一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法与流程

本发明涉及螺距精准调节的技术领域，尤其涉及一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法。

背景技术：

螺旋桨是目前应用最多的船用推进器，从螺旋桨的螺距是否可调的角度，分为固定螺距螺旋桨(定距桨)和可调螺距螺旋桨(调距桨)，后者广泛应用于具备多工况作业功能的船舶，一般通过液压装置驱动连杆滑块机构，从而在螺旋桨运转的过程中实现螺距的调节，以达到适应多工况的目的。

在调距桨桨叶的设计阶段，通常采用缩小模型的方式检测多个螺距角下的水动力性能，要求受试对象与实尺度螺旋桨保持几何相似，因此首先要制作调距桨模型。

模型的制作，主要分为两类：一类是每个需要做试验的螺距均加工一只螺旋桨模型，其优点是采用整体成型的加工方式，精度高，只存在加工误差，没有调节螺距所带来的误差，两次试验间隔只需要更换试验对象即可，节省试验时间，其缺点是制作数量多、周期长、总造价高，尤其在需要检测水动力性能对应的螺距较多的情况；另一类是制作一只每个桨叶独立可调的螺旋桨模型，需要调节螺距时，针对某一桨叶，松开紧固装置，通过检测桨叶表面特征位置的型值数据来判断螺距调节情况，调节到位后再将其紧固，防止水动力测试时桨叶受力发生偏转，依此方法再对其他桨叶作同样操作，其优点是只加工一只螺旋桨模型，成本较低、制作周期较短，其缺点之一是螺距调节过程带来调节误差，该误差的大小依赖于调距人员的操作，一般比整体加工的加工误差要大，其缺点之二是调节螺距的过程耗时较多，在连续开展模型试验的过程中需要等待试验对象螺距调节好之后才能开展后续的工作。综上所述，提供一种快捷、简便、有效的用于调距桨模型水动力性能测试的螺距精准调节装置，是亟须解决的问题。

技术实现要素：

针对现有的螺距调节装置存在的上述问题，现提供一种旨在结构简单、操作简便、通用性强，提高了调距桨模型螺距调节精度，缩短调节时间的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法。

具体技术方案如下：

一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，包括：螺旋桨组件，所述螺旋桨组件包括若干曲柄盘、若干桨叶、第一桨毂和第二桨毂，所述第一桨毂的中部与所述第二桨毂的中部配合形成第一内孔，所述第一桨毂的周壁与所述第二桨毂的周壁配合形成有若干第一连接孔，若干所述曲柄盘的内端均轴向设有与所述第一内孔连通的第一销孔，若干所述曲柄盘分别设于若干所述第一连接孔内，若干所述曲柄盘的外周分别与所述第一桨毂、所述第二桨毂连接，若干所述桨叶设于所述曲柄盘的外端，若干所述桨叶分别通过键与所述第一桨毂、所述第二桨毂限位配合；调距组件，所述调距组件包括调节盘、固定式刻度盘、第一假毂和第二假毂，所述第一假毂的中部与所述第二假毂的中部配合形成第二内孔，所述第一假毂的周壁与所述第二假毂的周壁配合形成有第二连接孔，所述固定式刻度盘的下端与所述第一假毂的周壁、所述第二假毂的周壁连接，所述固定式刻度盘的中部设有通孔，所述调节盘的下端穿过所述通孔设于所述第二连接孔内，所述调节盘的内端与所述第一假毂、所述第二假毂连接，所述调节盘的下端轴向设有与所述第二内孔连通的第二销孔；推杆组件，所述推杆组件包括第一推杆和第二推杆，所述第一推杆的一端设有与所述第一销孔相匹配的第一曲柄销，所述第一推杆的另一端设有与所述第二销孔相匹配的第二曲柄销，所述第一推杆的下表面与所述第二推杆的上表面相抵，所述第一推杆的一端与所述第二推杆的一端配合伸入所述第一内孔内且与所述曲柄盘连接，所述第一推杆的另一端与所述第二推杆的另一端配合伸入所述第二内孔内且与所述调节盘连接。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，还包括：第一夹紧装置和第二夹紧装置，所述第一夹紧装置连接所述第一桨毂和所述第二桨毂，所述第二夹紧装置连接所述第一假毂和所述第二假毂。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，所述调节盘的直径大于所述曲柄盘的直径。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，所述固定式刻度盘的外径大于所述调节盘的直径。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，所述固定式刻度盘与所述调节盘同轴设置。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，所述调节盘的上端的外周设有周向角度刻度。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，所述第一假毂与所述第二假毂通过键限位配合。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，所述曲柄盘通过螺栓与所述第一桨毂、所述第二桨毂连接。

上述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，其中，所述调节盘通过螺栓与所述第一假毂、所述第二假毂连接。

一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置的使用方法，其中，包括上述的任意一项所述的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，所述方法包括：

步骤s1：通过所述第一桨毂和所述第二桨毂将所述曲柄盘和所述桨叶连接；

步骤s2：通过所述第二假毂和所述第二假毂将所述固定式刻度盘和所述调节盘连接；

步骤s3：将所述第一推杆的一端伸入所述第一内孔内，所述第一曲柄销与所述第一销孔连接，将所述第一推杆的另一端伸入所述第二内孔内，所述第二曲柄销与所述第二销孔连接；

步骤s4：将所述第二推杆的一端伸入所述第一内孔内，将所述第二推杆的另一端伸入所述第二内孔内，使所述第二推杆的上表面与所述第一推杆的下表面相抵；

步骤s5：通过所述第一夹紧装置夹紧所述第一桨毂和所述第二桨毂，通过所述第二夹紧装置夹紧所述第二假毂和所述第二假毂，使所述螺旋桨组件和所述调距组件保持相对固定；

步骤s6：旋转所述调节盘，通过所述第一推杆的移动，带动所述曲柄盘旋转所述调节盘所转动的相同的角度，并且与所述曲柄盘相应的所述桨叶绕其自身垂直方向的轴线旋转所述调节盘所转动的相同的角度，达到螺距调节的目的。

上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明转动调距组件的调节盘使第二曲柄销推动第一推杆移动，从而使第一曲柄销推动螺旋桨组件的曲柄盘转动调节盘所转动的角度，由于调节盘的直径大于曲柄盘的直径，通过较小的转动力产生较大的力矩，克服紧固状态下桨叶、曲柄盘与第一桨毂、第二桨毂之间的摩擦力矩，并且具有较高的螺距角调节精度，最终在不松开第一夹紧装置和第二夹紧装置的情况下实现桨叶螺距的调整。本发明结构简单、操作简便、通用性强，提高了调距桨模型螺距调节精度，缩短调节时间，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的整体结构示意图；

图2为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的图1中d-d方向的剖视图；

图3为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的图2中a-a方向的剖视图；

图4为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的图1中c-c方向的剖视图；

图5为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法中调距组件的俯视图。

附图中：1、曲柄盘；2、桨叶；3、第一桨毂；4、第二桨毂；5、第一内孔；6、第一销孔；7、调节盘；8、固定式刻度盘；9、第一假毂；10、第二假毂；11、第二内孔；12、第二销孔；13、第一推杆；14、第二推杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的整体结构示意图，图2为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的图1中d-d方向的剖视图，图3为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的图2中a-a方向的剖视图，图4为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法的图1中c-c方向的剖视图，图5为本发明一种用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置及其使用方法中调距组件的俯视图，如图1至图5所示，示出了一种较佳实施例的用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置，包括：螺旋桨组件，螺旋桨组件包括若干曲柄盘1、若干桨叶2、第一桨毂3和第二桨毂4，第一桨毂3的中部与第二桨毂4的中部配合形成第一内孔5，第一桨毂3的周壁与第二桨毂4的周壁配合形成有若干第一连接孔，若干曲柄盘1的内端均轴向设有与第一内孔5连通的第一销孔6，若干曲柄盘1分别设于若干第一连接孔内，若干曲柄盘1的外周分别与第一桨毂3、第二桨毂4连接，若干桨叶2设于曲柄盘1的外端，若干桨叶2分别通过键与第一桨毂3、第二桨毂4限位配合。

进一步，作为一种较佳的实施例，用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置还包括：调距组件，调距组件包括调节盘7、固定式刻度盘8、第一假毂9和第二假毂10，第一假毂9的中部与第二假毂10的中部配合形成第二内孔11，第一假毂9的周壁与第二假毂10的周壁配合形成有第二连接孔，固定式刻度盘8的下端与第一假毂9的周壁、第二假毂10的周壁连接，固定式刻度盘8的中部设有通孔，调节盘7的下端穿过通孔设于第二连接孔内，调节盘7的内端与第一假毂9、第二假毂10连接，调节盘7的下端轴向设有与第二内孔11连通的第二销孔12。

进一步，作为一种较佳的实施例，用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置还包括：推杆组件，推杆组件包括第一推杆13和第二推杆14，第一推杆13的一端设有与第一销孔6相匹配的第一曲柄销(图中未示出)，第一推杆13的另一端设有与第二销孔12相匹配的第二曲柄销(图中未示出)，第一推杆13的下表面与第二推杆14的上表面相抵，第一推杆13的一端与第二推杆14的一端配合伸入第一内孔5内且与曲柄盘1连接，第一推杆13的另一端与第二推杆14的另一端配合伸入第二内孔11内且与调节盘7连接。

进一步，作为一种较佳的实施例，用于调距螺旋桨模型的螺距调节装置还包括：第一夹紧装置(图中未示出)和第二夹紧装置(图中未示出)，第一夹紧装置连接第一桨毂3和第二桨毂4，第二夹紧装置连接第一假毂9和第二假毂10。

进一步，作为一种较佳的实施例，调节盘7的直径大于曲柄盘1的直径。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图5所示，固定式刻度盘8的外径大于调节盘7的直径。

本发明的进一步实施例中，固定式刻度盘8与调节盘7同轴设置。

本发明的进一步实施例中，调节盘7的上端的外周设有周向角度刻度，便于确定调节盘7的转动角度。

本发明的进一步实施例中，第一假毂9与第二假毂10通过键限位配合。

本发明的进一步实施例中，曲柄盘1通过螺栓或其它方式与第一桨毂3、第二桨毂4紧固连接，使若干桨叶2、若干曲柄盘1与第一桨毂3、第二桨毂4之间通过摩擦力保证水动力性能试验中桨叶2在受力的情况下不发生偏转。

本发明的进一步实施例中，调节盘7通过螺栓或其它方式与第一假毂9、第二假毂10紧固连接。

下面说明本发明的使用方法：

步骤s1：通过第一桨毂3和第二桨毂4将曲柄盘1和桨叶2连接；

步骤s2：通过第二假毂9和第二假毂10将固定式刻度盘8和调节盘7连接；

步骤s3：将第一推杆13的一端伸入第一内孔5内，第一曲柄销与第一销孔6连接，将第一推杆13的另一端伸入第二内孔11内，第二曲柄销与第二销孔12连接；

步骤s4：将第二推杆14的一端伸入第一内孔5内，将第二推杆14的另一端伸入第二内孔11内，使第二推杆14的上表面与第一推杆13的下表面相抵；

步骤s5：通过第一夹紧装置夹紧第一桨毂3和第二桨毂4，通过第二夹紧装置夹紧第二假毂9和第二假毂10，使螺旋桨组件和调距组件保持相对固定；

步骤s6：旋转调节盘7，通过第一推杆13的移动，带动曲柄盘1旋转调节盘7所转动的相同的角度，并且与曲柄盘1相应的桨叶2绕其自身垂直方向的轴线旋转调节盘7所转动的相同的角度，达到螺距调节的目的。

本发明转动调距组件的调节盘7使第二曲柄销推动第一推杆13移动，从而使第一曲柄销推动螺旋桨组件的曲柄盘1转动调节盘7所转动的角度，由于调节盘7的直径大于曲柄盘1的直径，通过较小的转动力产生较大的力矩，克服紧固状态下桨叶2、曲柄盘1与第一桨毂3、第二桨毂4之间的摩擦力矩，并且具有较高的螺距角调节精度，最终在不松开第一夹紧装置和第二夹紧装置的情况下实现桨叶螺距的调整，所以调节转动过程中只需要适当的力即可实现螺距调节，该力足以克服螺旋桨组件中第一桨毂3、第二桨毂4与曲柄盘1的摩擦力，同时摩擦力又保证水动力试验过程中桨叶受力不发生偏转，这样避免了第一桨毂3、第二桨毂4与桨叶2的配合过程中给螺距调节带来误差。本发明结构简单、操作简便、通用性强，提高了调距桨模型螺距调节精度，缩短调节时间，具有广泛的应用前景。

优选的实施例：

为保证具有较高的螺距调节精度以及调节盘转动力较小，调节盘7的直径是曲柄盘1直径的2～5倍范围。

考虑用于水动力性能测试的调距桨模型的直径范围，被调对象的第一桨毂3直径40mm，第二桨毂4直径40mm，第一内孔5直径20mm，键所安装的槽6mm×7mm，曲柄盘1直径24mm，第一曲柄销直径6mm，第二曲柄销直径6mm，第一曲柄销、第二曲柄销与第一推杆13连接处的宽度2mm，第一推杆13到键所安装的槽的水平距离为2mm，如图2所示。

调距桨从最大正螺距角到最大负螺距角的范围约是60°，由于曲柄盘1的转动使第一推杆13贴近键所安装的槽，第一销孔6、第二销孔12的中心回转半径7.5mm，旋转30°使得第一推杆13在水平方向移动约1mm，这样保证在常用调距范围内，第一推杆13不会与键所安装的槽相碰从而导致无法调距。

调节盘7直径72mm，是曲柄盘1直径的三倍，其最小的角度为0.1°，因此可以实现精度达到0.1°的螺距调节。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。