專(zhuān)利名稱(chēng)：十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用水翼作用在周?chē)鏈p少船只橫搖運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，特別是 一種該設(shè)備的組件。
技術(shù)背景減搖鰭裝置是減小船只橫搖運(yùn)動(dòng)的重要設(shè)備，該裝置在工作過(guò)程中，水作用在水 翼的升力是通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鰭軸傳遞到十字頭，十字頭再將產(chǎn)生的恢復(fù)力矩和阻力矩傳遞 到推力環(huán)及上、下支承座，進(jìn)而傳遞到船體，建立扶正力矩，實(shí)現(xiàn)減搖功能；在收放鰭過(guò)程 中，收放油缸通過(guò)回轉(zhuǎn)體、推力環(huán)將收放力矩作用在十字頭，進(jìn)而傳遞到鰭軸，實(shí)現(xiàn)鰭的收 放動(dòng)作；因此十字頭是減搖鰭裝置力的傳遞中非常重要的一環(huán)。在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，十字頭 本體的構(gòu)造是兩個(gè)圓柱體相交形成，兩個(gè)圓柱體的異面相交處均以圓角過(guò)渡，如圖4所示， 十字頭本體1’是由垂直體11’和水平體12’構(gòu)成，垂直體11’上部和上支承座相聯(lián)，下部 和下支承座相聯(lián)，內(nèi)部裝有轉(zhuǎn)鰭用的鰭柄；現(xiàn)有技術(shù)方案均存在十字頭本體1’結(jié)構(gòu)極不 合理現(xiàn)象，如以應(yīng)力分析為例，十字頭本體各區(qū)域應(yīng)力相差較大，其結(jié)構(gòu)體大部分區(qū)域應(yīng)力 均很小，除局部應(yīng)力集中處和兩圓柱體相貫的過(guò)渡圓角處，較高的應(yīng)力主要出現(xiàn)在加強(qiáng)筋 及其附近區(qū)域，如以鰭軸直徑Φ670執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例，在升力向下的工況中，其最大應(yīng)力可達(dá) 168MPa，出現(xiàn)在加強(qiáng)筋和十字頭本體1’的過(guò)渡圓角處，在工作過(guò)程中，這些區(qū)域有產(chǎn)生疲勞 裂紋的潛在危險(xiǎn)，為保證安全，必須以加強(qiáng)其整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度應(yīng)對(duì)，從而導(dǎo)致這些十 字頭本體1’重量大增，制作成本提高
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)， 它能使十字頭本體結(jié)構(gòu)合理化，使零件應(yīng)力分布均勻，降低零件重量，節(jié)約零件制作成本。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是所述的十字頭本體包括有豎直和水平體，該豎直體和水平體垂直相交并構(gòu)成有可 容置鰭軸零件和轉(zhuǎn)鰭機(jī)構(gòu)的空腔，其特點(diǎn)是所述的十字頭本體的豎直體包括有上圓柱體、 過(guò)渡的鼓形體和下圓柱體，該鼓形體位于豎直體的中部，上、下圓柱體分別位于鼓形體的兩 端，在該鼓形體的中部側(cè)邊異面相交連接有水平體一體成型，豎直體和水平體共同構(gòu)成十 字頭本體的空腔。本實(shí)用新型在十字頭本體采用鼓形體的過(guò)渡結(jié)構(gòu)，這種類(lèi)似錐面的過(guò)渡結(jié)構(gòu)增強(qiáng) 十字頭本體的剛度，同時(shí)消除傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩圓柱相交后用圓角過(guò)渡的嚴(yán)重應(yīng)力集中現(xiàn)象，采 用過(guò)渡結(jié)構(gòu)使整個(gè)零件的應(yīng)力分布更加均勻，并可在適當(dāng)部位減小零件的壁厚，加大安裝 孔口的尺寸，能大幅度減小十字頭本體的重量，從而從總體上提高零件的可靠性，節(jié)約零件 制作成本。


圖1是本實(shí)用新型十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)縱剖視示意圖。圖2是圖1中局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖3是圖1中十字頭本體軸測(cè)示意圖。圖4是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)十字頭本體軸測(cè)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，圖示減搖鰭裝置十字頭本體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)中各組成的組合狀態(tài)，十字頭本 體1固設(shè)在上、下支承座2、3上，十字頭本體1的空腔10內(nèi)分別容置有鰭軸組件4和轉(zhuǎn)鰭 機(jī)構(gòu)5。十字頭本體1，是一鑄件，包括有豎直體11和水平體12，并由豎直體11和水平體 12共同構(gòu)成有十字頭本體1的空腔10，其中豎直體11包括有上圓柱體111、過(guò)渡的鼓形體112和下圓柱體113，上、下圓柱體 111、113結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有技術(shù)相同或相似，上圓柱體111可固設(shè)在上支承座2，下圓柱體113可 固設(shè)在下支承座3 ；鼓形體112，是本實(shí)用新型的重要技術(shù)特征，鼓形體112是豎直體11的過(guò)渡結(jié) 構(gòu)，如圖1、2、3所示，鼓形體112包括有錐形上過(guò)渡體1121、中圓柱體1122和錐形下過(guò)渡 體1123，錐形上過(guò)渡體1121的小端連接有上圓柱體111呈一體，其大端連接有中圓柱體 1122呈一體，錐形下過(guò)渡體1123的大端連接有中圓柱體1122呈一體，其小端連接有下圓柱 體113呈一體，錐形上、下過(guò)渡體1121、1123和中圓柱體1122共同形成一呈鼓狀的鼓形體 112 ；十字頭本體1鼓形體112的錐形上、下過(guò)渡體1121、1123大端和小端直徑比為1. 2 1. 8 ；鼓形體112，也可由類(lèi)似上述結(jié)構(gòu)的其他形態(tài)構(gòu)成，如上述的錐形上、下過(guò)渡體 1121,1123以弧形體代替錐形體(圖未示)，即以弧形上、下過(guò)渡體分別連接上、下圓柱體 111、113和中圓柱體1122 ；又如錐形上、下過(guò)渡體1121、1123和中圓柱體1122以一個(gè)弧形 取代，形似中圓大鼓的形狀構(gòu)成鼓形體112的側(cè)壁；即所述的十字頭本體1鼓形體112的側(cè) 壁呈弧形，該弧形壁的上、下端分別連接有上、下圓柱體111、113，上述側(cè)壁為弧形的鼓形體 112，其側(cè)壁最大直徑(相當(dāng)鼓形體112中部)和鼓形體112兩端(和上、下圓柱體111、113 連接處)直徑比1.2 1.8;上述各組成部分的連接處以及相應(yīng)加強(qiáng)筋的連接處，均采用較大的過(guò)渡圓角，改 善應(yīng)力分布，減小應(yīng)力集中，上述的鼓形體112結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較，更有利采用較大的安 裝孔口尺寸，有利轉(zhuǎn)鰭機(jī)構(gòu)5在十字頭本體1的空腔10的裝卸操作。水平體12，是一圓柱體121和豎直體11 一體成型(如圖2)，其結(jié)構(gòu)基本上和現(xiàn)有 技術(shù)相同或相似，該水平體12的中心線(xiàn)和豎直體11的中心線(xiàn)垂直，并位于豎直體11鼓形 體112的中部側(cè)邊，水平體12和鼓形體112呈異面相交，在該異面相交處水平體12可采用 小段錐面過(guò)渡結(jié)構(gòu)，也可采用大圓角連接過(guò)渡以避免應(yīng)力集中，即十字頭本體1的豎直體 11和水平體12在鼓形體112中部側(cè)異面相交處連接有圓弧過(guò)渡段122。十字頭本體1的豎直體11和水平體12共同形成有空腔10，該空腔10內(nèi)可容置鰭 軸組件4和轉(zhuǎn)鰭機(jī)構(gòu)5，由于豎直體11設(shè)置有過(guò)渡結(jié)構(gòu)，可在該結(jié)構(gòu)的鼓形體112的側(cè)邊開(kāi)設(shè)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)大得多的安裝孔口尺寸，方便空腔10內(nèi)容置各零件的裝卸操作；減搖裝置 運(yùn)行時(shí)，鰭翼上的水動(dòng)力經(jīng)鰭軸組件4的軸承、水平體12、豎直體11的過(guò)渡結(jié)構(gòu)(鼓形體 112)、豎直體11的上、下圓柱體111、113和上、下支承座2、3傳遞至船體，在船的左、右舷建 立扶正力矩，實(shí)現(xiàn)減搖功能；本實(shí)用新型采用十字頭本體異面相交處的過(guò)渡結(jié)構(gòu)，明顯提高 十字頭本體的剛度，使其應(yīng)力分布均勻，避免異面相交處的應(yīng)力集中，并在此基礎(chǔ)上減小十 字頭本體的壁厚，加大安裝孔口的尺寸等措施，可降低零件重量，改善零件的力學(xué)性能；從 下列表中數(shù)值得到可靠應(yīng)證(以鰭軸直徑Φ670的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例)
權(quán)利要求1.一種十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)，該十字頭本體包括有豎直體和水平體，該豎 直體和水平體垂直相交并構(gòu)成有可容置鰭軸零件和轉(zhuǎn)鰭機(jī)構(gòu)的空腔，其特征在于所述的 十字頭本體(1)的豎直體(11)包括有上圓柱體(111)、過(guò)渡的鼓形體(11 和下圓柱體 (113)，該鼓形體(112)位于豎直體(11)的中部，上、下圓柱體(111、113)分別位于鼓形體 (112)兩端，在該鼓形體(112)的中部側(cè)邊異面相交連接有水平體(1 一體成型，豎直體 (11)和水平體(12)共同構(gòu)成有十字頭本體(1)的空腔(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其特征是所述的十字頭本 體(1)的鼓形體(11 包括有錐形上過(guò)渡體(1121)、中圓柱體(112 和錐形下過(guò)渡體 (112 ，該上過(guò)渡體(1121)小端連接有上圓柱體(111)大端連接有中圓柱體(1122)，該下 過(guò)渡體(112 大端連接有中圓柱體(112 小端連接有下圓柱體(113)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其特征是所述的十字頭 本體(1)鼓形體(112)的錐形上、下過(guò)渡體(1121、1123)大端和小端直徑比為1. 2 1. 8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其特征是所述的十字頭本體 (1)鼓形體(11 的側(cè)壁呈弧形，該弧形壁的上、下端分別連接有上、下圓柱體(111、113)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其特征是所述的十字頭本體 (1)的豎直體(11)和水平體(1 在鼓形體(11 中部側(cè)邊異面相交處連接有圓弧過(guò)渡段 (122)。
專(zhuān)利摘要一種十字頭本體異面相交處過(guò)渡結(jié)構(gòu)，主要解決提高零件剛度和改善應(yīng)力分布等技術(shù)問(wèn)題，其采用技術(shù)方案是所述的十字頭本體的豎直體包括有上圓柱體、鼓形體和下圓柱體，該鼓形體位于豎直體的中部，上、下圓柱體分別位于鼓形兩端，在鼓形體的中部側(cè)邊相交連接有水平體一體成型，豎直體和水平體共同構(gòu)成有十字頭本體的空腔，適用各式減搖鰭裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B63B1/24GK201923286SQ20102067758
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉少卿, 徐軍, 洪超 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇四研究所