一種復(fù)合材料螺旋槳的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合材料螺旋槳，其結(jié)構(gòu)包括：一個(gè)槳轂，該槳轂為螺旋槳與螺旋槳傳動(dòng)軸連接部件；若干個(gè)槳葉，其根部與槳轂外壁之間連接配合形式采用弧形配合，或者采用平面配合相連，并且通過膠粘接或銷釘或螺釘連接的方式進(jìn)行定位固定，保證槳葉與槳轂之間的位置要求。本發(fā)明解決了復(fù)合材料螺旋槳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，而且減小了螺旋槳的重量50%以上，使扭矩達(dá)到24000N.m，降低了螺旋槳的振動(dòng)和噪聲。
【專利說明】一種復(fù)合材料螺旋槳
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料螺旋槳，具體涉及到槳轂及槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及連接結(jié)構(gòu)。【背景技術(shù)】
[0002]螺旋槳作為艦船上動(dòng)力機(jī)械的關(guān)鍵部件。與常規(guī)金屬螺旋槳相比，復(fù)合材料螺旋槳具有質(zhì)量輕、高效率、低振動(dòng)、耐海水腐蝕和易維修等優(yōu)點(diǎn)。因此，近十幾年來很多國家都將目光投向了復(fù)合材料螺旋槳的設(shè)計(jì)和制造，因?yàn)閺?fù)合材料螺旋槳不僅在國防、軍事應(yīng)用領(lǐng)域顯得尤為突出，大大的提高了船艦的隱身行性能，被許多國家列為重點(diǎn)發(fā)展的國防技術(shù)，而且對(duì)于民用船也有著無比的優(yōu)越性。
[0003]在國外，復(fù)合材料螺旋槳應(yīng)用方面已初見成效。在軍用方面，德國海軍將首個(gè)高阻尼凱夫拉合成纖維制造的復(fù)合材料螺旋槳安裝在206A型U26艇上。在民用方面，瑞典Propulse AB制作的螺旋槳是由一個(gè)金屬槳轂和若干個(gè)可替換復(fù)合材料槳葉組合而成，適合于功率為20-300hp的發(fā)動(dòng)機(jī)，市場(chǎng)反響良好。德國的AIR公司，該公司的Contur系列螺旋槳采用碳纖維復(fù)合材料制備，已成功裝配于超級(jí)游艇或輪船，螺旋槳的耗燃量減少了近10%。
[0004]復(fù)合材料螺旋槳是全部采用復(fù)合材料或者部分采用復(fù)合材料進(jìn)行制作的螺旋槳，采用復(fù)合材料，與常規(guī)金屬螺旋槳相比，能夠減輕重量、抗疲勞，便于裝卸維修，實(shí)現(xiàn)了減振降噪的同時(shí)，有效的延長了壽命，節(jié)約了成本。
[0005]但是，目前的復(fù)合材料螺旋槳由于其槳轂、槳葉為一體結(jié)構(gòu)，存在制作不方便，連接較困難的問題。本發(fā)明提供了一宗復(fù)合材料螺旋槳，設(shè)計(jì)了一種新的連接結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了槳轂槳葉分離，便于加工制作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種復(fù)合材料螺旋槳，以解決復(fù)合材料螺旋槳槳葉槳轂設(shè)計(jì)及二者連接問題。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提供的復(fù)合材料螺旋槳，其結(jié)構(gòu)包括:一個(gè)槳轂，該槳轂為螺旋槳與螺旋槳傳動(dòng)軸連接部件；若干個(gè)槳葉，其根部與槳轂外壁之間連接配合形式采用弧形配合，或者采用平面配合相連，并且通過膠粘接或銷釘或螺釘連接的方式進(jìn)行定位固定，保證槳葉與槳轂之間的位置要求。
[0009]所述槳轂的軸向中間開有圓孔，用于與螺旋槳傳動(dòng)軸連接，槳轂軸向中間還有一鍵槽，用于傳遞扭矩及力；槳轂外壁上徑向上開有與銷釘或螺釘配合的孔。
[0010]所述槳轂的整體可以采用復(fù)合材料，或者采用金屬材料。
[0011]所述槳轂的外圈部分可以采用復(fù)合材料，內(nèi)圈采用金屬。
[0012]所述的槳葉，其根部外壁開有與銷釘或螺釘配合的連接孔。
[0013]所述槳葉的整體可以采用復(fù)合材料，或者葉根及槳葉中間部分可以采用金屬，夕卜層可以采用復(fù)合材料。
[0014]所述復(fù)合材料為碳纖維/環(huán)氧樹脂材料，其中碳纖維復(fù)合材料作為鋪層材料，環(huán)氧樹脂起到粘接碳纖維的作用。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn):
[0016]其一.采用槳轂槳葉分離的方式，便于復(fù)合材料螺旋槳加工制作。
[0017]其二.解決了復(fù)合材料螺旋槳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，而且很好的減小了螺旋槳的重量，能夠減重50%以上，并且降低了螺旋槳的振動(dòng)和噪聲。
[0018]其三.通過把槳轂外層和槳葉根部?jī)?nèi)層構(gòu)成多邊形或者圓弧形，以膠粘接和銷釘(或螺釘)連接的方式進(jìn)行定位固定，實(shí)現(xiàn)了槳轂槳葉分離，而且滿足工作要求，承受最大扭矩可達(dá)24000N.m。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提供的復(fù)合材料螺旋槳展開圖。
[0020]圖2為全金屬槳轂圖。
[0021]圖3為部分金屬部分復(fù)合材料槳轂圖。
[0022]圖4為全復(fù)合材料槳葉圖。
[0023]圖5為部分金屬部分復(fù)合材料槳葉圖。
[0024]圖6為槳根部弧形連接方式圖。
[0025]圖7為槳根部平面連接方式圖。
[0026]圖中:1.槳轂；2.槳葉；3.金屬嵌件；4.銷釘(或螺釘)；5.圓孔；6.鍵槽；7.孔；
8.連接孔；9.槳轂內(nèi)圈；10.槳轂外圈。
具體實(shí)施方案
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不局限于下面所述內(nèi)容。
[0028]本發(fā)明提供的復(fù)合材料螺旋槳，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:一個(gè)槳轂I ;若干槳葉2，其根部與槳轂I外壁之間連接配合形式可以采用弧形配合，或者采用平面配合相連，并且通過膠粘接或銷釘(或螺釘)連接的方式進(jìn)行定位固定，實(shí)現(xiàn)了槳轂槳葉分離。
[0029]所述槳轂1，是連接螺旋槳槳葉與螺旋槳傳動(dòng)軸的部件，其結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示:槳轂I軸向中間開有圓孔5，用于與螺旋槳傳動(dòng)軸連接；槳轂I軸向中間還有一鍵槽6，用于傳遞扭矩及力。槳轂I外壁上徑向上開有孔7，裝配時(shí)，向孔7釘入銷釘(或螺釘)4，用于對(duì)槳葉2的定位和固定。槳轂I可以采用全部金屬材料，或者槳轂內(nèi)圈9采用金屬材料，槳轂外圈10復(fù)合材料。
[0030]所述槳葉2，為復(fù)合材料螺旋槳的關(guān)鍵部分，用于傳遞力及扭矩，其結(jié)構(gòu)如圖4至圖7所示:所述槳葉2的根部也可以直接與槳轂I采用膠粘接的方式進(jìn)行固定，或者在該槳葉2的根部外壁開有與銷釘(或螺釘)4配合的連接孔8，用于槳葉2與槳轂I的定位及固定，保證復(fù)合材料螺旋槳槳葉的相對(duì)位置。該槳葉2可以全部采用復(fù)合材料，或者葉根部分采用金屬嵌件3，葉片部分采用復(fù)合材料葉片。
[0031]所述復(fù)合材料采用碳纖維/環(huán)氧樹脂作為該復(fù)合材螺旋槳的制作材料，其中碳纖維復(fù)合材料作為鋪層材料，環(huán)氧樹脂起到粘接碳纖維的作用。[0032]本發(fā)明提供的復(fù)合材料螺旋槳，其工作過程與普通金屬螺旋槳工作過程相同。
[0033]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行進(jìn)一步說明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，不至于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、改進(jìn)、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合材料螺旋槳，其特征在于包括:一個(gè)槳轂，該槳轂為螺旋槳與螺旋槳傳動(dòng)軸連接部件；若干個(gè)槳葉，其根部與槳轂外壁之間連接配合形式采用弧形配合，或者采用平面配合相連，并且通過膠粘接或銷釘或螺釘連接的方式進(jìn)行定位固定，保證槳葉與槳轂之間的位置要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料螺旋槳，其特征在于所述槳轂的軸向中間開有圓孔，用于與螺旋槳傳動(dòng)軸連接，槳轂軸向中間還有一鍵槽，用于傳遞扭矩及力；槳轂外壁上徑向上開有與銷釘或螺釘配合的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料螺旋槳，其特征在于所述的槳葉，其根部外壁開有與銷釘或螺釘配合的連接孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料螺旋槳，其特征在于所述槳轂的整體采用復(fù)合材料或金屬材料，或者槳轂的外圈部分采用復(fù)合材料，內(nèi)圈采用金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料螺旋槳，其特征在于所述槳葉的整體采用復(fù)合材料，或者葉根及槳葉中間部分采用金屬，外層采用復(fù)合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的復(fù)合材料螺旋槳，其特征在于所述復(fù)合材料為碳纖維/環(huán)氧樹脂材料，其中碳纖維復(fù)合材料作為鋪層材料，環(huán)氧樹脂起到粘接碳纖維的作用。
【文檔編號(hào)】B63H1/26GK103770918SQ201410033543
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】胡業(yè)發(fā), 張建國, 張錦光, 張國良, 周祖德, 徐艷, 宋春生, 岳金 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué), 常州神鷹碳塑復(fù)合材料有限公司