[发明专利]一种复合材料推进器定子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及推进器定子的制备方法，特别是涉及一种复合材料推进器定子的制备方法。

背景技术

由于推进器要承受较大的推力和转矩，因此其制造材料的强度和刚度要求较高。通常，船舶推进器的螺旋桨采用镍铝铜合金材料制造。相比于其它金属材料，采用镍铝铜合金材料制造的螺旋桨具有耐腐蚀、易加工、可防止海洋生物附着等优点，但其也存在诸多问题，如加工费用高、易疲劳产生裂纹、空泡剥蚀严重、声学阻尼性相对较差等。为了解决这些问题，研究人员开展了广泛而深入的研究，一方面采用改善螺旋桨形态的方式优化螺旋桨的性能，另一方面致力于寻求新的材料来替代镍铝铜合金材料。复合材料中的纤维增强复合材料由于具有良好的力学性能，成为研究人员关注的焦点。

目前，在推进器中应用较多的是纤维增强复合材料。纤维增强复合材料具有高强度、高模量、耐高低温、耐腐蚀等优异性能，其比强度、比模量等综合指标在现在结构材料中名列前茅。相比于金属材料，纤维增强复合材料还可以大幅度减轻设备的重量。因此，近年来，纤维复合材料在船舶上的应用研究引起了多方重视，获得了造船工程界的青睐。

对于复合材料推进器定子，可有助于推进器在行进过程中大大降低叶片上的空泡数并能够部分屏蔽推进器里发生的辐射噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料推进器定子的制备方法，其采用桨叶分片成型与过渡连接共固化成型、真空导入成型和手糊成型工艺制备而成。

本发明的复合材料推进器定子成型方法包括步骤：

定子桨毂外层部分成型：使用桨毂外层成型模具，在模具上铺设一定厚度的纤维布，制备桨毂外层；桨毂外层制备完成后在其与桨叶连接的地方，按桨叶根部形状开通槽；

定子桨叶分片制造：对定子桨叶模具进行预处理、对增强材料进行选择并设计铺层，使用预浸料夹杂纤维布方式从桨叶夹杂纤维布的根部、稍部两端分别引出一定尺寸的多层过渡纤维，桨叶铺层完成后合模、加热加压、固化后处理；

定子桨毂与桨叶过渡连接共固化成型：将制备的多片定子桨叶分别安装至已固化成型的定子外层桨毂通槽中，并使用辅助定位工装固定各桨叶和桨榖外层部分，保证桨叶、桨毂的位置固定；然后把桨叶根部引出的过渡纤维穿过桨榖外层部分的通槽并依次铺层于已固化成型桨毂外层部分的内壁上，按要求的外形和厚度在内壁上继续铺覆连续纤维布、桨毂内壁及桨叶根部引出的过渡纤维共固化成型，保证定子桨叶与桨毂内纤维是连续的；

定子导管内层部分成型：使用导管内层成型模具，在模具上铺设一定厚度的纤维布，制备出导管内壁部分；导管内壁部分制备好后,在其与所有桨叶连接的位置，按桨叶稍部形状分别开通槽；

定子导管与桨叶过渡连接共固化成型：将（3）与（4）中所述的桨叶和桨毂部分、导管内壁部分按照产品外形使用定位工装固定后，将桨叶稍部引出的过渡纤维穿过导管内壁通槽并依次铺层于已固化的导管内层部分的外壁上，按照导管的厚度和外形结构铺覆剩余的纤维布，导管外壁及桨叶稍部引出的纤维共固化成型，保证桨叶与导管内纤维是连续的；

定子桨叶与桨毂，导管的连接部位分别使用纤维布在桨叶与桨毂、导管连接部位局部加厚、并做倒圆角处理。

本发明的有益效果在于：

1.本发明定子桨叶部分单独制备而成，成型过程较为简单，桨叶尺寸精度高、成品率高；

2.定子桨叶根部、稍部均预留一定尺寸的过渡纤维，与桨毂内层、导管外层部分共固化成型，保证了定子纤维的连续性。

附图说明

图1是定子桨毂外层部分成型模具示意图；

图2是定子成型底部支撑工装示意图；

图3是定子桨叶夹持工装示意图；

图4是定子导管内层部分成型模具示意图；

图5是定子导管与桨叶过渡连接共固化成型工装示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的优选实施方式。

根据本发明的优选实施例，复合材料推进器定子制备方法包括步骤：

（1）定子桨毂外层部分成型：使用图1所示桨毂外层部分成型模具，清理干净模具并擦拭脱模蜡，然后在模具上铺放一定厚度的纤维布制备桨毂外层；桨毂外层部分固化完全后在其与桨叶连接的地方，按桨叶根部形状开通槽。

（2）定子桨叶分片制造：对定子桨叶模具进行处理、对增强材料进行选择并设计铺层；使用预浸料夹杂纤维布的方式，从桨叶夹杂纤维布的根部、稍部两端分别引出一定尺寸的多层过渡纤维，桨叶铺层完成后合模、加热加压、固化后处理。