一种防护罩及推进器固定结构的制作方法

本发明涉及推进器改进
技术领域：
，尤其涉及一种防护罩及推进器固定结构。
背景技术：
：大型船舶停靠离泊、海洋平台的动力定位、港内调头、进出港以及港口的泊位之间移动等操纵任务，往往需要借助拖轮协助完成。拖轮作业性能的好坏直接决定了港口能否提供及时便捷、优质安全的服务。由于拖轮在航行或作业的过程中，推进器可能会吸入一些杂物，尤其在港口有限的空间里，存在着大量的静态或动态障碍物，如废旧塑料制品、编织物、悬浮的木头、轮胎等，进而导致螺旋桨和动力传动系统的损坏，一方面会增加营运过程中计划外的停靠维修成本，导致航期延误，增加运营成本。另一方面严重的可能造成安全事故。所以无论从运营成本还是安全性上考虑，为推进器安装防护罩是一个行之有效的方法。目前的研究表明，如果船舶在航行的过程中，螺旋桨被渔网或者藤蔓等杂物缠绕时，螺旋桨的力矩将会增加，从而造成了发动机负荷的增加，当超负荷进行工作的时候，很有可能会憋停轴系或螺旋桨，使得螺旋桨轴系与桨叶损坏、变形，有时会产生轴系震动噪声变大，当轴系出现基于转速极高的冲击下，会损坏推进器，导致船舶的停运。障碍物主要从推进器的进水口被吸入，因此需要在推进器进水口处安装防护装置，阻挡杂物进入导流罩，保护螺旋桨不受损坏。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种防护罩及推进器固定结构，旨在解决现有技术中障碍物主要从推进器的进水口被吸入使螺旋桨受损坏的问题。为实现上述目的，本发明提供一种防护罩，安装在推进器的导流罩上，包括：第一环状翼板；第二环状翼板，直径小于所述第一环状翼板的直径，且与所述第一环状翼板圆心相同，所述第二环状翼板的直径与所述第二环状翼板到所述第一环状翼板的距离相同；至少一个辐射板，一端固定在所述第一环状翼板和所述第二环状翼板上，另一端固定在所述导流罩上，且所述至少一个辐射板的结构相同，数量为偶数个且间距相同；第一支撑板；第二支撑板，与所述第一支撑板对称位于所述推进器的下方，且所述第一支撑板的一端、所述第二支撑板的一端固定在所述第一环状翼板和所述第二环状翼板上，另一端固定在所述推进器上；所述至少一个辐射板、所述第一支撑板和第二支撑板形成对称结构。优选的，所述至少一个辐射板包括：第一辐射板、第二辐射板、第三辐射板、第四辐射板；所述第一辐射板、所述第二辐射板、所述第三辐射板、所述第四辐射板位于所述防护罩的上半部，且相邻两个辐射板之间的夹角为45°。优选的，所述第一环状翼板与来流方向的夹角为10°。优选的，所述第二环状翼板与来流方向的夹角为7°。进一步的，所述第一环状翼板、所述第二环状翼板的横截面为nasa0015翼型。优选的，每一个辐射板均为虎口形结构，所述至少一个辐射板中的每一个辐射板的上部外边缘所在的直线与进水方向夹角为25°，每一个辐射板的外部边缘与进水方向夹角为110°。优选的，所述第一支撑板和所述第二支撑板的夹角为45°。优选的，所述导流罩上设置有多个垫块，通过所述多个垫块与所述至少一个辐射板、所述第一支撑板、所述第二支撑板相连接。一种推进器固定结构，包括：导流罩、任一项所述的防护罩；所述导流罩位于所述防护罩的外部，推进器安装在所述导流罩的圆心处，且通过对称的至少两个连接板固定在所述导流罩上。因此，应用本发明的实施例防护罩及推进器固定结构，具备的有益效果如下：当来流方向的杂物到达导流罩进水口处时，防护罩就会阻挡住杂物，避免进入导流罩，保护螺旋桨。防护罩的结构形式，将进水口进水面积分割开来，使其能够通过的整体面积减小，较大的物体在进入导流罩时就会被拦截。与此同时，防护罩还能起到阻挡藤蔓的作用，当藤蔓缠绕到螺旋桨上造成的损坏是很大的，螺旋桨的力矩将会增加，从而造成了发动机负荷的增加，当超负荷进行工作的时候，很有可能会憋停轴系或螺旋桨，使得螺旋桨轴系与桨叶损坏、变形，如此能更好的保护螺旋桨，使其正常的工作，保证其工作效率。附图说明图1是防护罩、导流罩及推进器连接的结构示意图。图2是防护罩的结构示意图。图3是相邻辐射板之间夹角示意图。图4是第一环状翼板与来流方向夹角示意图。图5是第二环状翼板与来流方向夹角示意图。图6是第一环状翼板和第二环状翼板的翼型截面图。图7是nasa0015截面示意图。图8是第一种计算结果示意图。图9a是第二种计算结果示意图。图9b是第三种计算结果示意图。图10是第四种计算结果示意图。图11是第五种计算结果示意图。图12a是第六种计算结果示意图。图12b是第七种计算结果示意图。图13是第三种计算结果示意图。图14是第一辐射板的具体结构示意图。图15是第一支撑板、第二支撑板之间夹角示意图。图16是第一支撑板的结构示意图。图17是辐射板、支撑板与导流罩连接的地方增加垫块示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1-17，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1、2所示，本发明实施例提供了一种防护罩，安装在推进器2的导流罩3上，包括：第一环状翼板1-5；第二环状翼板1-6，直径小于所述第一环状翼板1-5的直径，且与所述第一环状翼板1-5圆心相同，所述第二环状翼板1-6的直径与所述第二环状翼板1-6到所述第一环状翼板1-5的距离相同；至少一个辐射板，一端固定在所述第一环状翼板1-5和所述第二环状翼板1-6上，另一端固定在所述导流罩3上，且所述至少一个辐射板的结构相同，数量为偶数个且间距相同；第一支撑板1-7；第二支撑板1-8，与所述第一支撑板1-7对称位于所述推进器的下方，且所述第一支撑板1-7的一端、所述第二支撑板1-8的一端固定在所述第一环状翼板1-5和所述第二环状翼板1-6上，另一端固定在所述推进器上；所述至少一个辐射板、所述第一支撑板1-7和第二支撑板1-8形成对称结构。进一步的，所述至少一个辐射板包括4个辐射板，分别是第一辐射板1-1、第二辐射板1-2、第三辐射板1-3、第四辐射板1-4。相邻的两个辐射板之间的夹角均为45°，如图3所示第一辐射板1-1、第二辐射板1-2之间的夹角为45°，此外，第二辐射板1-2、第三辐射板1-3之间的夹角为45°、第三辐射板1-3、第四辐射板1-4的夹角为45°，且多个辐射板位于防护罩的上半部，且相邻两个辐射板之间的夹角为45°。如图1所示，防护罩1安装在导流罩3的进水口处，其作用是阻挡杂物进入导流罩3，保护螺旋桨及传动设备,第一辐射板1-1、第二辐射板1-2、第三辐射板1-3、第四辐射板1-4相邻之间的夹角为45°,主要起到平均分配进水口进水面积的作用，其次，还能起到支撑作用。所述第一环状翼板1-5和所述第二环状翼板1-6将导流罩3进水口处进水面积平均分配，保证其进流的均匀性。这种设计结构简单，在保证其结构强度的前提下更加安全可靠，而且便于安装与拆卸，为后期维护提供方便。如图4所示，所述第一环状翼板1-5与来流方向的夹角为10°，如图所示，所述第二环状翼板1-6与来流方向的夹角为7°，通过这种设计减少流体阻力。如图6所示的界面为第一环状翼板1-5、所述第二环状翼板1-6的横截面，界面的形状为nasa0015翼型。本发明基于流体力学对防护罩进行cfd仿真，引入nasa0015翼型到环状翼板上，且与来流方向呈α1、α2的角度，经计算使阻力最小化如表1。表1角度总阻力阻力增加率α1＝0°α2＝15°31699.9n5.57％α1＝5°α2＝5°31235.5n4.02％α1＝7°α2＝10°30132.4n0.35％α1＝7°α2＝5°30583.3n1.85％α1＝10°α2＝10°30055.1n0.09％α1＝10°α2＝15°30842.2n2.27％α1＝10°α2＝17°31432.5n4.68％翼型：在空气动力学中，翼型通常理解为二维机翼，即剖面形状不变的无限翼展机翼。低速和亚声速翼型的典型外形，它前端圆滑，后端成尖角形；后尖点称为后缘；翼型上距后缘最远的点称为前缘；连接前后缘的直线称为翼弦，其长度称为弦长。在翼型内部作一系列与上下翼面相切的内切圆，诸圆心的连线称为翼型的中弧线，其中最大内切圆的直径称为翼型的厚度，中弧线和翼弦之间的最大距离称为弯度；前缘的曲率半径称为前缘半径。超声速翼型的前缘也可能是尖的。翼型的相对厚度和相对弯度分别定义为厚度和弯度对弦长之比，弯度为零的翼型称为对称翼型，其中弧线与翼弦重合。当翼型相对于空气运动时，翼型表面会受到气流的作用力，其合力在翼型运动方向或来流方向上的分力是翼型所受到的阻力，垂直于上述方向的分力是翼型的举力。这些作用力对前缘(或对距前缘1/4弦长点)的力矩称为俯仰力矩。在低速和亚声速情况下，还有一种翼型叫作层流翼型，它的最大厚度较靠后，边界层的层流段较长，因而摩擦阻力较小。在跨声速情形下，有一种翼型叫作超临界翼型，它的上表面比较平坦，翼面上一般只产生压缩波和膨胀波，间或有弱激波，因而波阻较小。在翼型设计过程中，通常只关注翼型流体动力特性，如阻力、升力等，而对于船舶及水中航行体，翼型尾流品质同样十分重要。翼型的阻升比越小，其水动力性能越好，但同时尾流场的品质可能将会变差，因此两个目标相互矛盾，如何能够获得两个目标都相对较优的翼型。因此，本发明实施例采用了naca0015翼型，其阻力与尾流场的品质适中。减阻小，延迟空泡产生是有利的。攻角介于10-15度，如图7。辐射板与导流罩3连接的部分采用‘虎口’的形式，使其卡在导流罩3上，在与动力机构相连的部分选择不穿过，一方面考虑减少阻力问题，另一方面考虑到安装问题。通过导入star-ccm+中计算，选取不同角度下的α1，α2进行计算，比较不同角度下的总阻力值，与裸推进器阻力值30025.3n进行比较，选取最优解。计算结果如下图8-图13所示。如图14所示，以第一辐射板1-1为例，为虎口形结构，第一辐射板1-1的上部外边缘1-1-2所在的直线与水流方向夹角为110°，每一个辐射板与所述导流罩3卡接处的外部边缘1-1-3与水流方向夹角为25°。如图15和图16所示，所述第一支撑板1-7和所述第二支撑板1-8的夹角为45°。所述第一支撑板1-7和所述第二支撑板1-8主要起支撑作用卡在推进器上，整个结构保持对称性，保证上下对称、左右对称。支撑板主要起到支撑作用，如图16所示的第一卡口1-7-1和第二卡口1-7-2，第一卡口1-7-1卡在推进器上，第二卡口1-7-2为“虎口”形式卡接在第一环状翼板1-5、第二环状翼板1-6上。进一步的，如图17所示，导流罩3上设置有多个垫块，通过所述多个垫块与所述至少一个辐射板、所述第一支撑板1-7、所述第二支撑板1-8相连接。本发明的一种具体实现方式中，在至少多个辐射板、第一支撑板1-7、第二支撑板1-8与导流罩3相接触的地方增加垫块，垫块焊接在导流罩3上，用螺栓将防护罩与导流罩3固定，这样更方便后期的维护与拆卸。本发明的一种具体实施例中，提供一种推进器固定结构，包括：导流罩3、任一项所述的防护罩；所述导流罩3位于所述防护罩的外部，推进器2安装在所述导流罩3的圆心处，且通过对称的至少两个连接板固定在所述导流罩3上。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页12