360°全回轉(zhuǎn)舷內(nèi)外(雙機(jī))對(duì)轉(zhuǎn)槳推進(jìn)裝置整機(jī)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)船、艇動(dòng)力推進(jìn)裝置的整機(jī)結(jié)構(gòu)，特別涉及一種360°全回轉(zhuǎn)(雙機(jī))同步與不同步最佳推進(jìn)和操縱效應(yīng)并采用能大量節(jié)省功率(節(jié)省油耗)的世界先進(jìn)舷內(nèi)外(雙機(jī))高速對(duì)轉(zhuǎn)槳技術(shù)的船舶推進(jìn)裝置整機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0002]1、對(duì)轉(zhuǎn)槳節(jié)能是由前槳運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生喇叭水花的旋轉(zhuǎn)能量損失被后槳吸收變成水平直線狀水花產(chǎn)生更大能量，其推力大大高于單槳。本發(fā)明是在多條不同類型船舶長(zhǎng)達(dá)10年在低速螺旋槳的對(duì)比測(cè)試和航行實(shí)踐基礎(chǔ)上，參考低速對(duì)轉(zhuǎn)槳圖譜并經(jīng)過理論計(jì)算設(shè)計(jì)了高速對(duì)轉(zhuǎn)槳在實(shí)船上測(cè)試是否太輕或太重再改進(jìn)參數(shù)，葉型最后定型達(dá)到節(jié)能10-15%，航速和推進(jìn)效率提高10%左右。適用于航速在15-20節(jié)以上高速船、游艇、公務(wù)艇、軍用艇，由于本發(fā)明的對(duì)轉(zhuǎn)槳節(jié)能值高，而且水流無干擾，不易產(chǎn)生空泡故障，在所有船舶推進(jìn)裝置中效率最高，是國(guó)際公認(rèn)的，故是本發(fā)明最核心技術(shù)。
[0003]2、本發(fā)明的另一核心技術(shù)是采用伺服電機(jī)通過減速器及齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)槳舵回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)部分360°全回轉(zhuǎn)，從而使船舶原地回轉(zhuǎn)，調(diào)頭靈活，船舶在任意方向都能達(dá)到最大推力，最佳節(jié)能值，最重要是對(duì)轉(zhuǎn)槳在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°開順車的方式實(shí)現(xiàn)倒車，其倒車速度比傳統(tǒng)快1.6-1.8倍，故航行更安全。
[0004]3、當(dāng)柴油機(jī)作為主機(jī)時(shí)船舶的開航和停車由離合器控制，由于省略倒車齒輪和倒車離合器，其控制閥省略了倒車閥芯和倒車通道，因而結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，緊湊，其離合器的工作油和箱體內(nèi)潤(rùn)滑油可以由兩臺(tái)節(jié)能變頻電機(jī)帶動(dòng)油泵供油，也可以由箱內(nèi)齒輪軸帶一對(duì)齒輪再帶動(dòng)油泵供油，安全可靠且節(jié)能。離合器自主設(shè)計(jì)材質(zhì)好、重量輕，應(yīng)急措施到位，工作平穩(wěn)，噪聲低。整機(jī)重量比國(guó)外相同功率的舷內(nèi)外機(jī)輕20-30%。
[0005]當(dāng)電動(dòng)機(jī)作為主機(jī)時(shí)省去液壓離合器和控制伐，電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器只通過一對(duì)螺旋傘齒輪將動(dòng)力傳給中間傳動(dòng)軸，因而結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，環(huán)保達(dá)到零污染。
[0006]4、整個(gè)推進(jìn)裝置上箱體為外加散熱片(既散熱又提高了強(qiáng)度)方形哈夫式結(jié)構(gòu)，固定支架園錐形，除結(jié)構(gòu)新穎強(qiáng)度高、緊湊、重量輕、拆裝方便外，更主要是推進(jìn)力和振動(dòng)由原來支架承受改由船體承受，可有效保護(hù)推進(jìn)裝置。
[0007]5、下箱體流線形結(jié)構(gòu)，中段安設(shè)確保航向穩(wěn)定時(shí)最小舵面積的機(jī)翼形舵，除邊緣整齊，清楚光潔，美觀外，其整機(jī)阻力減少，根據(jù)理論計(jì)算操舵扭矩大為減少。
[0008]6、本發(fā)明的重要核心技術(shù)是采用360°全回轉(zhuǎn)(雙機(jī))同步與不同步電子全程操控的25種形式(詳見操作示意圖)它不僅是機(jī)械上突破，更是電子編碼編程上重大突破，當(dāng)采用兩臺(tái)和兩臺(tái)以上推進(jìn)裝置時(shí)，無論船舶開航，轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭、離靠碼頭和倒車都能達(dá)到最方便、安全可靠、快捷的操作模式，也是船舶安全航行重大突破，采用機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)使項(xiàng)目達(dá)到最先進(jìn)水平。
[0009]7、由于功率由兩個(gè)螺旋槳分擔(dān)，故螺旋槳直徑比單槳減少12-16%，適合淺水航道航行。
[0010]8、針對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)槳應(yīng)用的瓶頸，即密封難題，螺旋槳內(nèi)外軸間需要可靠的密封，由于相對(duì)速度加倍，實(shí)現(xiàn)可靠密封難度很大，本發(fā)明采用內(nèi)外圈均有雙唇口，中間加骨架的特殊材料制成的骨架油封，這是既耐磨又能減磨、耐蝕，壽命長(zhǎng)優(yōu)質(zhì)密封。
[0011]9、除本發(fā)明介決高速對(duì)轉(zhuǎn)槳密封難題外，還采用了改善水域環(huán)境零污染的水潤(rùn)滑密封方案。
【背景技術(shù)】
[0012]傳統(tǒng)推進(jìn)裝置是由機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)連接具有正倒車和變速功能的齒輪箱，通過長(zhǎng)約1.5-3m，甚至更長(zhǎng)的艉軸艉管系統(tǒng)帶動(dòng)單螺旋槳，不具備節(jié)能效應(yīng)，而且重量大、成本高，此外齒輪箱噪聲，振動(dòng)大，齒輪傳遞功率損失大，軸承負(fù)荷大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更主要是傳統(tǒng)齒輪箱難以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)槳工作方式和技術(shù)要求。
[0013]本發(fā)明前申請(qǐng)的發(fā)明專利“360°全回轉(zhuǎn)船舶對(duì)轉(zhuǎn)槳推進(jìn)裝置”(專利申請(qǐng)?zhí)?200910045713.9)僅適用低速的貨船、客船、旅游船、工程船、沿海漁船等，對(duì)于航速在15-20節(jié)以上的高速船、艇、公務(wù)艇不適合。此外固定支架外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，對(duì)于安裝2臺(tái)機(jī)組的推進(jìn)裝置其360全回轉(zhuǎn)同步與不同步問題未提出介決方案和具體辦法。
[0014]此外對(duì)功率和噸位較大船舶，由于對(duì)轉(zhuǎn)槳在下箱體后方，操舵力矩大，下箱體線型欠佳，外形欠美觀，阻力大，也沒有提到保持航向穩(wěn)定的機(jī)翼形舵，對(duì)于低速船舶原有的對(duì)轉(zhuǎn)槳圖譜已不適用，對(duì)柴油機(jī)液壓系統(tǒng)也未涉及更安全節(jié)能方案和電子控制方式。
[0015]當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)為主機(jī)時(shí)，本發(fā)明前申請(qǐng)的專利“電動(dòng)360°全回轉(zhuǎn)舷內(nèi)外(雙機(jī))對(duì)轉(zhuǎn)槳推進(jìn)裝置”(專利號(hào):ZL201220004863.2)電動(dòng)機(jī)是直立放置的，當(dāng)大功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)外形及重量大大增加支架會(huì)更重，布置在船艉不安全，另外還未涉及達(dá)到零污染的保持水域環(huán)境清潔的水潤(rùn)滑方案。故本發(fā)明的電力推進(jìn)是最佳的選擇。并確定了保持水域環(huán)境免受污染的水潤(rùn)滑密封方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明360°全回轉(zhuǎn)舷內(nèi)外(雙機(jī))對(duì)轉(zhuǎn)槳推進(jìn)裝置整機(jī)結(jié)構(gòu)包括固定在船艉部的槳舵回轉(zhuǎn)體，驅(qū)動(dòng)槳舵回轉(zhuǎn)體的中間傳動(dòng)軸的第一傳動(dòng)鏈，驅(qū)動(dòng)槳舵回轉(zhuǎn)體中的回轉(zhuǎn)部分的第二傳動(dòng)鏈，360°全回轉(zhuǎn)(雙機(jī))同步與不同步運(yùn)行電子操縱驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和與原動(dòng)機(jī)連接的高彈性聯(lián)軸器。
[0017]發(fā)動(dòng)機(jī)通過高彈性聯(lián)軸器(省略聯(lián)軸節(jié))直接與槳舵回轉(zhuǎn)體相連，槳舵回轉(zhuǎn)體包括一固定在船艉甲板上由外加散熱片(有加強(qiáng)筋作用)的上、下殼體組成的哈夫式方形上箱體；上箱體內(nèi)包括一可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在上箱體上、下殼體之間，其軸線與中間傳動(dòng)軸垂直且一端伸出上箱體外的轉(zhuǎn)軸，一固定在上箱體轉(zhuǎn)軸上的與固定在中間傳動(dòng)軸上端的大螺旋傘齒輪嚙合的小螺旋傘齒輪。
[0018]當(dāng)柴油機(jī)為主機(jī)時(shí)其嚙合與否由上箱體內(nèi)的離合器控制，用液壓離合器或電磁離合器，可自行設(shè)計(jì)或選國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品，其控制伐可用液壓控制伐，電液電磁換向伐或電子換檔液壓控制閥，控制伐需去除倒車閥芯和通道專門設(shè)計(jì)，離合器的液壓油由兩臺(tái)節(jié)能變頻電機(jī)油泵機(jī)組(其中一臺(tái)備用)供油進(jìn)入冷卻器控制伐管道，也可以由上箱體內(nèi)一對(duì)軸帶齒輪再帶動(dòng)油泵系統(tǒng)供油。
[0019]當(dāng)電動(dòng)機(jī)作為主機(jī)時(shí)上箱體結(jié)構(gòu)和里面大小螺旋傘齒輪與柴油機(jī)為主機(jī)時(shí)相同，所不同的是省略了液壓或電磁離合器和相應(yīng)的控制伐門和回路。同時(shí)省略了兩臺(tái)節(jié)能變頻電機(jī)油泵機(jī)組，改為上箱體內(nèi)螺旋傘齒輪軸帶一對(duì)圓柱齒輪再帶動(dòng)油泵系統(tǒng)僅當(dāng)作齒輪箱的潤(rùn)滑油冷卻之用。
[0020]一與上箱體下端圓形板底座固定且下部與固定套筒相連的圓錐形支架，固定套筒通過下部壓蓋密封，園錐形支架與圓錐形船體殼架相連，一可旋轉(zhuǎn)地安裝在圓錐形支架內(nèi)，其上端伸入上箱體下端空腔內(nèi)，而下端穿過固定套筒的旋轉(zhuǎn)套筒，一固定在旋轉(zhuǎn)套筒下端的流線形下箱體，其前段加長(zhǎng)為楕圓形，里面為軸承殼和固定軸，再平滑連接前段下箱體，使下箱線形阻力最小，中段由圓形改為機(jī)翼流線型代替舵效作用前端加壓水板，用鋁合金材質(zhì)減輕重量。
[0021]由于外軸與里軸相反方向旋轉(zhuǎn)故用高分子材料內(nèi)外圈都有雙唇口的骨架油封既耐磨又減磨耐蝕，壽命長(zhǎng)。
[0022]一上下端分別可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在上箱體和下箱體空腔內(nèi)中段位于旋轉(zhuǎn)套筒內(nèi)的中間傳動(dòng)軸；(包括中段彈性聯(lián)軸器)一可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在下箱體內(nèi)，其軸線與中間傳動(dòng)軸垂直且一端伸出下箱體外的第一螺旋槳軸，一安裝在第一螺旋槳軸伸出端上的第一高速螺旋槳，一可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在下箱體內(nèi)，其軸線與第一螺旋槳軸重合的第二螺旋槳軸，一安裝在第二螺旋槳軸伸出端的第二高速螺旋槳，兩