杆6；可伸缩底盘2上部两端各设
置有一个桨叶导边支撑架固定杆7。
78.固定结构包括：桨毂支撑架8、万向轴9、轴托架10和折叠轴11；桨毂支撑架8为可伸缩结构，其上设置有多个调节长度用螺栓孔13，并装配有蝶形螺栓14配合调整桨毂支撑架8的长度；桨毂支撑架8的一端设置有万向轴9，通过轴托架10装于可伸缩底盘2的上部中间靠近内弧位置，另一端通过折叠轴11装配有折叠部分，折叠部分设置有斜向加工的螺纹孔12，通过螺纹孔12配合螺钉与螺旋桨桨毂26相连接；
79.支撑结构包括：导随边支撑架15、连接结构和夹持结构；导随边支撑架15为可伸缩结构，其上设置有多个调节长度用螺栓孔13，并装配有蝶形螺栓14配合调整导随边支撑架15的长度；导随边支撑架15的一端设置有用于与桨叶随边支撑架固定杆6或桨叶导边支撑架固定杆7相连接的连接结构；导随边支撑架15的另一端设置有用于与螺旋桨桨叶21相连接的夹持结构。
80.连接结构包括：拱形卡扣16、卡紧螺栓17和卡紧螺母19；拱形卡扣16与导随边支撑架15一体加工制成，其拱顶与导随边支撑架15相连接；拱形卡扣16的两角部各设置有一个同心的贯穿螺栓孔18；卡紧螺栓17装于贯穿螺栓孔18上，两端通过卡紧螺母19固定；拱形卡扣16通过卡紧螺栓17和卡紧螺母19与桨叶随边支撑架固定杆6或桨叶导边支撑架固定杆7相连接，并可沿桨叶随边支撑架固定杆6或桨叶导边支撑架固定杆7调整位置。
81.夹持结构：可调卡扣20、吸力面螺栓24和压力面螺栓25；可调卡扣20的尾部为销轴头结构，前部为v字形结构；可调卡扣20通过销轴头配合销轴与导随边支撑架15端部的轴头相连接；可调卡扣20的v字形结构的两侧分别装有吸力面螺栓24和压力面螺栓25；可调卡扣20卡装于随边22或导边23上，并通过吸力面螺栓24和压力面螺栓25进行固定。
82.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。