CN113734400A - 一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组及其使用方法，包括第一装置，固定于航行器静止端，作为静止刀具，其第一端为静止刀具套筒结构，第二端为静止刀具径向切割刀锋；第二装置，固定于航行器螺旋桨上靠近静止端的一侧，作为旋动刀具，其第一端为旋动刀具套筒结构，第二端为旋动刀具径向切割刀锋，旋动刀具套筒结构外表面设有旋动刀具螺纹刀锋；静止刀具套筒结构、旋动刀具套筒结构均与螺旋桨和轮毂间的转轴同轴；旋动刀具径向切割刀锋受螺旋桨驱动随转轴同轴转动；第二装置与第一装置相对反向运动，产生剪切力，对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物进行切割。本发明无需提供单独动力源，成本适中、便于安装，适用范围广，有利于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及刀具技术领域，具体而言，尤其涉及一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组及其使用方法。
背景技术
航行器在水域中航行时，螺旋桨是目前最主要的推进装置。螺旋桨与轮毂间常缠入漂浮物，如渔网、水草等，导致动力受阻甚至转动停止。停止作业进行异物清理，不仅影响工作效率，而且水下作业难度大，效率低，危险性高。因此，各类航行器都需要对轮毂和螺旋桨的连接处进行保护，并定期清理。
现有国内外比较实用的螺旋桨防缠绕技术有涡轮喷射水流技术、保护套筒防止缠绕技术、刀片切割防止缠绕技术等。但存在以下问题：无法同时实现轴向防缠绕与径向防缠绕的效果；此外，轮毂和螺旋桨的连接处的缠绕问题也得不到很好的解决。并且，囿于高生产成本、高技术难度、小面积适用的限制，难以推广。
发明内容
根据上述提出的现有技术无法同时实现轴向防缠绕与径向防缠绕的效果；此外，轮毂和螺旋桨的连接处的缠绕问题也得不到很好的解决。并且，囿于高生产成本、高技术难度、小面积适用的限制，难以推广的技术问题，而提供一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组及其使用方法。本发明主要通过旋动刀具与静止刀具进行相对反向运动，并利用产生的剪切力实现对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物的径向切割；同时，利用旋动刀具套筒结构表面的旋动刀具螺纹刀锋，配合实现异物的轴向切割，其所具有的较大的旋动半径可产生更大的横向切割力，可有效地避免所述螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组自身被异物缠绕；此外，外筒结构的转动运动可通过张力作用带动内部水体产生涡旋，并利用离心作用将误入筒内的细小异物排出。
本发明采用的技术手段如下：
一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，包括：
第一装置，固定于航行器静止端，作为静止刀具；所述第一装置的第一端为固定在轮毂上的静止刀具套筒结构，所述第一装置的第二端为连接在静止刀具套筒结构上的静止刀具径向切割刀锋，用于实现径向切割；
第二装置，固定于航行器螺旋桨上靠近所述静止端的一侧，作为旋动刀具；所述第二装置的第一端为固定于航行器螺旋桨上的旋动刀具套筒结构，所述旋动刀具套筒结构的外表面设有旋动刀具螺纹刀锋，用于实现轴向和径向切割，所述第二装置的第二端为连接在旋动刀具套筒结构上的旋动刀具径向切割刀锋，用于实现径向切割；
所述静止刀具套筒结构、所述旋动刀具套筒结构均与螺旋桨和轮毂间的转轴同轴；所述旋动刀具径向切割刀锋受螺旋桨驱动随转轴同轴转动；
所述第二装置与所述第一装置进行相对反向运动，所述旋动刀具径向切割刀锋转动与所述静止刀具径向切割刀锋间产生剪切力，实现对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物进行切割。
进一步地，所述静止刀具套筒结构和所述旋动刀具套筒结构均为筒状中空结构。
进一步地，所述静止刀具套筒结构的直径小于所述旋动刀具套筒结构的直径，且所述静止刀具套筒结构内切于所述旋动刀具套筒结构。
进一步地，所述静止刀具径向切割刀锋设有多个，多个所述静止刀具径向切割刀锋在圆周方向上呈锯齿状，沿所述静止刀具套筒结构呈周向三角形阵列分布；所述旋动刀具径向切割刀锋设有多个，多个所述旋动刀具径向切割刀锋在圆周方向上呈锯齿状，沿所述旋动刀具套筒结构呈周向三角形阵列分布；
所述静止刀具径向切割刀锋和所述旋动刀具径向切割刀锋具有相同的刀锋长度。
进一步地，所述旋动刀具螺纹刀锋的牙型为三角形。
进一步地，所述静止刀具套筒结构上开设有至少两个静止刀具固定螺纹孔，所述静止刀具套筒结构通过静止刀具固定螺纹孔固定在轮毂上；所述两个静止刀具固定螺纹孔均为贯穿孔，孔径大小相同，且关于静止刀具套筒结构的轴线呈中心对称分布。
进一步地，所述旋动刀具套筒结构上开设有至少两个旋动刀具固定螺纹孔，所述旋动刀具套筒结构通过旋动刀具固定螺纹孔固定于航行器螺旋桨上靠近轮毂的一侧；所述两个旋动刀具固定螺纹孔均为贯穿孔，孔径大小相同，且关于旋动刀具套筒结构的轴线呈中心对称分布。
进一步地，所述第一装置和所述第二装置均采用20Cr4Ni4钢材料，且表面涂覆一层TiC。
本发明还提供了一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组的使用方法，包括如下步骤：
使用时，将螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组的两个套筒结构中心轴与螺旋桨和轮毂间的转轴同轴设置，静止刀具所在的静止刀具套筒结构为内筒结构，该内筒结构通过静止刀具固定螺纹孔固定在轮毂上，与轮毂一起保持静止；旋动刀具所在的旋动刀具套筒结构为外筒结构，该外筒结构通过旋动刀具固定螺纹孔固定于航行器螺旋桨上靠近轮毂的一侧，连同螺旋桨随转轴进行同轴转动；
在螺旋桨的驱动下，旋动刀具与静止刀具进行相对反向运动，并利用产生的剪切力实现对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物的径向切割；同时，旋动刀具套筒结构表面的旋动刀具螺纹刀锋，配合实现异物的轴向切割，其所具有的较大的旋动半径可产生更大的横向切割力，有效地避免所述螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组自身被异物缠绕；此外，外筒结构的转动运动可通过张力作用带动内部水体产生涡旋，并利用离心作用将误入筒内的细小异物排出。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组及其使用方法，通过设置外筒旋动刀具表面的螺纹刀锋结构，在现有较普遍的径向切割技术基础上，实现轴向切割异物的效果；且螺纹刀锋结构所具有的较大的旋动半径可产生更大的横向切割力，避免该螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组自身被异物缠绕。
2、本发明提供的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组及其使用方法，通过设置套筒式中空结构，对轮毂和螺旋桨连接处形成保护壳层；在螺旋桨的驱动下，旋动、静止刀组相对反向运动，产生剪切力，对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物进行切割。
3、本发明提供的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组及其使用方法，通过设置与航行器的轮毂和螺旋桨装配实现异物切割的工作方式，无需提供单独的动力源，且可根据具体的轮毂和螺旋桨尺寸灵活地调整加工参数，成本适中、便于安装，且适用范围广，有利于推广使用。
综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术无法同时实现轴向防缠绕与径向防缠绕的效果；此外，轮毂和螺旋桨的连接处的缠绕问题也得不到很好的解决。并且，囿于高生产成本、高技术难度、小面积适用的限制，难以推广的问题。
基于上述理由本发明可在船舶、水域航行器等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的前视结构示意图。
图3为本发明的侧视结构示意图。
图4为本发明中静止刀具的前视结构示意图。
图5为本发明中静止刀具的侧视结构示意图。
图6为本发明中旋动刀具的前视结构示意图。
图7为本发明中旋动刀具的侧视结构示意图。
图中：1、静止刀具固定螺纹孔；2、静止刀具径向切割刀锋；3、静止刀具套筒结构；4、旋动刀具套筒结构；5、旋动刀具螺纹刀锋；6、旋动刀具固定螺纹孔；7、旋动刀具径向切割刀锋。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1-7所示，本发明提供了一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，包括：
第一装置，固定于航行器静止端，作为静止刀具；所述第一装置的第一端为固定在轮毂上的静止刀具套筒结构3，所述第一装置的第二端为连接在静止刀具套筒结构3上的静止刀具径向切割刀锋2，用于实现径向切割；
第二装置，固定于航行器螺旋桨上靠近所述静止端的一侧，作为旋动刀具；所述第二装置的第一端为固定于航行器螺旋桨上的旋动刀具套筒结构4，所述旋动刀具套筒结构4的外表面设有旋动刀具螺纹刀锋5，用于实现轴向和径向切割，所述第二装置的第二端为连接在旋动刀具套筒结构4上的旋动刀具径向切割刀锋7，用于实现径向切割；
所述静止刀具套筒结构3、所述旋动刀具套筒结构4均与螺旋桨和轮毂间的转轴同轴；所述旋动刀具径向切割刀锋7受螺旋桨驱动随转轴同轴转动；
所述第二装置与所述第一装置进行相对反向运动，所述旋动刀具径向切割刀锋7转动与所述静止刀具径向切割刀锋2间产生剪切力，实现对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物进行切割。
本实施方式中，所述静止刀具套筒结构3和所述旋动刀具套筒结构4均为筒状中空结构。
本实施方式中，所述静止刀具套筒结构3的直径小于所述旋动刀具套筒结构4的直径，且所述静止刀具套筒结构3内切于所述旋动刀具套筒结构4。
本实施方式中，所述静止刀具径向切割刀锋2设有多个，多个所述静止刀具径向切割刀锋2在圆周方向上呈连续的锯齿状，沿所述静止刀具套筒结构3呈周向三角形阵列分布；所述旋动刀具径向切割刀锋7设有多个，多个所述旋动刀具径向切割刀锋7在圆周方向上呈连续的锯齿状，沿所述旋动刀具套筒结构4呈周向三角形阵列分布；所述静止刀具径向切割刀锋2和所述旋动刀具径向切割刀锋7具有相同的刀锋长度。
本实施方式中，所述旋动刀具螺纹刀锋5的牙型为三角形。
本实施方式中，所述静止刀具套筒结构3上开设有两个静止刀具固定螺纹孔1，所述静止刀具套筒结构3通过静止刀具固定螺纹孔1配合连接螺栓来固定在轮毂上；所述两个静止刀具固定螺纹孔1均为贯穿孔，孔径大小相同，且关于静止刀具套筒结构3的轴线呈中心对称分布。
本实施方式中，所述旋动刀具套筒结构4上开设有两个旋动刀具固定螺纹孔6，所述旋动刀具套筒结构4通过旋动刀具固定螺纹孔6配合连接螺栓来固定于航行器螺旋桨上靠近轮毂的一侧；所述两个旋动刀具固定螺纹孔6均为贯穿孔，孔径大小相同，且关于旋动刀具套筒结构4的轴线呈中心对称分布。
本实施方式中，所述第一装置和所述第二装置均采用20Cr4Ni4钢材料，且表面涂覆一层TiC。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明还提供了一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组的使用方法，包括如下步骤：
使用时，将该螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组的两个套筒结构中心轴与螺旋桨和轮毂间的转轴同轴设置，静止刀具所在的静止刀具套筒结构3为内筒结构，该内筒结构通过两个静止刀具固定螺纹孔1固定在轮毂上，与轮毂一起保持静止；旋动刀具所在的旋动刀具套筒结构4为外筒结构，该外筒结构通过两个旋动刀具固定螺纹孔6固定于航行器螺旋桨上靠近轮毂的一侧，连同螺旋桨随转轴进行同轴转动。
在螺旋桨的驱动下，旋动刀具与静止刀具进行相对反向运动，并利用产生的剪切力实现对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物的径向切割；同时，外筒旋动刀具表面的螺纹刀锋结构(旋动刀具套筒结构4表面的旋动刀具螺纹刀锋5)，配合实现异物的轴向切割，其所具有的较大的旋动半径可产生更大的横向切割力，也可有效地避免该螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组自身被异物缠绕；此外，套筒结构的转动运动可通过张力作用带动内部水体产生涡旋，并利用离心作用将误入筒内的细小异物排出。
本发明还可应用于同类型的转动装置，将本装置放置在转动轴与刀片接口处，防止杂物缠绕转动轴。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，包括：
第一装置，固定于航行器静止端，作为静止刀具；所述第一装置的第一端为固定在轮毂上的静止刀具套筒结构(3)，所述第一装置的第二端为连接在静止刀具套筒结构(3)上的静止刀具径向切割刀锋(2)，用于实现径向切割；
第二装置，固定于航行器螺旋桨上靠近所述静止端的一侧，作为旋动刀具；所述第二装置的第一端为固定于航行器螺旋桨上的旋动刀具套筒结构(4)，所述旋动刀具套筒结构(4)的外表面设有旋动刀具螺纹刀锋(5)，用于实现轴向和径向切割，所述第二装置的第二端为连接在旋动刀具套筒结构(4)上的旋动刀具径向切割刀锋(7)，用于实现径向切割；
所述静止刀具套筒结构(3)、所述旋动刀具套筒结构(4)均与螺旋桨和轮毂间的转轴同轴；所述旋动刀具径向切割刀锋(7)受螺旋桨驱动随转轴同轴转动；
所述第二装置与所述第一装置进行相对反向运动，所述旋动刀具径向切割刀锋(7)转动与所述静止刀具径向切割刀锋(2)间产生剪切力，实现对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物进行切割。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，所述静止刀具套筒结构(3)和所述旋动刀具套筒结构(4)均为筒状中空结构。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，所述静止刀具套筒结构(3)的直径小于所述旋动刀具套筒结构(4)的直径，且所述静止刀具套筒结构(3)内切于所述旋动刀具套筒结构(4)。
4.根据权利要求1所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，所述静止刀具径向切割刀锋(2)设有多个，多个所述静止刀具径向切割刀锋(2)在圆周方向上呈锯齿状，沿所述静止刀具套筒结构(3)呈周向三角形阵列分布；所述旋动刀具径向切割刀锋(7)设有多个，多个所述旋动刀具径向切割刀锋(7)在圆周方向上呈锯齿状，沿所述旋动刀具套筒结构(4)呈周向三角形阵列分布；
所述静止刀具径向切割刀锋(2)和所述旋动刀具径向切割刀锋(7)具有相同的刀锋长度。
5.根据权利要求1所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，所述旋动刀具螺纹刀锋(5)的牙型为三角形。
6.根据权利要求1所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，所述静止刀具套筒结构(3)上开设有至少两个静止刀具固定螺纹孔(1)，所述静止刀具套筒结构(3)通过静止刀具固定螺纹孔(1)固定在轮毂上；所述两个静止刀具固定螺纹孔(1)均为贯穿孔，孔径大小相同，且关于静止刀具套筒结构(3)的轴线呈中心对称分布。
7.根据权利要求1所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，所述旋动刀具套筒结构(4)上开设有至少两个旋动刀具固定螺纹孔(6)，所述旋动刀具套筒结构(4)通过旋动刀具固定螺纹孔(6)固定于航行器螺旋桨上靠近轮毂的一侧；所述两个旋动刀具固定螺纹孔(6)均为贯穿孔，孔径大小相同，且关于旋动刀具套筒结构(4)的轴线呈中心对称分布。
8.根据权利要求1所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组，其特征在于，所述第一装置和所述第二装置均采用20Cr4Ni4钢材料，且表面涂覆一层TiC。
9.一种如权利要求1-8任意一项权利要求所述的螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
使用时，将所述螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组的两个套筒结构中心轴与螺旋桨和轮毂间的转轴同轴设置，静止刀具所在的静止刀具套筒结构(3)为内筒结构，该内筒结构通过静止刀具固定螺纹孔(1)固定在轮毂上，与轮毂一起保持静止；旋动刀具所在的旋动刀具套筒结构(4)为外筒结构，该外筒结构通过旋动刀具固定螺纹孔(6)固定于航行器螺旋桨上靠近轮毂的一侧，连同螺旋桨随转轴进行同轴转动；
在螺旋桨的驱动下，旋动刀具与静止刀具进行相对反向运动，并利用产生的剪切力实现对进入轮毂和螺旋桨连接处的异物的径向切割；同时，旋动刀具套筒结构(4)表面的旋动刀具螺纹刀锋(5)，配合实现异物的轴向切割，其所具有的较大的旋动半径可产生更大的横向切割力，有效地避免所述螺旋桨防缠绕套筒式锯齿切割刀具组自身被异物缠绕；此外，外筒结构的转动运动可通过张力作用带动内部水体产生涡旋，并利用离心作用将误入筒内的细小异物排出。
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