CN102389966B - 大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，具有：壳体、导热填充物和供冷却水通过的芯管，所述外层壳体的内部具有导热填充物，所述填充物的内部具有芯管，所述外层壳体具有多个壳片，壳片之间通过形变部连接，该形变部通过自身的形变，改变壳片之间的间距。本发明提供的大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，通过一种简单的结构实现了，可以明显的加快铸件，尤其是具有孔结构的铸件冷却速度，明显的改善轴孔内气孔缺陷，大大降低了废品率，减少了修补工作量，缩短了工期，降低了大型船用定距螺旋桨的制造成本。

Description

大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置

技术领域

本发明涉及一种大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置。

背景技术

目前，国内外船用定距螺旋桨制造通常采用砂型铸造方式成型，而且在技术上已经相当成熟，但是大桨轴孔气孔等铸造缺陷一直是多年来困扰我们的难题。尤其是直径5m以上的大桨，由于体积大，铜合金液凝固较慢，轴孔缺陷更为严重。

气孔产生的原因：1.气体在铜合金液中存在一定的溶解度，凝固过程中随温度降低溶解度降低，造成析出性气孔缺陷；2.高温铜合金液长时间与轴孔砂芯作用造成侵入性气孔和反应气孔缺陷。针对上述问题，现行的解决方法主要有两种：一是降低铜合金液初始含气量；二是加速铜合金的冷却速度。基于气孔产生的原因，含气量的始终无法完全消除。因此，如何使铜合金液快速凝固，避免气体析出形成气孔缺陷就成了关键的技术。

现有技术通常采用导热性好的型砂制作轴孔砂芯，加强激冷，还有采用冷铁工艺，即在内孔型芯内加放冷铁。但是以上措施效果均不甚理想，且冷铁制作比较麻烦，操作不当容易发生铜合金液钻入砂芯造成粘砂，清理困难。另外螺旋桨多为单件生产，冷铁的重复利用性也不好，使用成本较高。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，具有：壳体、导热填充物和供冷却水通过的芯管，所述外层壳体的内部具有导热填充物，所述填充物的内部具有芯管，所述外层壳体具有多个壳片，壳片之间通过形变部连接，该形变部通过自身的形变，改变壳片之间的间距。

缓冲部具有：角钢，其两端固定连接两块相邻的壳片，在角钢、壳片相当于角钢端部的突出部和壳片的突出部所大体围成的形变区域中填充有钛矿砂。

所述缓冲部在钛矿砂中间设有通气钢管。壳片之间的间距为40-50mm，所述壳片的厚度为5-50mm。芯管为无缝钢管，其管壁的为10-30mm。壳体、导热填充物和芯管的几何中心同轴。角钢与所述壳片的连接方式为焊接。

所述大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置的一端具有底板，所述底板的半径大于所述冷却装置的外壳体的半径。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，通过一种简单的结构实现了，可以明显的加快铸件，尤其是具有孔结构的铸件冷却速度，明显的改善轴孔内气孔缺陷，大大降低了废品率，减少了修补工作量，缩短了工期，降低了大型船用定距螺旋桨的制造成本。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的上视图；

图2为本发明的侧剖视图；

图中：1.壳体、11.壳片、2.导热填充物、3.芯管、4.形变部、41.角钢、42.突出部、43.形变区域、44.通气钢管。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1本发明的上视图和图2本发明的侧剖视图所示，一种大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，具有多个壳片11组成外壳体1，该壳体1，在使用过程中与螺旋桨轴孔相接触，使螺旋桨受激冷，加快铜质螺旋桨轴孔的冷却速度。最为一个较佳的实施方式，采用热稳定性好的钢板辊制，辊制成2个壳片11和壳片11-1。

所述壳片11和壳片11-1通过形变部4相连接，由于轴孔受冷会发生形变，造成轴孔的内径收缩，为了增加壳体1的退让性，即产生阻碍轴孔收缩变形应力，在壳片11与壳片11-1之间设有形变部4，通过形变部4的形变，减少壳片11与壳片11-1之间的距离，进而减小整个壳体1的外径尺寸。

作为一个较佳的实施方式，所述形变部4主要部件为角钢41，由于角钢有较好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度，故使用角钢41连接2个相邻的壳片：壳片11和壳片11-1，角钢41的两端与壳片11和壳片12相邻的2个部分焊接，保持本发明所述装置的整体外形。在完成装配后，所述角钢41和壳片11的突出部42以及壳片11-1的突出部42-1，由于壳片11与壳片11-1之间预先留有40-50mm的缝隙，形成了一个近似封闭的区域，作为形变区域43，在形变区域43内部填充有钛矿砂。缝隙的宽度40-50mm，是通过反复试验总结出来的：缝隙太小，清砂困难；缝隙太大存在钻铜危险。填充钛矿砂目的是防止铜液钻芯，有激冷作用，而且钛矿砂本身具有一定的退让性，利于变形应力的释放。

作为一个较佳的实施方式，在所述填充的矿砂内部，具有通气钢管44，钢管3外壁均布直径3mm的气孔。一方面方便通入CO₂气体固化钛矿砂；另一方面方便铜液凝固过程中钛矿砂释放气体，防止气孔缺陷的产生。

在整个壳体1的内部，填充有导热填充物2，可以使外壳1接受到的热量迅速传到至芯管3、所述芯管3，作为一个较佳的实施方式，所述芯管3采用整根无缝钢管，芯管3的内部设有冷却水回路，冷却水回路具有多个以便及时的通过冷却水将热量带走。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，比如改变壳片的数量，填充物材质的改变等将都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，其特征在于具有：壳体（1）、导热填充物（2）和供冷却水通过的芯管（3），所述壳体（1）的内部具有导热填充物（2），所述导热填充物（2）的内部具有芯管（3），所述壳体（1）具有多个壳片（11），壳片（11）之间通过形变部（4）连接，该形变部（4）通过自身的形变，改变壳片（11）之间的间距；所述形变部（4）具有：角钢（41），其两端固定连接两块相邻的壳片（11）和壳片（11-1），在角钢（41）、壳片（11）相对于角钢（41）端部的突出部（42）和壳片（11-1）的突出部（42-1）所大体围成的形变区域（43）中填充有钛矿砂；所述形变部（4）在钛矿砂中间设有通气钢管（44），管壁有均布出气孔；所述壳片（11）之间的间距为40-50mm，所述壳片（11）的厚度为5-50mm；所述芯管（3）为无缝钢管，其管壁厚为10-30mm；所述壳体（1）、导热填充物（2）和芯管（3）的几何中心同轴。

2.根据权利要求1所述的大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，其特征还在于：所述角钢（41）与所述壳片（11）的连接方式为焊接。

3.根据权利要求1所述的大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，其特征还在于：所述壳片（11）具有与所述大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置相同的长度。

4.根据权利要求1所述的大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，其特征还在于：所述大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置的一端具有底板（5），所述底板（5）的半径大于所述冷却装置的壳体（1）的半径。

5.根据权利要求1所述的大型船用定距螺旋桨铸造轴孔水冷装置，其特征还在于：所述壳片（11）组成的壳体（1）与螺旋桨轴孔同锥度，所述壳体（1）内、外表面刷金属涂料。

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