專利名稱：全回轉螺旋槳液壓調距機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于船舶螺旋槳的調距機構，尤其是全回轉螺旋槳的調距機構。
背景技術：
在小功率船舶上，一般采用人工機械操作來改變螺旋槳螺距，對于中型和大型船舶來說，使用較廣泛的是液壓操縱。螺旋槳液壓調距機構是一種能夠把液壓系統所傳遞的壓力信號轉化為機構的運動，通過液壓缸把壓力能轉化為機械能，從而達到轉動葉片調節螺距的目的，使船舶或平臺在任何航行條件下均可充分利用主機的全部功率，其特點是出力大、靈活機動并便于實現遙控，使船舶或平臺的操作更快速、安全、可靠，控制精度高。現在越來越廣泛用于船舶和有特殊工作要求的海洋平臺。
螺旋槳液壓調距機構的形式有多種，根據液壓缸與槳轂的相對位置不同大致可以分為以下三種。I、液壓缸后置機構。MAN Diesel公司的可調距槳、型號為WP72XF3/4調距螺旋槳和“育鯤”輪所用的VBS980螺旋槳的液壓缸就是后置于螺旋槳的導流帽中，這樣布置可以使槳葉的直徑不受限制，但使得導流帽的體積偏大，液壓油回路的流程較長，增加了槳轂、導流帽和傳動機構的密封難度，特別是應用于全回轉可調距槳時將增加下齒輪箱中傳動軸的受力，同時也影響螺旋槳的推進效率。2、液壓缸中置機構。德國SCH0TTLE公司生產的全回轉螺旋槳將液壓缸置于槳轂中，也就是把螺距調節塊和液壓缸集成到了一起，這樣能減小導流帽的體積，減輕整個螺旋槳導流帽的質量，使下齒輪箱中的槳軸受力更均衡，這種結構適合大功率、長軸系的船舶。但槳轂內的液壓缸需要進行拼裝，給液壓缸的密封增加了難度；又因槳轂體積的限制，要同時保證液壓缸的結構強度和密封性能存在很大的難度，且維修成本高。3、液壓缸前置機構。如圖I所示，液壓油缸前置于槳轂前面的傳動軸上，傳動軸前端受離合器傳遞過來的扭矩而轉動，在傳動軸上開有配油油路，傳動軸的外部設有配油套，配油套在防轉銷的作用下，自身不能轉動，液壓油通過配油套上的溝槽經過傳動軸上的油路流到液壓油缸的工作油腔中去，傳動軸前端和油缸同軸且固定在一起，帶動油缸沿其軸線轉動，油缸和傳動軸通過聯軸器相連，傳動軸和槳轂通過螺栓相連，槳轂在傳動軸的帶動下轉動。導動塊與推拉桿后端固定在一起，導動塊上具有偏置桿，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，滑塊外側與槳葉連接塊上的溝槽相配合，滑塊可沿溝槽的方向移動，導動塊在槳葉連接塊和滑塊的帶動下沿推拉桿的軸線轉動，即推拉桿與傳動軸以相同的角速度沿同一根軸線轉動，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動，這樣液壓系統工作時可保證活塞與油缸之間只有相對的軸向運動。工作時，液壓油經過配油套從傳動軸上的油路中進入油缸的油腔中，油缸在油壓的作用下液壓活塞桿以推動推拉桿沿其軸線作前后運動，推拉桿則帶動導動塊移動，導動塊帶動滑塊一方面沿偏置桿的軸線轉動、另一面沿連接塊的溝槽移動，滑塊則帶動連接塊沿自身的軸線轉動，這樣，槳葉將沿連接塊的軸線轉動一個角度，完成槳距的調節。這種液壓缸前置機構的缺陷是
I、螺旋槳旋轉扭矩是從傳動軸的前端經過油缸再傳到槳轂，油缸繞自身的軸線旋轉，對油缸的同軸度要求很高，很難保證其在旋轉過程中不發生振動，振動的產生會影響其強度的可靠性、工作的穩定性、關鍵部位的密封性，會大大縮短油缸的使用壽命。2、受推拉桿尺寸的限制，機構尺寸不能過大，傳遞的主機功率一般在3000KW以下，推拉桿的長度一般不能大于12米。3、需要安裝空心聯軸器和配油環，占用了軸向空間，影響下齒輪箱中的結構布置，導致下齒輪箱很長，體積增大，影響其水動力性能，影響螺旋槳的推進的效率，最終在運行時會增加油耗，影響螺旋槳的經濟性。4、增加螺旋槳的重量，增加制造的成本。
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有液壓缸前置機構中調距機構的缺陷而提供一種結構更加簡單、穩定性更好、工作更可靠的全回轉螺旋槳液壓調距機構。本發明采用的技術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，槳葉連接塊通過偏置式滑塊調距機構與導動塊連接，液壓油缸的活塞桿后端與推拉桿前端同軸固定串接，推拉桿于傳動軸的中心通孔中同軸穿過，液壓油缸后端固定連接與推拉桿同軸的軸承套，軸承套后段內腔中固定設置調心球軸承和推力調心軸承；傳動軸前端連接調心球軸承和推力調心軸承，傳動軸后端與凸緣轂通過錐度相配合，凸緣轂與槳轂相固連，傳動軸的中間段同軸固定套一個大傘齒輪，大傘齒輪與小傘齒輪相互嚙合；推拉桿是階梯軸結構，階梯軸的大端位于兩個同軸的推力調心軸承之間且與兩個推力調心軸承的內圈固定配合；導動塊有間隙地套在推拉桿上并同時固定套接兩個推力調心軸承的外圈。本發明與現有技術相比，主要不同之處是液壓油缸不隨傳動軸轉動、槳轂中結構布置更加簡化、配油結構更加簡化，其體現出的優點是
I、由于液壓油缸不轉動，使傳動軸的受力更均衡，大大提高了螺旋槳的可靠性、穩定性與可維護性，省去了現有螺旋槳注油時的配油器，減少了液壓調距裝置采用的動密封的數量，減小設備空間，使得設備可以容納在螺旋槳的導流蓋中，規避了現有螺旋槳配油器密封難、占空間的問題，同時降低了制造維修的成本。2、液壓油缸不用承受扭矩，不會影響液壓油缸的強度，可以保證其工作的可靠性、安裝時的同軸度、密封性能；還可以降低安裝時的難度，減少旋轉時產生的振動。3、由于液壓油缸不再傳遞螺旋槳旋轉的扭矩，可以縮短液壓油在下齒輪箱中的油路，從而使槳轂內的結構得到簡化，省去了空心聯軸器，節省了軸向布置空間，縮短了下齒輪箱的長度，便于機構的布置，提高推進的效率，降低了液壓油路的密封難度。4、有效地利用了導動塊的內部空間，使用推力軸承把推拉桿上的軸向力傳遞給導動塊，同時也讓導動塊的旋轉不影響推拉桿，使得活塞與活塞桿都沒有軸向的轉動，有利于保證液壓油缸的工作效率與穩定性，降低了設備安裝時的難度，提高了液壓油缸工作時的可靠性，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，
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明；
圖I是背景技術中典型的液壓油缸前置于傳動軸內的調距機構示意 圖2是本發明全回轉螺旋槳液壓調距機構的示意 圖2中1.槳轂；2.槳葉連接塊；3.槳葉；4.偏置式滑塊調距機構；5.導動塊；6.液壓活塞；7液壓油缸；8.推拉桿；12.大傘齒輪；13.傳動軸；14.導流蓋；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.調心球軸承；25.推力調心軸承；26.擋圈；27.推力調心軸承；28.導向承重蓋；29.圓柱滾子軸承。
具體實施例方式參照圖2，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通過螺栓固定在一起，槳葉連接塊2與槳轂I上的開孔間隙配合，可在槳轂I開孔中 轉動。槳葉連接塊2同時通過偏置式滑塊調距機構4與導動塊5連接，隨導動塊5運動。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上同軸套有傳動軸13，推拉桿8從傳動軸13的中心通孔中穿過，并可沿軸線前后移動，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后段內腔中固定安裝調心球軸承24和推力調心軸承25。傳動軸13的前端同時連接調心球軸承24和推力調心軸承25。傳動軸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通過錐度相配合，凸緣轂22通過螺栓與槳轂I相固連，可將旋轉扭矩傳遞給槳轂I。傳動軸13的中間段同軸固定套一個大傘齒輪12，大傘齒輪12與小傘齒輪15相互嚙合。在液壓油缸7外罩導流蓋14，將導流蓋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的缸體上開進油孔C和進油孔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，進油孔D與油腔B相通。活塞6在液壓油的作用下可沿軸線前后移動。推拉桿8是階梯軸結構，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同軸的推力調心軸承27之間，并且大端與兩個推力調心軸承27的內圈固定配合，大端與兩個推力調心軸承27在軸向采用過盈配合，軸肩抵緊兩個推力調心軸承27的內圈，使推拉桿8和推力調心軸承27的內圈之間不發生旋轉。導動塊5有間隙地套在推拉桿8上并同時固定套接在兩個推力調心軸承27的外圈上，即推力調心軸承27的外圈與導動塊5的內孔過盈配合，在導動塊5與位于前端的一個推力調心軸承27的軸向之間安裝擋圈26。導動塊5的后端以螺栓固定連接導向承重蓋28前端，導向承重蓋28的后端與槳轂I間隙配合。在位于后端的推力調心軸承27和導向承重蓋28之間安裝另一個擋圈26。導動塊5可以繞著推拉桿8的軸線旋轉，通過推力調心軸承27的外圈繞著推拉桿8的軸線旋轉，推拉桿8的推力(或拉力)傳遞給推力調心軸承27，再由推力調心軸承27傳遞給兩個擋圈26和導動塊5，由導動塊5依次傳遞給偏置式滑塊調距機構4，完成調距工作。螺旋槳正常工作時，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將扭矩傳遞給傳動軸13，傳動軸13帶動調心球軸承24內圈、推力調心軸承25內圈、圓柱滾子軸承29內圈和凸緣轂22轉動，凸緣轂22帶動槳轂I轉動，螺旋槳處于工作狀態，這時槳葉3、槳葉連接塊2、導動塊5、推力調心軸承27的外圈都沿著傳動軸13的軸線轉動，而推力調心軸承27的內圈并不轉動，所以推拉桿8、液壓活塞6不轉動。當槳葉3接受到調距指令時，液壓系統會給油腔A或油腔B中注入液壓油，若正向調距，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，推拉桿8將作用力傳遞給推力調心軸承27，推力調心軸承27將力傳遞給導動塊5，導動塊5也向后運動，并推動偏置式滑塊調距機構4在槳葉連接塊2的凹槽中滑動，偏置式滑塊調距機構4自身沿著導動塊5的偏置桿轉動，與此同時槳葉連接塊2也沿著其自身的軸線轉動，槳葉3也隨著槳葉連接塊2轉動，當槳葉3轉動到所需的螺距的位置時， 液壓系統停止供油，調距過程結束。反向調距時，使推拉桿8將向前移動，反向調距原理與正向調距雷同。
權利要求
1.一種全回轉螺旋槳液壓調距機構，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)通過偏置式滑塊調距機構(4)與導動塊(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) 于傳動軸(13)的中心通孔中同軸穿過；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)后段內腔中固定設置調心球軸承(24)和推力調心軸承(25);傳動軸 (13)前端連接調心球軸承(24)和推力調心軸承(25)，傳動軸(13)后端與凸緣轂(22)通過錐度相配合，凸緣轂(22)與槳轂(I)相固連，傳動軸(13)的中間段同軸固定套一個大傘齒輪(12)，大傘齒輪(12)與小傘齒輪(15)相互嚙合；推拉桿(8)是階梯軸結構，階梯軸的大端位于兩個同軸的推力調心軸承(27)之間且與兩個推力調心軸承(27)的內圈固定配合； 導動塊(5)有間隙地套在推拉桿(8)上并同時固定套接兩個推力調心軸承(27)的外圈。
2.根據權利要求I所述的全回轉螺旋槳液壓調距機構，其特征是導動塊(5)與位于前端的一個推力調心軸承(27)的軸向之間設置一個擋圈；位于后端的推力調心軸承(27)和導向承重蓋(28)之間設置另一個擋圈。
3.根據權利要求I所述的全回轉螺旋槳液壓調距機構，其特征是導動塊(5)后端固定連接導向承重蓋(28)前端,導向承重蓋(28)后端與槳轂(I)間隙配合。
全文摘要
本發明公開一種船舶全回轉螺旋槳液壓調距機構，液壓油缸的活塞桿后端與推拉桿前端同軸固定串接，推拉桿于傳動軸的中心通孔中同軸穿過，傳動軸后端與凸緣轂通過錐度相配合，凸緣轂與槳轂相固連，傳動軸的中間段同軸固定套一個大傘齒輪，大傘齒輪與小傘齒輪相互嚙合；推拉桿是階梯軸結構，階梯軸大端位于兩個同軸的推力調心軸承之間且與兩個推力調心軸承的內圈固定配合；導動塊有間隙地套在推拉桿上并同時固定套接兩個推力調心軸承的外圈上；導動塊的旋轉不影響推拉桿，液壓油缸不轉動，使傳動軸的受力更均衡，提可靠性、穩定性與可維護性，提高推進的效率，降低液壓油路的密封難度。
文檔編號B63H3/08GK102923287SQ20121045159
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者陳寧, 侯偉, 侯淑玲 申請人:江蘇科技大學