專利名稱：全回轉(zhuǎn)螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于船舶螺旋槳的調(diào)距機(jī)構(gòu)，尤其是全回轉(zhuǎn)螺旋槳的調(diào)距機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在小功率船舶上，一般采用人工機(jī)械操作來(lái)改變螺旋槳螺距，對(duì)于中型和大型船舶來(lái)說(shuō)，使用較廣泛的是液壓操縱。螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)是一種能夠把液壓系統(tǒng)所傳遞的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)液壓缸把壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)葉片調(diào)節(jié)螺距的目的，使船舶或平臺(tái)在任何航行條件下均可充分利用主機(jī)的全部功率，其特點(diǎn)是出力大、靈活機(jī)動(dòng)并便于實(shí)現(xiàn)遙控，使船舶或平臺(tái)的操作更快速、安全、可靠，控制精度高?，F(xiàn)在越來(lái)越廣泛用于船舶和有特殊工作要求的海洋平臺(tái)。
螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)的形式有多種，根據(jù)液壓缸與槳轂的相對(duì)位置不同大致可以分為以下三種。I、液壓缸后置機(jī)構(gòu)。MAN Diesel公司的可調(diào)距槳、型號(hào)為WP72XF3/4調(diào)距螺旋槳和“育鯤”輪所用的VBS980螺旋槳的液壓缸就是后置于螺旋槳的導(dǎo)流帽中，這樣布置可以使槳葉的直徑不受限制，但使得導(dǎo)流帽的體積偏大，液壓油回路的流程較長(zhǎng)，增加了槳轂、導(dǎo)流帽和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封難度，特別是應(yīng)用于全回轉(zhuǎn)可調(diào)距槳時(shí)將增加下齒輪箱中傳動(dòng)軸的受力，同時(shí)也影響螺旋槳的推進(jìn)效率。2、液壓缸中置機(jī)構(gòu)。德國(guó)SCH0TTLE公司生產(chǎn)的全回轉(zhuǎn)螺旋槳將液壓缸置于槳轂中，也就是把螺距調(diào)節(jié)塊和液壓缸集成到了一起，這樣能減小導(dǎo)流帽的體積，減輕整個(gè)螺旋槳導(dǎo)流帽的質(zhì)量，使下齒輪箱中的槳軸受力更均衡，這種結(jié)構(gòu)適合大功率、長(zhǎng)軸系的船舶。但槳轂內(nèi)的液壓缸需要進(jìn)行拼裝，給液壓缸的密封增加了難度；又因槳轂體積的限制，要同時(shí)保證液壓缸的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性能存在很大的難度，且維修成本高。3、液壓缸前置機(jī)構(gòu)。如圖I所示，液壓油缸前置于槳轂前面的傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸前端受離合器傳遞過(guò)來(lái)的扭矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳動(dòng)軸上開(kāi)有配油油路，傳動(dòng)軸的外部設(shè)有配油套，配油套在防轉(zhuǎn)銷的作用下，自身不能轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓油通過(guò)配油套上的溝槽經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸上的油路流到液壓油缸的工作油腔中去，傳動(dòng)軸前端和油缸同軸且固定在一起，帶動(dòng)油缸沿其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，油缸和傳動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器相連，傳動(dòng)軸和槳轂通過(guò)螺栓相連，槳轂在傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)動(dòng)塊與推拉桿后端固定在一起，導(dǎo)動(dòng)塊上具有偏置桿，滑塊上的通孔與偏置桿間隙配合，滑塊自身可沿偏置桿的軸線旋轉(zhuǎn)，滑塊外側(cè)與槳葉連接塊上的溝槽相配合，滑塊可沿溝槽的方向移動(dòng)，導(dǎo)動(dòng)塊在槳葉連接塊和滑塊的帶動(dòng)下沿推拉桿的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，即推拉桿與傳動(dòng)軸以相同的角速度沿同一根軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，推拉桿前端與活塞桿相連，油缸與活塞桿以相同的角速度沿同一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣液壓系統(tǒng)工作時(shí)可保證活塞與油缸之間只有相對(duì)的軸向運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，液壓油經(jīng)過(guò)配油套從傳動(dòng)軸上的油路中進(jìn)入油缸的油腔中，油缸在油壓的作用下液壓活塞桿以推動(dòng)推拉桿沿其軸線作前后運(yùn)動(dòng)，推拉桿則帶動(dòng)導(dǎo)動(dòng)塊移動(dòng)，導(dǎo)動(dòng)塊帶動(dòng)滑塊一方面沿偏置桿的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)、另一面沿連接塊的溝槽移動(dòng)，滑塊則帶動(dòng)連接塊沿自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，槳葉將沿連接塊的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，完成槳距的調(diào)節(jié)。這種液壓缸前置機(jī)構(gòu)的缺陷是
I、螺旋槳旋轉(zhuǎn)扭矩是從傳動(dòng)軸的前端經(jīng)過(guò)油缸再傳到槳轂，油缸繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，對(duì)油缸的同軸度要求很高，很難保證其在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)的產(chǎn)生會(huì)影響其強(qiáng)度的可靠性、工作的穩(wěn)定性、關(guān)鍵部位的密封性，會(huì)大大縮短油缸的使用壽命。2、受推拉桿尺寸的限制，機(jī)構(gòu)尺寸不能過(guò)大，傳遞的主機(jī)功率一般在3000KW以下，推拉桿的長(zhǎng)度一般不能大于12米。3、需要安裝空心聯(lián)軸器和配油環(huán)，占用了軸向空間，影響下齒輪箱中的結(jié)構(gòu)布置，導(dǎo)致下齒輪箱很長(zhǎng)，體積增大，影響其水動(dòng)力性能，影響螺旋槳的推進(jìn)的效率，最終在運(yùn)行時(shí)會(huì)增加油耗，影響螺旋槳的經(jīng)濟(jì)性。4、增加螺旋槳的重量，增加制造的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有液壓缸前置機(jī)構(gòu)中調(diào)距機(jī)構(gòu)的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性更好、工作更可靠的全回轉(zhuǎn)螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是液壓油缸位于槳轂和槳葉的前端，槳葉與槳葉連接塊固接，槳葉連接塊通過(guò)偏置式滑塊調(diào)距機(jī)構(gòu)與導(dǎo)動(dòng)塊連接，液壓油缸的活塞桿后端與推拉桿前端同軸固定串接，推拉桿于傳動(dòng)軸的中心通孔中同軸穿過(guò)，液壓油缸后端固定連接與推拉桿同軸的軸承套，軸承套后段內(nèi)腔中固定設(shè)置調(diào)心球軸承和推力調(diào)心軸承；傳動(dòng)軸前端連接調(diào)心球軸承和推力調(diào)心軸承，傳動(dòng)軸后端與凸緣轂通過(guò)錐度相配合，凸緣轂與槳轂相固連，傳動(dòng)軸的中間段同軸固定套一個(gè)大傘齒輪，大傘齒輪與小傘齒輪相互嚙合；推拉桿是階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸的大端位于兩個(gè)同軸的推力調(diào)心軸承之間且與兩個(gè)推力調(diào)心軸承的內(nèi)圈固定配合；導(dǎo)動(dòng)塊有間隙地套在推拉桿上并同時(shí)固定套接兩個(gè)推力調(diào)心軸承的外圈。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要不同之處是液壓油缸不隨傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)、槳轂中結(jié)構(gòu)布置更加簡(jiǎn)化、配油結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，其體現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)是
I、由于液壓油缸不轉(zhuǎn)動(dòng)，使傳動(dòng)軸的受力更均衡，大大提高了螺旋槳的可靠性、穩(wěn)定性與可維護(hù)性，省去了現(xiàn)有螺旋槳注油時(shí)的配油器，減少了液壓調(diào)距裝置采用的動(dòng)密封的數(shù)量，減小設(shè)備空間，使得設(shè)備可以容納在螺旋槳的導(dǎo)流蓋中，規(guī)避了現(xiàn)有螺旋槳配油器密封難、占空間的問(wèn)題，同時(shí)降低了制造維修的成本。2、液壓油缸不用承受扭矩，不會(huì)影響液壓油缸的強(qiáng)度，可以保證其工作的可靠性、安裝時(shí)的同軸度、密封性能；還可以降低安裝時(shí)的難度，減少旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。3、由于液壓油缸不再傳遞螺旋槳旋轉(zhuǎn)的扭矩，可以縮短液壓油在下齒輪箱中的油路，從而使槳轂內(nèi)的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，省去了空心聯(lián)軸器，節(jié)省了軸向布置空間，縮短了下齒輪箱的長(zhǎng)度，便于機(jī)構(gòu)的布置，提高推進(jìn)的效率，降低了液壓油路的密封難度。4、有效地利用了導(dǎo)動(dòng)塊的內(nèi)部空間，使用推力軸承把推拉桿上的軸向力傳遞給導(dǎo)動(dòng)塊，同時(shí)也讓導(dǎo)動(dòng)塊的旋轉(zhuǎn)不影響推拉桿，使得活塞與活塞桿都沒(méi)有軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，有利于保證液壓油缸的工作效率與穩(wěn)定性，降低了設(shè)備安裝時(shí)的難度，提高了液壓油缸工作時(shí)的可靠性，從而液壓缸不受扭矩作用，能夠保證其工作的可靠性、同軸度、密封性，


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；
圖I是背景技術(shù)中典型的液壓油缸前置于傳動(dòng)軸內(nèi)的調(diào)距機(jī)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明全回轉(zhuǎn)螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)的示意 圖2中1.槳轂；2.槳葉連接塊；3.槳葉；4.偏置式滑塊調(diào)距機(jī)構(gòu)；5.導(dǎo)動(dòng)塊；6.液壓活塞；7液壓油缸；8.推拉桿；12.大傘齒輪；13.傳動(dòng)軸；14.導(dǎo)流蓋；15.小傘齒輪；18.活塞桿；20.軸承套；21.下齒輪箱；22.凸緣轂；23.活塞蓋；24.調(diào)心球軸承；25.推力調(diào)心軸承；26.擋圈；27.推力調(diào)心軸承；28.導(dǎo)向承重蓋；29.圓柱滾子軸承。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D2，液壓油缸7及液壓活塞6位于槳轂I和槳葉3的前端。槳葉連接塊2與槳葉3通過(guò)螺栓固定在一起，槳葉連接塊2與槳轂I上的開(kāi)孔間隙配合，可在槳轂I開(kāi)孔中 轉(zhuǎn)動(dòng)。槳葉連接塊2同時(shí)通過(guò)偏置式滑塊調(diào)距機(jī)構(gòu)4與導(dǎo)動(dòng)塊5連接，隨導(dǎo)動(dòng)塊5運(yùn)動(dòng)。液壓活塞6固定連接活塞桿18前端，活塞桿18的后端與推拉桿8的前端同軸固定串接，在推拉桿8上同軸套有傳動(dòng)軸13，推拉桿8從傳動(dòng)軸13的中心通孔中穿過(guò)，并可沿軸線前后移動(dòng)，液壓油缸7的后端連接軸承套20，軸承套20與推拉桿8同軸，使液壓油缸7通過(guò)法蘭盤和螺栓與軸承套20前端固定在一起，液壓油缸7的后端口用活塞蓋23密封。軸承套20后段內(nèi)腔中固定安裝調(diào)心球軸承24和推力調(diào)心軸承25。傳動(dòng)軸13的前端同時(shí)連接調(diào)心球軸承24和推力調(diào)心軸承25。傳動(dòng)軸13后端支撐在下齒輪箱21上的圓柱滾子軸承29上，并與凸緣轂22通過(guò)錐度相配合，凸緣轂22通過(guò)螺栓與槳轂I相固連，可將旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給槳轂I。傳動(dòng)軸13的中間段同軸固定套一個(gè)大傘齒輪12，大傘齒輪12與小傘齒輪15相互嚙合。在液壓油缸7外罩導(dǎo)流蓋14，將導(dǎo)流蓋14與軸承套20固定連接。由活塞蓋23、活塞桿18、活塞6后端面、液壓油缸7圍成油腔A，在液壓油缸7的缸體上開(kāi)進(jìn)油孔C和進(jìn)油孔D，油孔C與油腔A相通。由液壓油缸7、活塞6前端面共同圍成油腔B，進(jìn)油孔D與油腔B相通?；钊?在液壓油的作用下可沿軸線前后移動(dòng)。推拉桿8是階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸的小端連接活塞桿18的后端，階梯軸的大端位于兩個(gè)同軸的推力調(diào)心軸承27之間，并且大端與兩個(gè)推力調(diào)心軸承27的內(nèi)圈固定配合，大端與兩個(gè)推力調(diào)心軸承27在軸向采用過(guò)盈配合，軸肩抵緊兩個(gè)推力調(diào)心軸承27的內(nèi)圈，使推拉桿8和推力調(diào)心軸承27的內(nèi)圈之間不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)動(dòng)塊5有間隙地套在推拉桿8上并同時(shí)固定套接在兩個(gè)推力調(diào)心軸承27的外圈上，即推力調(diào)心軸承27的外圈與導(dǎo)動(dòng)塊5的內(nèi)孔過(guò)盈配合，在導(dǎo)動(dòng)塊5與位于前端的一個(gè)推力調(diào)心軸承27的軸向之間安裝擋圈26。導(dǎo)動(dòng)塊5的后端以螺栓固定連接導(dǎo)向承重蓋28前端，導(dǎo)向承重蓋28的后端與槳轂I間隙配合。在位于后端的推力調(diào)心軸承27和導(dǎo)向承重蓋28之間安裝另一個(gè)擋圈26。導(dǎo)動(dòng)塊5可以繞著推拉桿8的軸線旋轉(zhuǎn)，通過(guò)推力調(diào)心軸承27的外圈繞著推拉桿8的軸線旋轉(zhuǎn)，推拉桿8的推力(或拉力)傳遞給推力調(diào)心軸承27，再由推力調(diào)心軸承27傳遞給兩個(gè)擋圈26和導(dǎo)動(dòng)塊5，由導(dǎo)動(dòng)塊5依次傳遞給偏置式滑塊調(diào)距機(jī)構(gòu)4，完成調(diào)距工作。螺旋槳正常工作時(shí)，扭矩從小傘齒輪15傳遞給大傘齒輪12，從而液壓油缸7不受扭矩作用，大傘齒輪12將扭矩傳遞給傳動(dòng)軸13，傳動(dòng)軸13帶動(dòng)調(diào)心球軸承24內(nèi)圈、推力調(diào)心軸承25內(nèi)圈、圓柱滾子軸承29內(nèi)圈和凸緣轂22轉(zhuǎn)動(dòng)，凸緣轂22帶動(dòng)槳轂I轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳處于工作狀態(tài)，這時(shí)槳葉3、槳葉連接塊2、導(dǎo)動(dòng)塊5、推力調(diào)心軸承27的外圈都沿著傳動(dòng)軸13的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而推力調(diào)心軸承27的內(nèi)圈并不轉(zhuǎn)動(dòng)，所以推拉桿8、液壓活塞6不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)槳葉3接受到調(diào)距指令時(shí)，液壓系統(tǒng)會(huì)給油腔A或油腔B中注入液壓油，若正向調(diào)距，往油腔B中注入液壓油，則油腔B中的液壓油壓大于油腔A中油壓，在壓差的作用下，推拉桿8將向后移動(dòng)，推拉桿8將作用力傳遞給推力調(diào)心軸承27，推力調(diào)心軸承27將力傳遞給導(dǎo)動(dòng)塊5，導(dǎo)動(dòng)塊5也向后運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)偏置式滑塊調(diào)距機(jī)構(gòu)4在槳葉連接塊2的凹槽中滑動(dòng)，偏置式滑塊調(diào)距機(jī)構(gòu)4自身沿著導(dǎo)動(dòng)塊5的偏置桿轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)槳葉連接塊2也沿著其自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，槳葉3也隨著槳葉連接塊2轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)槳葉3轉(zhuǎn)動(dòng)到所需的螺距的位置時(shí)， 液壓系統(tǒng)停止供油，調(diào)距過(guò)程結(jié)束。反向調(diào)距時(shí)，使推拉桿8將向前移動(dòng)，反向調(diào)距原理與正向調(diào)距雷同。
權(quán)利要求
1.一種全回轉(zhuǎn)螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)，液壓油缸(7)位于槳轂(I)和槳葉(3)的前端，槳葉(3)與槳葉連接塊(2)固接，槳葉連接塊(2)通過(guò)偏置式滑塊調(diào)距機(jī)構(gòu)(4)與導(dǎo)動(dòng)塊(5) 連接，其特征是液壓油缸(7 )的活塞桿后端與推拉桿(8)前端同軸固定串接，推拉桿(8) 于傳動(dòng)軸(13)的中心通孔中同軸穿過(guò)；液壓油缸(7)后端固定連接與推拉桿(8)同軸的軸承套(20)，軸承套(20)后段內(nèi)腔中固定設(shè)置調(diào)心球軸承(24)和推力調(diào)心軸承(25);傳動(dòng)軸 (13)前端連接調(diào)心球軸承(24)和推力調(diào)心軸承(25)，傳動(dòng)軸(13)后端與凸緣轂(22)通過(guò)錐度相配合，凸緣轂(22)與槳轂(I)相固連，傳動(dòng)軸(13)的中間段同軸固定套一個(gè)大傘齒輪(12)，大傘齒輪(12)與小傘齒輪(15)相互嚙合；推拉桿(8)是階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸的大端位于兩個(gè)同軸的推力調(diào)心軸承(27)之間且與兩個(gè)推力調(diào)心軸承(27)的內(nèi)圈固定配合； 導(dǎo)動(dòng)塊(5)有間隙地套在推拉桿(8)上并同時(shí)固定套接兩個(gè)推力調(diào)心軸承(27)的外圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全回轉(zhuǎn)螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)，其特征是導(dǎo)動(dòng)塊(5)與位于前端的一個(gè)推力調(diào)心軸承(27)的軸向之間設(shè)置一個(gè)擋圈；位于后端的推力調(diào)心軸承(27)和導(dǎo)向承重蓋(28)之間設(shè)置另一個(gè)擋圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全回轉(zhuǎn)螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)，其特征是導(dǎo)動(dòng)塊(5)后端固定連接導(dǎo)向承重蓋(28)前端,導(dǎo)向承重蓋(28)后端與槳轂(I)間隙配合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種船舶全回轉(zhuǎn)螺旋槳液壓調(diào)距機(jī)構(gòu)，液壓油缸的活塞桿后端與推拉桿前端同軸固定串接，推拉桿于傳動(dòng)軸的中心通孔中同軸穿過(guò)，傳動(dòng)軸后端與凸緣轂通過(guò)錐度相配合，凸緣轂與槳轂相固連，傳動(dòng)軸的中間段同軸固定套一個(gè)大傘齒輪，大傘齒輪與小傘齒輪相互嚙合；推拉桿是階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸大端位于兩個(gè)同軸的推力調(diào)心軸承之間且與兩個(gè)推力調(diào)心軸承的內(nèi)圈固定配合；導(dǎo)動(dòng)塊有間隙地套在推拉桿上并同時(shí)固定套接兩個(gè)推力調(diào)心軸承的外圈上；導(dǎo)動(dòng)塊的旋轉(zhuǎn)不影響推拉桿，液壓油缸不轉(zhuǎn)動(dòng)，使傳動(dòng)軸的受力更均衡，提可靠性、穩(wěn)定性與可維護(hù)性，提高推進(jìn)的效率，降低液壓油路的密封難度。
文檔編號(hào)B63H3/08GK102923287SQ20121045159
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者陳寧, 侯偉, 侯淑玲 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)