[发明专利]纵斜螺旋桨调距装置

说明书

技术领域

纵斜螺旋桨调距装置，属船舶推进领域，用以对纵斜角Ψx＝45°-60°、侧斜角大于叶片邻角的一半(大侧斜)、桨叶螺距调节角βz＝70°的范围内的螺旋桨，实现不停机调距。(见图1)。用以提高螺旋桨效率，降低噪音和振动，提高抗气泡性能，并提出一种与纵斜桨相适配的倒航方式。

这里所谓“提高效率”，是指调节角βz变化时，功率曲线高效区间宽；

这里所谓“降噪”，是指这一发明的结构特征所带来的“本质安静型”的、数量级的降噪，而不是改良型降噪(如隔音)；

这里所谓“提高抗气泡性能”，是指这一发明的结构特征所带来的抗气泡性能提高。

这里所谓“新的纵斜桨倒航方式”，是指在主机不停机，不换向的情况下，完成桨叶绕自身轴线大角度动调，即螺距大调节，实现船舶航行-驻航-倒航。

本发明的适用对象不仅包括大纵斜大侧斜螺旋桨，当然也包括普通的直径较大的纵斜螺旋桨。还包括斜/直、斜/斜串列桨(见图1)，因前者有典型意义，其原理和结构，也适用于后者。

背景技术

常规螺旋桨因其结构简单且效率一般较高而广泛应用于船舶推进，但对它的性能改善，和功能拓展，都已经到了十分艰难的地步，人们已把大部分精力用于开展特种推进装置的研究。

现已实际使用的调距螺旋桨，其叶片无纵斜，国外现有的和国内引进的调距方法，无力完成本文所述的“大纵斜大侧斜螺旋桨大调距”，二者性能和功能比较见表一。

对大纵斜大侧斜螺旋桨的大调距方法，远比无纵斜(直桨)的调距方法复杂，直桨的调距方法，只是纵斜桨调距方法的简单的特例。

表一  大纵斜大调距桨和与无纵斜调距桨的性能、功能比较：

发明内容

本发明所谓“装置”，包括1)液压调节器，用以实现操作杆的左右运动(已有成套产品，本文不细述)；2)调节机构，为一空间斜交杆系，用以实现将操作杆的左右运动转变为桨叶的正反向转动。

本发明的内容为以下4项：

1操作杆轴线与桨叶轴线在同一平面内斜交，操作杆(同心地置于泵轴内)左右运动一小段距离，使得桨叶能同步地绕自身轴线正反向转动设定的角度。抽象为如下命题：主、被动两杆斜交，其轴心线交角为Ψx＝45°-60°，左右移动主动轴，被动轴能绕自身轴线正反向转动βz＝0-70°；

2润滑方法为对点的自润滑；

3单列桨与串列桨同步可调；

4调节力设置为系统内力。

现分述如下：

1本发明为一空间斜交杆系，见图2。

件1操作杆与件2操作架固联，能，且只能在平面P内上下运动；件6桨叶为带悬臂的简支梁，轴尾部两支承分别位于桨毂体内、外壳上，件6桨叶与件1操作杆共面，且交角为Ψx，它与件5拐臂以键相联，它能，且只能绕自身轴线转动；件4上球铰与件5拐臂销联，只能在平面M内运动；件3下球铰与件2操作架销联，只能在平面P内运动；件3下球铰与件4上球铰的公共部位为空间闭式球面低副，内球壳上开有件3下球铰、件4上球铰相对运动时避让件3下球铰圆杆部位的槽。

件3下球铰和件4上球铰分别在P、M平面内既作平动，也作转动。

当件1操作杆和件2操作架向上运动一段距离，件3下球铰的销部同步上移该距离。因3下球铰长度可知，则球心位置可定，此位置也是件4上球铰球心位置；由于件4上球铰长度已知，件5拐臂绕件6桨叶轴线转动的半径已知，则件5拐臂旋转角度可求，则件6桨叶的轴逆时针转动与件5拐臂相同的角度，即是说，件1操作杆的向上运动，转变为件6桨叶的逆时针转动。

当件1操作杆和件2操作架向下运动时，依照前述，可得知件1操作杆的向下运动，转变为件6桨叶的顺时针转动。

上述运动过程中，主动件1操作杆的每一个确定位置，件6桨叶及中间各件有，且只有一个确定的位置与之对应，即满足本发明的运动可能和运动唯一的要求。

当件1操作杆不动，件6桨叶即使有转动趋势，整个杆系亦是稳定的。

2润滑与密封

机构完全摈弃传统直交桨冗重的全浸式油池润滑，改用自润滑轴承。

机构的球面低副，用石墨润滑，装墨腔与球副接触，而与周边隔断；

桨叶转动轴承、销部轴承为粉末冶金含油轴承，设计时，根据各部位的载荷，及轴瓦材料的压溃强度，确定金属基质材料，选用含油轴承；