CN106628080B - 一种桨叶变距用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种桨叶变距用装置，浆毂体沿轴向开有通孔，通孔两端分别设有位于浆毂体内的滑动盘和桨轴，且滑动盘可沿浆轴的左端轴直线移动；浆毂体侧壁沿径向开有多个侧孔；侧孔内设有曲柄盘；曲柄盘通过连杆机构与滑动盘相连，且每个曲柄盘对应一个连杆机构，滑动盘直线运动时通过连杆机构驱动曲柄盘旋转；曲柄盘与穿过侧孔的浆叶相连；配油管依次穿过桨轴和滑动盘的中心孔设置在浆毂体内，本发明通过一个移动副，即滑动盘在浆轴上进行直线移动，驱动多个连杆机构带动桨叶进行有效旋转，从而使桨叶变距，同时连杆机构与滑动盘和曲柄盘之间使用关节轴承标准件，进而简化加工和安装工艺。
Description
技术领域
本发明属于船舶推进技术领域，尤其涉及一种桨叶变距用装置。
背景技术
可调螺距螺旋桨一般应用于工况复杂多变的船舶推进系统，通过浆毂体的某种操纵机构，连续改变桨叶的绕自身连接法兰轴线的转角，实现桨叶变距的功能，满足主机功率、转速大小、转速方向不变的情况下，船舶正车、倒车、变速或偏转的工况要求，同时主机不用频繁启停和调速，能够充分发挥主机功率，减少主机故障。
可调螺距螺旋桨的桨叶根部与浆毂体中支撑座转动支撑连接，使桨叶变距的装置输出力矩，桨叶自身受到水流的阻力和力矩，当前面输出力矩大于水流作用的力矩时，可以主动控制桨叶的转角。目前，驱动桨叶变距的装置多使用具有双移动副的演化四杆机构，即：油缸活塞杆沿桨轴中心线直线移动，形成一个移动副；与活塞杆固定连接的盘式结构设有垂直于活塞杆轴线方向的多处滑槽，滑块可以在滑槽里直线滑动，形成另外一个移动副；滑块还与和桨叶固联的曲柄盘偏心轴铰接，当活塞杆来回移动时，滑块一方面在滑槽里滑动，另一方面又驱动曲柄盘转动，随曲柄盘作圆周运动，但是利用两个移动副的话在实际使用中会导致驱动桨叶旋转的效率低，同时其安装加工的工艺复杂，给实际的使用和安装带来不便。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种加工安装工艺简单，桨叶驱动效率高的桨叶变距用装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种桨叶变距用装置，包括浆毂体、滑动盘、桨轴、连杆机构、曲柄盘、浆叶和配油管；所述浆毂体沿轴向开有通孔，通孔两端分别设有位于浆毂体内的滑动盘和桨轴，且滑动盘可沿浆轴的左端轴直线移动；所述浆毂体侧壁沿径向开有多个侧孔；所述侧孔内设有曲柄盘；所述曲柄盘通过连杆机构与滑动盘相连，且每个曲柄盘对应一个连杆机构，滑动盘直线运动时通过连杆机构驱动曲柄盘旋转；所述曲柄盘与穿过侧孔的浆叶相连；所述配油管依次穿过桨轴和滑动盘的中心孔设置在浆毂体内。
优选的，所述连杆机构包括连杆和安装在连杆两端的铰接组件；所述铰接组件包括关节轴承、转轴、轴承内挡环、轴承外挡环和沉头螺钉；所述关节轴承分别安装在连杆两端，且关节轴承内圈内设有转轴，上述位于两个关节轴承内的转轴分别与滑动盘和曲柄盘相连；所述关节轴承内圈外设有套设在转轴上的轴承内挡环；所述关节轴承外圈设有轴承外挡环；所述轴承外挡环通过沉头螺钉固定在连杆上。
优选的，所述位于关节轴承内的转轴分别通过内六角螺钉与滑动盘和曲柄盘紧固相连。
优选的，所述滑动盘上还开有四个导向孔；四个所述导向孔内设有任意两个导向管，且上述两个导向管两端分别固定在浆毂体左端小孔和浆轴右端小孔内。
优选的，所述桨轴和浆毂体通过专用螺栓和两个圆柱销相连。
优选的，所述桨轴和浆毂体之间还安装有O型密封圈。
优选的，所述桨叶和曲柄盘通过不锈钢内六角螺钉及桨叶叶根销定位相连。
优选的，所述密封垫设置在不锈钢内六角螺钉和桨叶之间的连接处。
优选的，所述浆毂体与桨叶之间还设有U型密封圈。
优选的，所述滑动盘和浆轴之间设有支撑环；所述滑动盘和浆毂体之间设有格莱圈。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明方案的桨叶变距用装置，其通过一个移动副，即滑动盘在浆轴上进行直线移动，驱动多个连杆机构驱动桨叶进行有效旋转，从而使得桨叶变距，同时连杆机构与滑动盘和曲柄盘之间使用关节轴承标准件，进而简化加工和安装工艺，方便实用且成本低，具有较高的实用性和市场价值。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为附图1中A-A截面剖视图；
附图3为附图1中B-B截面局部剖视图；
附图4为附图1中滑动盘的C-C截面剖视图；
其中：1-浆毂体；2-滑动盘；3-桨轴；4-曲柄盘；5-浆叶；6-配油管；7-关节轴承；8-转轴；9-轴承内挡环；10-轴承外挡环；11-沉头螺钉；12-内六角螺钉；13-导向孔；14-导向管；15-专用螺栓；16-圆柱销；17-O型密封圈；18-不锈钢内六角螺钉；19-桨叶叶根销；20-密封垫；21-U型密封圈；22-支撑环；23-格莱圈;24-连杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如附图1-4所示的本发明所述的一种桨叶变距用装置，包括浆毂体1、滑动盘2、桨轴3、连杆机构、曲柄盘4、浆叶5和配油管6；所述浆毂体1沿轴向开有通孔，通孔两端分别设有位于浆毂体1内的滑动盘2和桨轴3，且滑动盘2可沿浆轴3的左端轴直线移动；所述浆毂体1侧壁沿径向开有多个侧孔；所述侧孔内设有曲柄盘4；所述曲柄盘4通过连杆机构与滑动盘2相连，且每个曲柄盘4对应一个连杆机构，滑动盘2直线运动时通过连杆机构驱动曲柄盘4旋转；所述曲柄盘4与穿过侧孔的浆叶5相连；所述配油管6依次穿过桨轴3和滑动盘2的中心孔设置在浆毂体1内。
所述连杆机构包括连杆24和安装在连杆24两端的铰接组件；所述铰接组件包括关节轴承7、转轴8、轴承内挡环9、轴承外挡环10和沉头螺钉11；所述关节轴承7分别安装在连杆24的两端，且关节轴承7内圈内设有转轴8，上述位于两个关节轴承7内的转轴24分别与滑动盘2和曲柄盘4相连；所述关节轴承7内圈外设有套设在转轴8上的轴承内挡环9；所述关节轴承7外圈设有轴承外挡环10；所述轴承外挡环10通过沉头螺钉11固定在连杆24上；所述位于关节轴承7内的转轴8分别通过内六角螺钉12与滑动盘2和曲柄盘4紧固相连。
具体的，所述滑动盘2上还开有四个导向孔13；四个所述导向孔13内设有任意两个导向管14，且上述两个导向管14两端分别固定在浆毂体1左端小孔和浆轴3右端小孔内；其中两个导向孔13内径与导向管14外径大间隙配合，导向管14防止滑动盘2绕自身中心线作相对桨轴3的转动，另外两个导向孔为减重工艺孔。
所述桨轴3和浆毂体1通过专用螺栓15和两个圆柱销16相连，其中专用螺栓15起到紧固作用，两件圆柱销20在圆周方向对桨轴3和浆毂体1进行定位，并且桨轴3和浆毂体1加工等直径轴和孔，保证二者同心。
所述桨轴3和浆毂体1之间还安装有O型密封圈17；O型圈17是桨轴3与浆毂体1之间的静密封，属于端面密封结构，防止浆毂体1内的润滑油和浆毂体1外部海水相互渗漏。
所述桨叶5和曲柄盘4通过不锈钢内六角螺钉18及桨叶叶根销19定位相连，其中桨叶5与曲柄盘4用不锈钢内六角螺钉紧固，用桨叶叶根销19圆周方向定位；所述密封垫20设置在不锈钢内六角螺钉18和桨叶5之间的连接处，这样在拧紧不锈钢内六角螺钉18过程中，密封垫8变形，填充不锈钢内六角螺钉18与桨叶5在连接处的端面间隙，起密封不锈钢内六角螺钉18内外空隙处的润滑油和海水的作用。
所述浆毂体1与桨叶5之间还设有U型密封圈21；U形密封圈21嵌于安装在浆毂体1凹槽里，是浆毂体1与桨叶5之间的动密封，属于端面密封结构，防止浆毂体1内外液体相互泄漏。
所述滑动盘2和浆轴3之间设有支撑环22，其中支撑环起支撑作用；所述滑动盘2和浆毂体1之间设有格莱圈23。
进一步的，曲柄盘4浆毂体1间的侧孔为间隙配合，曲柄盘4处轴的高度稍大于浆毂体1处孔两端面间距，曲柄盘4、浆叶5与浆毂体1构成了一种滑动轴承结构。
由于使用关节轴承7，连杆24相对转轴8可以作任意方向的适量转动，加工安装的重点在于保证各连杆机构中的两关节轴承7的球心间距一致性，这样可以对多套连杆机构零件尺寸一致性要求适当降低，连杆14的两轴承孔间距误差可以适当放大。
其中，配油管6与附图1左端双点画线截取部分的油缸活塞杆（图中未示出）固定连接，配油管6内外进出液压油。
具体的工作原理如下所述：工作时桨轴3连同本发明的所有零件绕桨轴2中心线高速转动，滑动盘2右端轴可以沿桨轴3左端轴直线移动，滑动盘2左端轴可以在浆毂体1左端孔里作直线滑动，构成了一个移动副；当配油管6内输入压力油，配油管6与桨轴3中心孔和滑动盘2中心孔之间环状间隙输出液压油，滑动盘2向右直线移动，滑动盘2通过对应的转轴8迫使连杆24转动，连杆24承受拉力或压力，对其右端关节轴承7和转轴8施加载荷，曲柄盘4受到来自连杆24的力矩作用，如果此力矩不等于桨叶5所承受的绕曲柄盘4中心线的水动力力矩，则桨叶5顺时针旋转，实现桨叶5改变其螺距功能；当配油管6内输出液压油时，上述运动反向，桨叶5螺距朝当前螺距位置反向变化。
进一步的，可以根据桨叶数量，配置相同数量的多套连杆机构，同步驱动桨叶旋转，改变桨叶螺距。
并且，连杆一端通过关节轴承和转轴与滑动盘相连，另外一端也用同样的关节轴承和转轴相连，这一端的转轴固定在曲柄盘偏心孔里，组成连杆机构的两个铰链；曲柄盘、桨叶、浆毂体三者配合处设计成径向和轴向止推复合滑动轴承形式，构成一个连杆机构的铰链；连杆机构三处铰链均应用滑动轴承，在同样的封闭空间内可以承受相对滚动轴承铰链更大的载荷，满足重载工况下桨叶变距要求。
本发明的桨叶变距用装置，其通过一个移动副，即滑动盘在浆轴上进行直线移动，驱动多个连杆机构驱动桨叶进行有效旋转，从而使得桨叶变距，同时连杆机构与滑动盘和曲柄盘之间使用关节轴承标准件，进而简化加工和安装工艺，方便实用且成本低，具有较高的实用性和市场价值。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种桨叶变距用装置，其特征在于：包括桨毂体、滑动盘、桨轴、连杆机构、曲柄盘、桨叶和配油管；所述桨毂体沿轴向开有通孔，通孔两端分别设有位于桨毂体内的滑动盘和桨轴，且滑动盘可沿桨轴的左端轴直线移动；所述桨毂体侧壁沿径向开有多个侧孔；所述侧孔内设有曲柄盘；所述曲柄盘通过连杆机构与滑动盘相连，且每个曲柄盘对应一个连杆机构，滑动盘直线运动时通过连杆机构驱动曲柄盘旋转；所述曲柄盘与穿过侧孔的桨叶相连；所述配油管依次穿过桨轴和滑动盘的中心孔设置在桨毂体内；所述连杆机构包括连杆和安装在连杆两端的铰接组件；所述铰接组件包括关节轴承、转轴、轴承内挡环、轴承外挡环和沉头螺钉；所述关节轴承分别安装在连杆两端，且关节轴承内圈内设有转轴，上述位于两个关节轴承内的转轴分别与滑动盘和曲柄盘相连；所述关节轴承内圈外设有套设在转轴上的轴承内挡环；所述关节轴承外圈设有轴承外挡环；所述轴承外挡环通过沉头螺钉固定在连杆上。
2.根据权利要求1所述的桨叶变距用装置，其特征在于：所述位于两个关节轴承内的转轴分别通过内六角螺钉与滑动盘和曲柄盘紧固相连。
3.根据权利要求1或2所述的桨叶变距用装置，其特征在于：所述滑动盘上还开有四个导向孔；四个所述导向孔内设有任意两个导向管，且上述两个导向管两端分别固定在桨毂体左端小孔和桨轴右端小孔内。
4.根据权利要求1所述的桨叶变距用装置，其特征在于：所述桨轴和桨毂体通过专用螺栓和两个圆柱销相连。
5.根据权利要求1所述的桨叶变距用装置，其特征在于：所述桨轴和桨毂体之间还安装有O型密封圈。
6.根据权利要求1所述的桨叶变距用装置，其特征在于：所述桨叶和曲柄盘通过不锈钢内六角螺钉及桨叶叶根销定位相连。
7.根据权利要求6所述的桨叶变距用装置，其特征在于：密封垫设置在不锈钢内六角螺钉和桨叶之间的连接处。
8.根据权利要求1所述的桨叶变距用装置，其特征在于：所述桨毂体与桨叶之间还设有U型密封圈。
9.根据权利要求1所述的桨叶变距用装置，其特征在于：所述滑动盘和桨轴之间设有支撑环；所述滑动盘和桨毂体之间设有格莱圈。
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