CN108637593B - 一种全回转舵桨的导管的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全回转舵桨的导管的制作方法，属于机械加工技术领域。该制作方法包括：将扇环形钢板滚制成外部锥筒；将外部锥筒分割成沿轴向依次排列的大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒；制作内部筒体；将大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在内部筒体外，由于通过一次滚制同时制作出大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，因此可以确保大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒的锥度相同，在制作出内部筒体，并在内部筒体上焊接衬板和环形圆钢后，将大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在内部筒体外，并焊接大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，形成外部筒体，由于大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒的锥度相同，因此可以提高导管的装配精度。

Description

一种全回转舵桨的导管的制作方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种全回转舵桨的导管的制作方法。

背景技术

全回转舵桨能够在360°范围内提供推进动力，广泛应用于潜水作业供应船、石油钻井平台、补给船、油轮、滚装船、游轮及海洋科考船舶等。

全回转舵桨的螺旋桨外罩设有一个导管，螺旋桨旋转时，水流从导管的进水端进入从导管的出水端推出，从而产生推力推动船只。导管可以起到限制水流流向的作用，能够增大螺旋桨产生的推力。

导管近似呈锥形，包括同轴套设并焊接在一起的内部筒体和外部筒体，内部筒体和外部筒体之间还焊接有衬板。外部筒体通常为三段筒体焊接而成，但是在滚制三段筒体时，三段筒体的锥度难以保证相同，这样会导致导管整体的装配精度低。

发明内容

为了解决导管整体的装配精度低的问题，本发明实施例提供了一种全回转舵桨的导管的制作方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种全回转舵桨的导管的制作方法，所述制作方法包括：

提供一扇环形钢板；

在所述扇环形钢板上形成第一组切割道和第二组切割道，所述第一组切割道包括相互间隔且与所述扇环形钢板同心的至少两条第一弧形切割道，每条所述第一弧形切割道的半径均相等，所述第二组切割道包括相互间隔且与所述扇环形钢板同心的至少两条第二弧形切割道，每条所述第二弧形切割道的半径均相等，且所述第二弧形切割道的半径小于所述第一弧形切割道的半径；

将所述扇环形钢板滚制成外部锥筒；

切断相邻的所述第一弧形切割道之间的间隔区域和相邻的所述第二弧形切割道之间的间隔区域，形成大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒；

制作内部筒体；

在所述内部筒体的外壁上焊接衬板，在所述内部筒体的进水端和出水端的开口处分别同轴焊接环形圆钢；

将所述大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在所述内部筒体外，所述大端锥筒位于所述内部筒体的进水端，所述小端锥筒位于所述内部筒体的出水端，所述中部锥筒位于所述大端锥筒和所述小端锥筒之间；

焊接所述大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，形成外部筒体。

可选地，在所述将所述扇环形钢板滚制成外部锥筒之前，所述制作方法还包括：

在所述扇环形钢板上形成第一组切割道和第二组切割道，所述第一组切割道包括相互间隔且与所述扇环形钢板同心的至少两条第一弧形切割道，每条所述第一弧形切割道的半径均相等，所述第二组切割道包括相互间隔且与所述扇环形钢板同心的至少两条第二弧形切割道，每条所述第二弧形切割道的半径均相等，且所述第二弧形切割道的半径小于所述第一弧形切割道的半径；

所述将所述外部锥筒分割成沿轴向依次排列的大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，包括：

切断相邻的所述第一弧形切割道之间的间隔区域和相邻的所述第二弧形切割道之间的间隔区域，形成所述大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒。

可选地，所述扇环形钢板的两端具有预弯区，所述第一组切割道和所述第二组切割道均位于所述预弯区之外。

可选地，所述制作内部筒体，包括：

制作进水端喇叭筒；

制作中部直筒和出水端锥筒；

将所述进水端喇叭筒、所述中部直筒和出水端锥筒同轴焊接成所述内部筒体。

可选地，所述制作进水端喇叭筒包括：

制作多块曲面板，每块所述曲面板的母线均与所述进水端喇叭筒的母线相同，所述曲面板的导线为弧线；

将所述多块曲面板圆周布置并焊接成所述进水端喇叭筒。

可选地，在所述将所述多块曲面板圆周布置并焊接成所述进水端喇叭筒之后，所述制作方法还包括：

采用样板对所述进水端喇叭筒进行检测。

可选地，所述衬板包括多块轴向衬板、多块第一周向衬板和多块第二周向衬板，在所述在所述内部筒体的外壁上焊接衬板之前，所述制作方法还包括：

滚制第一锥状筒体和第二锥状筒体，所述第一锥状筒体和第二锥状筒体的锥度与所述外部锥筒的锥度相同，所述第一锥状筒体的较小一端的直径大于所述第二锥状筒体的较大一端的直径；

沿所述第一锥状筒体的多条素线将所述第一锥状筒体分割为多块第一锥形板；

在每块所述第一锥形板上焊接一块第一扇环板，以得到所述第一周向衬板，所述第一锥形板与所述第一扇环板的直径较大的弧形边焊接，所述第一锥形板与所述第一扇环板同心；

沿所述第二锥状筒体的多条素线将所述第二锥状筒体分割为多块第二锥形板；

在每块所述第二锥形板上焊接一块第二扇环板，以得到所述第二周向衬板，所述第二锥形板与所述第二扇环板的直径较大的弧形边焊接，所述第二锥形板与所述第二扇环板同心；

制作所述多块轴向衬板，每块所述轴向衬板均具有一可与所述内部筒体的母线重合的曲边和与所述曲边的两端连接的直边；

所述在所述内部筒体的外壁上焊接衬板，包括：

将所述多块轴向衬板间隔焊接在所述内部筒体的外壁上，每块所述轴向衬板的曲边均与所述内部筒体贴合；

将所述多块第一周向衬板和所述多块第二周向衬板与所述内部筒体和所述轴向衬板焊接，每相邻的两块所述轴向衬板之间均焊接有一块所述第一周向衬板和一块所述第二周向衬板。

可选地，在所述滚制第一锥状筒体和第二锥状筒体之后，所述制作方法还包括：

检测所述第一锥状筒体的两端的直径和所述第二锥状筒体的两端的直径。

可选地，所述第一扇环板和所述第二扇环板均通过切割环形的钢板制成。

可选地，所述制作方法还包括：

在所述外部筒体上焊接吊板和支撑板。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将扇环形钢板滚制成外部锥筒，再将外部锥筒分割成沿轴向依次排列的大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，由于通过一次滚制同时制作出大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，因此可以确保大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒的锥度相同，在制作出内部筒体，并在内部筒体上焊接衬板和环形圆钢后，将大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在内部筒体外，并焊接大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，形成外部筒体，由于大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒的锥度相同，因此可以提高导管的装配精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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是本发明实施例提供的一种全回转舵桨的导管的制作方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种全回转舵桨的导管的制作方法的流程图；

图3～图15是本发明实施例提供的一种全回转舵桨的导管的制作过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种全回转舵桨的导管的制作方法的流程图，如图1所示，该制作方法包括：

S11：提供一扇环形钢板。

S12：将扇环形钢板滚制成外部锥筒。

S13：将外部锥筒分割成沿轴向依次排列的大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒。

S14：制作内部筒体。

S15：在内部筒体的外壁上焊接衬板，在内部筒体的进水端和出水端的开口处分别同轴焊接环形圆钢。

S16：将大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在内部筒体外。

其中，大端锥筒位于内部筒体的进水端，小端锥筒位于内部筒体的出水端，中部锥筒位于大端锥筒和小端锥筒之间。

S17：焊接大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，形成外部筒体。

本发明实施例提供通过将扇环形钢板滚制成外部锥筒，再将外部锥筒分割成沿轴向依次排列的大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，由于通过一次滚制同时制作出大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，因此可以确保大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒的锥度相同，在制作出内部筒体，并在内部筒体上焊接衬板和环形圆钢后，将大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在内部筒体外，并焊接大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，形成外部筒体，由于大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒的锥度相同，因此可以提高导管的装配精度。

图2是本发明实施例提供的另一种全回转舵桨的导管的制作方法的流程图，图3～图15是本发明实施例提供的一种全回转舵桨的导管的制作过程示意图，以下结合图3～图15对该制作方法进行详细说明。如图2所示，该制作方法包括：

S21：提供一扇环形钢板。

扇环形钢板上可以留有收缩余量，由于在焊接过程中存在焊接变形，因此在提供扇环形钢板时可以预留一定的收缩余量。例如可以预留6mm的收缩余量。

S22：在扇环形钢板上形成第一组切割道和第二组切割道。

如图3所示，第一组切割道21可以包括相互间隔且与扇环形钢板20同心的至少两条第一弧形切割道211，每条第一弧形切割道211的半径均相等，第二组切割道22可以包括相互间隔且与扇环形钢板20同心的至少两条第二弧形切割道222，每条第二弧形切割道222的半径均相等，且第二弧形切割道222的半径小于第一弧形切割道211的半径。

第一弧形切割道211和第二弧形切割道222均可以通过等离子下料切割机切割形成，通过在滚制之前形成第一组切割道21和第二组切割道22，这样在滚制之后只需要切割较短的长度就可以制作出大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，可以减小切割时造成的形变，提高制作的精度。

可选地，相邻的第一弧形切割道211之间的间距d可以为45～55mm，相邻的第二弧形切割道222之间的间距可以为45～55mm，本实施例中，相邻的第一弧形切割道211之间的间距和相邻的第二弧形切割道222之间的间距均为50mm。

如图3所示，扇环形钢板20的两端可以具有预弯区201，第一组切割道21和第二组切割道22均位于预弯区201之外。预弯区201可以方便将扇环形钢板20滚制成外部锥筒，保证形成的大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒的锥度相同。

在本实施例中，第一组切割道21包括10条第一弧形切割道211，第二组切割道22包括10条第二弧形切割道222。对于体积较大的导管，可以设置较多的第一弧形切割道211和第二弧形切割道222，对于体积较小的导管，可以设置较少的第一弧形切割道211和第二弧形切割道222。

S23：将扇环形钢板滚制成外部锥筒。

具体可以采用三芯滚床将扇环形钢板滚制成外部锥筒。

S24：切断相邻的第一弧形切割道之间的间隔区域和相邻的第二弧形切割道之间的间隔区域，形成大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒。

具体可以采用火焰枪切断相邻的第一弧形切割道211之间的间隔区域211a和相邻的第二弧形切割道222之间的间隔区域222a，以将外部锥筒30分离成大端锥筒31、中部锥筒32和小端锥筒33。

S25：制作进水端喇叭筒。

步骤S25可以包括以下步骤：

制作多块曲面板。

将多块曲面板圆周布置并焊接成进水端喇叭筒。

其中，每块曲面板的母线均与进水端喇叭筒的母线相同，曲面板的导线为弧线。

如图5所示，进水端喇叭筒40通过多个曲面板41焊接而成。曲面板41可以通过模具压制。

在焊接多块曲面板41时，可以通过工装支撑曲面板41，使多块曲面板围成进水端喇叭筒40，以方便焊接。在焊接前，可以对进水端喇叭筒40进行检测。具体可以检测进水端喇叭筒40两端的直径，同时还可以通过样板检测进水端喇叭筒40的形状。如图6所示，若样板1与进水端喇叭筒40的内壁可以贴合，则进水端喇叭筒40合格，若无法贴合则需要对曲面板41进行调整。在检测时可以通过样板对多个位置进行检测，以提高检测的准确性。

需要说明的是，由于实际制作中很难保证样板可以与进水端喇叭筒的内壁完全贴合，因此在实际检测时，只要样板与进水端喇叭筒的内壁之间的间隙小于一定程度时就可以认为进水端喇叭筒合格，例如本实施例中，样板与进水端喇叭筒的内壁之间的间隙小于3mm即认为进水端喇叭筒合格。

在将多块曲面板圆周布置并焊接成进水端喇叭筒之后，还可以采用样板对进水端喇叭筒进行检测。由于焊接过程中，会产生一定的形变，因此在焊接之后需要再次进行检测，再次检测的方法与焊接前的检测相同。在焊接之后还需要对焊缝进行探伤，例如进行UT探伤检查，以确保进水端喇叭筒的可以质量满足要求。

S26：制作中部直筒和出水端锥筒。

中部直筒和出水端锥筒都可以通过三芯滚床滚制。在制作完成后，可以对中部直筒和出水端锥筒进行圆度检测，中部直筒的圆度不超过3mm，出水端锥筒的圆度不超过4mm。

S27：将进水端喇叭筒、中部直筒和出水端锥筒同轴焊接成内部筒体。

如图7所示，将进水端喇叭筒40、中部直筒50和出水端锥筒60依次放置在定位工装台2上，通过工装模板3支撑，将进水端喇叭筒40、中部直筒50和出水端锥筒60装配为一个整体。进水端喇叭筒40、中部直筒50和出水端锥筒60之间通过点焊连接。

如图8所示，将装配好的进水端喇叭筒40、中部直筒50和出水端锥筒60放置到旋转胎架4上，便于将进水端喇叭筒40、中部直筒50和出水端锥筒60焊接成内部筒体。

在批量制作中，可以同时在旋转胎架4上安装装配好的两组进水端喇叭筒40、中部直筒50和出水端锥筒60，两个进水端喇叭筒40之间可以先进行点焊，这样可以使旋转胎架4更加平稳，同时有利于提高批量制作的效率，在完成内部筒体的制作后，可以将两个进水端喇叭筒40分离。

S28：制作衬板。

具体地，衬板包括多块轴向衬板、多块第一周向衬板和多块第二周向衬板。

在制作多块第一周向衬板和多块第二周向衬板时，可以采用以下步骤：

步骤一：滚制第一锥状筒体和第二锥状筒体。

其中，第一锥状筒体和第二锥状筒体的锥度与外部锥筒的锥度相同，第一锥状筒体的较小一端的直径大于第二锥状筒体的较大一端的直径。

第一锥状筒体和第二锥状筒体均可以采用三芯滚床制作。第一锥状筒体和第二锥状筒体的长度均可以为70～80mm，在本实施例中，第一锥状筒体和第二锥状筒体的长度均为75mm。

在滚制第一锥状筒体和第二锥状筒体之后，可以检测第一锥状筒体的两端的直径和第二锥状筒体的两端的直径，以检测第一锥状筒体和第二锥状筒体的锥度。

步骤二：沿第一锥状筒体的多条素线将第一锥状筒体分割为多块第一锥形板。

如图9所示，可以采用火焰枪沿素线71a切割第一锥状筒体71，从而得到相互分离的多块第一锥形板711。

素线是指母线处于曲面上任一位置时的线条。曲面可看成动线运动时的轨迹，而形成曲面的动线称为母线，第一锥状筒体71的锥面上有无数条素线71a，沿其中的多条素线71a进行切割即可以切割出第一锥形板711。

步骤三：在每块第一锥形板上焊接一块第一扇环板，以得到第一周向衬板。

如图10所示，第一锥形板711与第一扇环板711a的直径较大的弧形边焊接，第一锥形板711与第一扇环板711a同心。

第一扇环板711a可以通过切割环形的钢板制成。

步骤四：沿第二锥状筒体的多条素线将第二锥状筒体分割为多块第二锥形板。

第二锥形板的制作可以参照第一锥形板的制作。

步骤五：在每块第二锥形板上焊接一块第二扇环板，以得到第二周向衬板。

其中，第二锥形板与第二扇环板的直径较大的弧形边焊接，第二锥形板与第二扇环板同心。第二周向衬板82的结构可以参照图10中的第一周向衬板81。

第二扇环板也可以通过切割环形的钢板制成。第二环形板的外径小于第一环形板的外径。

多块轴向衬板可以通过切割平面钢板制成，如图12所示，每块轴向衬板83均具有一可与内部筒体的母线重合的曲边831和与曲边831的两端连接的直边832。使得轴向衬板83可以焊接到内部筒体上。

S29：将多块轴向衬板间隔焊接在内部筒体的外壁上。

在焊接前，将内部筒体放置到装焊平台上。

如图13所示，每块轴向衬板82的曲边831均与内部筒体贴合。

S30：将多块第一周向衬板和多块第二周向衬板与内部筒体和轴向衬板焊接。

其中，每相邻的两块轴向衬板83之间均焊接有一块第一周向衬板81和一块第二周向衬板82。第一周向衬板81和第二周向衬板82可以分别焊接在中部直筒50的两端，其中第一周向衬板81较接近进水端喇叭筒40。

第一锥形板的较短的弧形边和第二锥形板的较短的弧形边均与内部筒体的表面贴合，第一锥形板的两条直边和第二锥形板的两条直边均与轴向衬板贴合，通过焊接将第一锥形板和第二锥形板与内部筒体和轴向衬板焊接为整体。其中，第一锥形板和第二锥形板均垂直于内部筒体的轴线。

S31：在内部筒体的进水端和出水端的开口处分别同轴焊接环形圆钢。

如图13所示，环形圆钢84焊接在进水端和出水端的开口处，衬板位于两个环形圆钢84之间，两个环形圆钢84还与轴向衬板83焊接。

S32：将大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在内部筒体外。

如图14所示，大端锥筒33位于内部筒体的进水端，小端锥筒31位于内部筒体的出水端，中部锥筒32位于大端锥筒33和小端锥筒31之间。

在将大端锥筒33、中部锥筒32和小端锥筒31套装到内部筒体外后，大端锥筒33和中部锥筒32之间的接缝位于第一周向衬板81处，中部锥筒32和小端锥筒31之间的接缝位于第二周向衬板82处，大端锥筒33的一端和小端锥筒31的一端分别与两个环形圆钢84对齐。通过焊接大端锥筒33和一个环形圆钢84、大端锥筒33和中部锥筒32、中部锥筒32和小端锥筒31、小端锥筒31和另一个环形圆钢84，从而可以将大端锥筒33、中部锥筒32和小端锥筒31焊接成外部筒体，并焊接在内部筒体外。

S33：在外部筒体上焊接吊板和支撑板。

如图15所示，还可以在外部筒体上焊接吊板91和支撑板92，方便后续对导管进行安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全回转舵桨的导管的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供一扇环形钢板；

在所述扇环形钢板上形成第一组切割道和第二组切割道，所述第一组切割道包括相互间隔且与所述扇环形钢板同心的至少两条第一弧形切割道，每条所述第一弧形切割道的半径均相等，所述第二组切割道包括相互间隔且与所述扇环形钢板同心的至少两条第二弧形切割道，每条所述第二弧形切割道的半径均相等，且所述第二弧形切割道的半径小于所述第一弧形切割道的半径；

将所述扇环形钢板滚制成外部锥筒；

切断相邻的所述第一弧形切割道之间的间隔区域和相邻的所述第二弧形切割道之间的间隔区域，形成大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒；

制作内部筒体；

在所述内部筒体的外壁上焊接衬板，在所述内部筒体的进水端和出水端的开口处分别同轴焊接环形圆钢；

将所述大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒依次同轴套设在所述内部筒体外，所述大端锥筒位于所述内部筒体的进水端，所述小端锥筒位于所述内部筒体的出水端，所述中部锥筒位于所述大端锥筒和所述小端锥筒之间；

焊接所述大端锥筒、中部锥筒和小端锥筒，形成外部筒体。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述扇环形钢板的两端具有预弯区，所述第一组切割道和所述第二组切割道均位于所述预弯区之外。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制作内部筒体，包括：

制作进水端喇叭筒；

制作中部直筒和出水端锥筒；

将所述进水端喇叭筒、所述中部直筒和出水端锥筒同轴焊接成所述内部筒体。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述制作进水端喇叭筒包括：

制作多块曲面板，每块所述曲面板的母线均与所述进水端喇叭筒的母线相同，所述曲面板的导线为弧线；

将所述多块曲面板圆周布置并焊接成所述进水端喇叭筒。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，在所述将所述多块曲面板圆周布置并焊接成所述进水端喇叭筒之后，所述制作方法还包括：

采用样板对所述进水端喇叭筒进行检测。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述衬板包括多块轴向衬板、多块第一周向衬板和多块第二周向衬板，在所述在所述内部筒体的外壁上焊接衬板之前，所述制作方法还包括：

滚制第一锥状筒体和第二锥状筒体，所述第一锥状筒体和第二锥状筒体的锥度与所述外部锥筒的锥度相同，所述第一锥状筒体的较小一端的直径大于所述第二锥状筒体的较大一端的直径；

沿所述第一锥状筒体的多条素线将所述第一锥状筒体分割为多块第一锥形板；

在每块所述第一锥形板上焊接一块第一扇环板，以得到所述第一周向衬板，所述第一锥形板与所述第一扇环板的直径较大的弧形边焊接，所述第一锥形板与所述第一扇环板同心；

沿所述第二锥状筒体的多条素线将所述第二锥状筒体分割为多块第二锥形板；

在每块所述第二锥形板上焊接一块第二扇环板，以得到所述第二周向衬板，所述第二锥形板与所述第二扇环板的直径较大的弧形边焊接，所述第二锥形板与所述第二扇环板同心；

制作所述多块轴向衬板，每块所述轴向衬板均具有一可与所述内部筒体的母线重合的曲边和与所述曲边的两端连接的直边；

所述在所述内部筒体的外壁上焊接衬板，包括：

将所述多块轴向衬板间隔焊接在所述内部筒体的外壁上，每块所述轴向衬板的曲边均与所述内部筒体贴合；

将所述多块第一周向衬板和所述多块第二周向衬板与所述内部筒体和所述轴向衬板焊接，每相邻的两块所述轴向衬板之间均焊接有一块所述第一周向衬板和一块所述第二周向衬板。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述滚制第一锥状筒体和第二锥状筒体之后，所述制作方法还包括：

检测所述第一锥状筒体的两端的直径和所述第二锥状筒体的两端的直径。

8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述第一扇环板和所述第二扇环板均通过切割环形的钢板制成。

9.根据权利要求1～8任一项所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：

在所述外部筒体上焊接吊板和支撑板。