一种复合材料螺旋桨的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合材料螺旋桨，其结构包括：一个桨毂，该桨毂为螺旋桨与螺旋桨传动轴连接部件；若干个桨叶，其根部与桨毂外壁之间连接配合形式采用弧形配合，或者采用平面配合相连，并且通过胶粘接或销钉或螺钉连接的方式进行定位固定，保证桨叶与桨毂之间的位置要求。本发明解决了复合材料螺旋桨结构设计问题，而且减小了螺旋桨的重量50%以上，使扭矩达到24000N.m，降低了螺旋桨的振动和噪声。
【专利说明】一种复合材料螺旋桨
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合材料螺旋桨，具体涉及到桨毂及桨叶结构设计及连接结构。【背景技术】
[0002]螺旋桨作为舰船上动力机械的关键部件。与常规金属螺旋桨相比，复合材料螺旋桨具有质量轻、高效率、低振动、耐海水腐蚀和易维修等优点。因此，近十几年来很多国家都将目光投向了复合材料螺旋桨的设计和制造，因为复合材料螺旋桨不仅在国防、军事应用领域显得尤为突出，大大的提高了船舰的隐身行性能，被许多国家列为重点发展的国防技术，而且对于民用船也有着无比的优越性。
[0003]在国外，复合材料螺旋桨应用方面已初见成效。在军用方面，德国海军将首个高阻尼凯夫拉合成纤维制造的复合材料螺旋桨安装在206A型U26艇上。在民用方面，瑞典Propulse AB制作的螺旋桨是由一个金属桨毂和若干个可替换复合材料桨叶组合而成，适合于功率为20-300hp的发动机，市场反响良好。德国的AIR公司，该公司的Contur系列螺旋桨采用碳纤维复合材料制备，已成功装配于超级游艇或轮船，螺旋桨的耗燃量减少了近10%。
[0004]复合材料螺旋桨是全部采用复合材料或者部分采用复合材料进行制作的螺旋桨，采用复合材料，与常规金属螺旋桨相比，能够减轻重量、抗疲劳，便于装卸维修，实现了减振降噪的同时，有效的延长了寿命，节约了成本。
[0005]但是，目前的复合材料螺旋桨由于其桨毂、桨叶为一体结构，存在制作不方便，连接较困难的问题。本发明提供了一宗复合材料螺旋桨，设计了一种新的连接结构，实现了桨毂桨叶分离，便于加工制作。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:提供一种复合材料螺旋桨，以解决复合材料螺旋桨桨叶桨毂设计及二者连接问题。
[0007]本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
[0008]本发明提供的复合材料螺旋桨，其结构包括:一个桨毂，该桨毂为螺旋桨与螺旋桨传动轴连接部件；若干个桨叶，其根部与桨毂外壁之间连接配合形式采用弧形配合，或者采用平面配合相连，并且通过胶粘接或销钉或螺钉连接的方式进行定位固定，保证桨叶与桨毂之间的位置要求。
[0009]所述桨毂的轴向中间开有圆孔，用于与螺旋桨传动轴连接，桨毂轴向中间还有一键槽，用于传递扭矩及力；桨毂外壁上径向上开有与销钉或螺钉配合的孔。
[0010]所述桨毂的整体可以采用复合材料，或者采用金属材料。
[0011]所述桨毂的外圈部分可以采用复合材料，内圈采用金属。
[0012]所述的桨叶，其根部外壁开有与销钉或螺钉配合的连接孔。
[0013]所述桨叶的整体可以采用复合材料，或者叶根及桨叶中间部分可以采用金属，夕卜层可以采用复合材料。
[0014]所述复合材料为碳纤维/环氧树脂材料，其中碳纤维复合材料作为铺层材料，环氧树脂起到粘接碳纤维的作用。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下主要的优点:
[0016]其一.采用桨毂桨叶分离的方式，便于复合材料螺旋桨加工制作。
[0017]其二.解决了复合材料螺旋桨结构设计问题，而且很好的减小了螺旋桨的重量，能够减重50%以上，并且降低了螺旋桨的振动和噪声。
[0018]其三.通过把桨毂外层和桨叶根部内层构成多边形或者圆弧形，以胶粘接和销钉(或螺钉)连接的方式进行定位固定，实现了桨毂桨叶分离，而且满足工作要求，承受最大扭矩可达24000N.m。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明提供的复合材料螺旋桨展开图。
[0020]图2为全金属桨毂图。
[0021]图3为部分金属部分复合材料桨毂图。
[0022]图4为全复合材料桨叶图。
[0023]图5为部分金属部分复合材料桨叶图。
[0024]图6为桨根部弧形连接方式图。
[0025]图7为桨根部平面连接方式图。
[0026]图中:1.桨毂；2.桨叶；3.金属嵌件；4.销钉(或螺钉)；5.圆孔；6.键槽；7.孔；
8.连接孔；9.桨毂内圈；10.桨毂外圈。
具体实施方案
[0027]下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。
[0028]本发明提供的复合材料螺旋桨，其结构如图1所示，包括:一个桨毂I ;若干桨叶2，其根部与桨毂I外壁之间连接配合形式可以采用弧形配合，或者采用平面配合相连，并且通过胶粘接或销钉(或螺钉)连接的方式进行定位固定，实现了桨毂桨叶分离。
[0029]所述桨毂1，是连接螺旋桨桨叶与螺旋桨传动轴的部件，其结构如图2和图3所示:桨毂I轴向中间开有圆孔5，用于与螺旋桨传动轴连接；桨毂I轴向中间还有一键槽6，用于传递扭矩及力。桨毂I外壁上径向上开有孔7，装配时，向孔7钉入销钉(或螺钉)4，用于对桨叶2的定位和固定。桨毂I可以采用全部金属材料，或者桨毂内圈9采用金属材料，桨毂外圈10复合材料。
[0030]所述桨叶2，为复合材料螺旋桨的关键部分，用于传递力及扭矩，其结构如图4至图7所示:所述桨叶2的根部也可以直接与桨毂I采用胶粘接的方式进行固定，或者在该桨叶2的根部外壁开有与销钉(或螺钉)4配合的连接孔8，用于桨叶2与桨毂I的定位及固定，保证复合材料螺旋桨桨叶的相对位置。该桨叶2可以全部采用复合材料，或者叶根部分采用金属嵌件3，叶片部分采用复合材料叶片。
[0031]所述复合材料采用碳纤维/环氧树脂作为该复合材螺旋桨的制作材料，其中碳纤维复合材料作为铺层材料，环氧树脂起到粘接碳纤维的作用。[0032]本发明提供的复合材料螺旋桨，其工作过程与普通金属螺旋桨工作过程相同。
[0033]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行进一步说明，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，不至于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、改进、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种复合材料螺旋桨，其特征在于包括:一个桨毂，该桨毂为螺旋桨与螺旋桨传动轴连接部件；若干个桨叶，其根部与桨毂外壁之间连接配合形式采用弧形配合，或者采用平面配合相连，并且通过胶粘接或销钉或螺钉连接的方式进行定位固定，保证桨叶与桨毂之间的位置要求。
2.根据权利要求1所述的复合材料螺旋桨，其特征在于所述桨毂的轴向中间开有圆孔，用于与螺旋桨传动轴连接，桨毂轴向中间还有一键槽，用于传递扭矩及力；桨毂外壁上径向上开有与销钉或螺钉配合的孔。
3.根据权利要求1所述的复合材料螺旋桨，其特征在于所述的桨叶，其根部外壁开有与销钉或螺钉配合的连接孔。
4.根据权利要求1所述的复合材料螺旋桨，其特征在于所述桨毂的整体采用复合材料或金属材料，或者桨毂的外圈部分采用复合材料，内圈采用金属。
5.根据权利要求1所述的复合材料螺旋桨，其特征在于所述桨叶的整体采用复合材料，或者叶根及桨叶中间部分采用金属，外层采用复合材料。
6.根据权利要求1、4或5所述的复合材料螺旋桨，其特征在于所述复合材料为碳纤维/环氧树脂材料，其中碳纤维复合材料作为铺层材料，环氧树脂起到粘接碳纤维的作用。
【文档编号】B63H1/26GK103770918SQ201410033543
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】胡业发, 张建国, 张锦光, 张国良, 周祖德, 徐艳, 宋春生, 岳金 申请人:武汉理工大学, 常州神鹰碳塑复合材料有限公司