曲向导流悬挂舵的制作方法_2

文档序号:9679332阅读:来源:国知局
呆舵下衬套内径之间为计算间隙配合,这种设计,其呆舵不但发挥了自身的作用,而且也起到舵叶在受力后将一部分力传给呆舵的作用,这样,呆舵结构承受充当了挂舵臂的受力作用,这种设计,可节省重量约为总母船空船重量的0.04%。
[0016]本发明的有益效果是:在推进效率方面,本发明比普通半悬挂舵提高至少1.5%,可节能降低油耗。在船舶快速性方面,本发明比普通半悬挂舵航速提高至少0.1节。本发明免去了挂舵臂铸钢件结构,可节省重量约为总母船空船重量的0.04%。各部件之间连接简单,装配简单,安装后其同轴度、平行度、接触面之间的精度高,很容易满足设计要求。取消挂舵臂的设计,使舵叶底端的前部不会产生舵空泡现象,不会对舵叶剥蚀。本发明本着高效、环保、节能及轻巧多功能的原则,螺旋桨与舵叶之间不设挂舵臂结构而采用呆舵设计,从而减轻了空船重量,舵杆底部与呆舵之间为衬套水润滑安装,起到可分散承受舵系组合力作用。
【附图说明】
[0017]图1是带有挂舵臂的半悬挂舵产生的空泡腐蚀示意图;
图2是本发明主视结构示意图; 图3是本发明左视A-A剖面结构示意图;
图4是本发明舵承剖面结构示意图;
图5是舵叶结构示意图;
图6是舵叶内部Vl板上部结构示意图;
图7是舵叶内部Vl板下部结构示意图;
图8是舵叶内部V2板上部结构示意图;
图9是舵叶内部V2板下部结构示意图;
图10是舵叶内部V3板上部结构示意图;
图11是舵叶内部V3板下部结构示意图;
图12是舵叶内部V4板上部结构示意图;
图13是舵叶内部V4板下部结构示意图;
图14是舵叶内部V5板上部结构示意图;
图15是舵叶内部V5板下部结构示意图;
图16是舵叶内部V6板结构示意图;
图17是舵叶内部Hl板示意图;
图18是舵叶内部H2板示意图;
图19是舵叶内部H3板示意图;
图20是舵叶内部H4板示意图;
图21是舵叶内部H5板示意图;
图22是舵叶内部H6板示意图;
图23是舵叶内部H7板示意图;
图24是舵叶内部H8板示意图;
图25是舵叶内部H9板示意图;
图26是舵叶内部HlO板示意图;
图27是航叶导流边扭曲不意图;
图中:1、舵叶,2、呆舵,3、舵杆,4、舵承,5、舵柄,6、船体的结构外板,7、舵机平台,8、舵球。
【具体实施方式】
[0018]实施示例I
曲向导流悬挂舵,包括舵叶1、呆舵2、舵杆3、舵承4及舵柄5 ;舵承4与舵杆3连接,舵柄5与舵杆3连接,呆舵2是舵叶I上方的船体结构,呆舵2上部与船体的结构外板6连接,呆舵2内部为筒形,呆舵2内部筒形围绕舵杆I外径向下延伸至舵杆I锥度以上位置。舵杆I上设置不锈钢轴套,呆舵2内部与不锈钢轴套之间采用非金属合成树脂衬套以水润滑形式相摩擦接触。呆舵2由内、外两部分组成,呆舵2外部是沿舵叶I顶部继续向上基于舵叶I顶部型值过渡,使呆舵2外部沿舵叶I顶部向上延伸,一直向上连接至船体的结构外板6部位,呆舵2外部侧面是舵叶I的首尾向上的加高延续。
[0019]舵承4固定在呆舵2内壁和舵机平台7上,舵承4上部凸出舵机平台7,舵承4下部嵌入呆舵2内壁。舵叶I设置三向导流边,艏部导流边分上、中、下三节段倾斜扭曲过渡导边;上节段向一侧倾斜,中节段扭曲过渡到下节段向另一侧倾斜;艏部导流边为左、中、右倾斜曲向导边型式;舵叶I结构由曲面外板,舵叶顶板、舵叶底板及中间水平隔板和垂直隔板组成封闭结构。舵叶I艏部导流边的上节段位于过舵球球心水平面的上部,舵叶I艏部导流边的中节段位于过舵球球心水平面上,舵叶艏部导流边的下节段位于过舵球球心水平面的下部,舵叶以过舵球球心的垂直面为基准面,舵叶I艏部导流边的上节段以基准面为分界逐渐向一侧偏离;舵叶I艏部导流边的中节段位于基准面上,舵叶I艏部导流边的下节段以基准面为分界逐渐向另一侧偏离,舵叶I艏部导流边扭曲光滑过渡。
[0020]呆舵2内部为筒型与舵杆配套设计。船舶运行时处于水面以下,保证船舶的快速性和操纵性,其外形设计成流线型。螺旋桨位于舵叶正前方,螺旋桨的反作用力对舵叶产生较大影响,本发明中舵叶采用三向导流型式设计,对艉部伴流场起到了矫正作用,为此呆舵2则不会受螺旋桨影响,呆舵2的剖面设计成对称型式,呆舵2结构外形相当于舵叶I结构外形型值的向上延伸体。呆舵2结构由内、外两部分组成,呆舵外部是沿舵叶顶部继续向上基于舵叶顶部型值过渡,使呆舵外部沿舵叶顶部向上延伸,一直向上连接至船体的结构外板部位,呆舵外部侧面是舵叶的首尾向上的加高延续;呆舵内部为筒型,呆舵内部筒型围绕舵杆外径,向下延伸到舵杆锥度以上位置,呆舵内部和舵杆不锈钢轴套之间采用非金属合成树脂衬套以水润滑形式相摩擦接触。呆舵的材料由锻钢件和钢板组合而成,呆舵外形设计为舵叶顶部对称中导流剖面的加大型。呆舵2的一个承受力是承受舵杆下端水润滑衬套部位传递的舵力,即分担由取消原来的挂舵臂所承受的部分舵组合力,承受来自舵叶在水流中产生的弯矩;呆舵的另一个承受力是来自舵承衬套部位的第二级受力传递,以上两种承受力均通过呆舵传递扩散到船体结构,由于呆舵的缓冲作用,使舵杆受力明显减弱,起到了减小舵杆直径尺寸的作用。
[0021]舵承4固定在呆舵2内壁和船体上,用以支承舵系的重量。本发明设计采用以舵机平台7为基本承重面,设计舵承4为基本承重面以上半凸出以及基本承重面以下半崁入的结构形式,舵承4上部与舵机平台7通过钢质调整垫安装连接,舵承4下部伸入呆舵2内部,通过支撑块与呆舵2内部安装连接,以达到二级阶梯传导舵系重力及弯矩的结构形式。第一级受力是将舵系受到的一部分力传递到舵机平台上,第二级受力是将舵系受到的另一部分力及弯矩传递给呆舵筒体,从而通过呆舵扩散到船体结构,起到二级传导力作用。这种分级传导力的舵承设计结构,不但可以缩减舵承的外形尺寸,而且还可以有效传导所受舵系的重力、扭力及弯矩。
[0022]舵叶I的内部结构:舵叶包括若干横向板、若干纵向板、外板、顶板及底板;所述若干横向板与若干纵向板构成舵叶的骨架,外板包裹舵叶的骨架,若干横向板、若干纵向板、外板、顶板及底板构成封闭结构。所述若干横向板分为第一类横向板、第二类横向板和第三类横向板,舵叶上部至舵球8球心位置的横向板为第一类横向板,舵球8球心位置的横向板为第二类横向板,舵球8球心位置至舵叶下部的横向板为第三类横向板,若干横向板由舵叶上部至舵叶下部横向板长度逐渐减小;第一类横向板的艏部偏向横向板交线的一侧,第二类横向板为对称横向板,第三类横向板的艏部偏向横向板交线的另一侧。若干纵向板的宽度和对称度决定舵叶在该位置的厚度和对称度;所述若干纵向板分为第一类纵向板和第二类纵向板,由舵叶艉部至安装舵杆位置区域内的纵向板为第一类纵向板,由安装舵杆位置至舵叶艏部区域内的纵向板为第二类纵向板,所述若干纵向板的宽度由舵叶艉部至舵叶艏部先逐渐增大,增大到安装舵杆位置后逐渐减小;第一类纵向板均为对称纵向板,第二类板为非对称纵向板。舵叶靠近螺旋桨的一条边为舵叶的导流边,即舵叶艏部为扭曲过渡导流边,扭曲过渡导流边光滑过渡。第一类横向板艏部与横向板交线的偏差值由上至下逐渐减小。第三类横向板艏部与横向板交线的偏差值由上至下逐渐增大。第一类横向板和第三类横向板艏部的偏转不能超出各自所在平面内舵叶的最大厚度。舵叶的厚度由舵叶上部至舵叶下部逐渐减小。舵叶结构由外板,顶板、底板及中间水平隔板和垂直隔板组成封闭结构,舵叶艏部迎水流导流边设计成曲向导流边型式,从上到下设计扭曲过渡形状,对尾流起到吸收整流作用,起到了高效降耗、快速防腐作用。
[0023]纵向板与纵舯线所在船体剖面的交线称纵向板交线,横向板与舵系中心线所在船体法相剖面的交线称横向板交线。
[0024]舵叶导流边上节段向左倾斜,中节段扭曲过渡到下节段向右倾斜,此曲向导流边舵叶剖面型值的确定是悬挂舵装置舵叶设计的技术核心。对于舵叶导流边左、中、右倾斜曲向导边型式,偏转角的大小将直接决定扭曲舵与桨后流场的作用效果和节能效果。偏转角确定的原则是:结合舵的最大厚度来确定,也就是说导流边偏转最大不能超出舵叶的最大厚度,否则会增加舵航行阻力,抵消扭曲导流边与桨后流场的作用;导流边偏转角过小同样所起作用有限,不能起到明显的节能效果。考虑
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