專利名稱：可調螺距型全回轉舵槳裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可調螺距型全回轉舵槳裝置，屬于船舶全回轉舵槳技術領域。
背景技術：
船用全回轉舵槳裝置是一種Z型傳動裝置，主要功能是將柴油機發(fā)出的動力通過高彈聯軸節(jié)、短中間軸、萬向軸、長中間軸、萬向軸、離合器傳遞給舵槳；舵槳通過上齒輪副、中間傳動軸、下齒輪副將動力傳遞至螺旋槳，從而產生推力；同時指令電液控制系統(tǒng)來控制帶螺旋槳的下齒輪箱，任意無限制向左或向右回轉，因此螺旋槳的推力可以作用于任何方向，從而獲得推進與推力的最佳配合。該型舵槳主要應用于港作拖船、風電安裝船、布纜船等一些特種工程船舶上。該型舵槳具有靈活的可操縱性，由于螺旋槳為定距槳，所以在一些DP控制的工程船上，例如布纜船作業(yè)時，需要非常低的拖力及航速，而舵槳在柴油機怠速時，其推力太大，不能夠滿足DP動力定位要求。在工程船如布纜船、風電安裝船，在作業(yè)時通常采用DP動力定位控制，而常規(guī)的全回轉舵槳無法達到DP動力定位需要非常低的航速及推力，因此在該類船舶的最初設計時，一般會采用變頻電機來替代常規(guī)的柴油機，帶動全回轉舵槳。但是變頻電機及變頻起動柜國內技術還不是很成熟，需采用國外進口產品，務必造成整船的造價非常昂貴。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種可調螺距型全回轉舵槳裝置。
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本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現:
可調螺距型全回轉舵槳裝置，特點是:包括轉舵立柱、轉舵液壓系統(tǒng)和調距液壓系統(tǒng)，所述轉舵立柱旋轉支撐于法蘭上，轉舵立柱的下部固定下齒輪箱，轉舵立柱的上部安裝回轉大齒輪，轉舵液壓馬達固定于法蘭上，轉舵液壓馬達的輸出軸與行星減速器的輸入軸驅動連接，行星減速器的輸出軸上安裝主動小齒輪，主動小齒輪與回轉大齒輪相嚙合，回轉大齒輪還與減速齒輪相嚙合，減速齒輪上布置有反饋器，反饋器、舵角指示器和操縱手柄與電氣控制單元通訊連接，轉舵液壓馬達的油路連接至轉舵液壓系統(tǒng)，轉舵液壓系統(tǒng)與電氣控制單元相連；
所述調距液壓系統(tǒng)與電氣控制單元相連，調距液壓系統(tǒng)的油路連接至驅動油缸，驅動油缸的活塞連接導架，導架上安裝曲柄盤，曲柄盤上安裝槳葉，所述驅動油缸的活塞、導架和曲柄盤位于槳轂體中；驅動油缸上安裝搖臂組件，搖臂組件與螺距反饋裝置相連，螺距反饋裝置與位移傳感器通訊連接，位移傳感器與螺距指示器和電氣控制單元相連。進一步地，上述的可調螺距型全回轉舵槳裝置，其中，所述調距液壓系統(tǒng)的油路與第一配油器相連，第一配油器通過高壓油管與第二配油器相連，第二配油器的油路連接至驅動油缸。
更進一步地，上述的可調螺距型全回轉舵槳裝置，其中，所述搖臂組件通過軟軸與螺距反饋裝置相連。本發(fā)明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在:
本發(fā)明通過改變螺旋槳的螺距大小，來改變舵槳的推力及航速；在柴油機恒定速度的工況下，可方便地控制船的速度及方向，增強了船舶的操縱性及機動性；在任何航行條件下，均可充分利用主機的全部功率；在不改變主機轉速的情況下，可通過調節(jié)螺距適應船舶的各種航行狀態(tài)，縮短船舶從全速航行至后退所需的時間及距離，提高了船舶的機動性，顯著改善船舶的操縱性能；因船舶在前進、減速、后退等過程中可完全不改變主機的轉速及轉向，故主機的調速次數顯著減少，減輕了機器部件的磨損程度，延長主機的使用壽命；可同時改變主機轉速及螺距比并使之配合適當，使船舶在某一定時消耗的燃料最少，提高船舶的續(xù)航能力及經濟性。


下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明:
圖1:本發(fā)明轉舵系統(tǒng)的結構示意 圖2:圖1中反饋器的局部放大示意 圖3:本發(fā)明調距系統(tǒng)的結構示意 圖4:圖3中槳葉的局部放大示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明設計一種可調螺距型全回轉舵槳裝置，在柴油機轉速恒定工況下，通過改變螺旋槳的螺距大小，來改變舵槳的推力及航速?？烧{螺距型全回轉舵槳裝置，如圖1、圖2所示，包括轉舵立柱1、轉舵液壓系統(tǒng)12和調距液壓系統(tǒng)13，轉舵立柱I旋轉支撐于法蘭上，轉舵立柱的下部固定下齒輪箱2，轉舵立柱的上部安裝回轉大齒輪3，轉舵液壓馬達4固定于法蘭上，轉舵液壓馬達4的輸出軸與行星減速器5的輸入軸驅動連接，行星減速器5的輸出軸上安裝主動小齒輪6，主動小齒輪6與回轉大齒輪3相嚙合，回轉大齒輪3還與減速齒輪7相嚙合，減速齒輪7上布置有反饋器8，反饋器8、舵角指示器9和操縱手柄11與電氣控制單元10通訊連接，轉舵液壓馬達4的油路連接至轉舵液壓系統(tǒng)12，轉舵液壓系統(tǒng)12與電氣控制單元10相連。舵槳的推力方向由操縱手柄11設置，是一個隨動系統(tǒng)，操縱手柄11發(fā)出的信號通過電氣控制單元10傳遞給轉舵液壓系統(tǒng)12，來自轉舵液壓系統(tǒng)12的壓力油通過轉舵液壓馬達4產生轉舵力矩，轉舵力矩通過行星減速器5及主動小齒輪6帶動回轉大齒輪3轉動，帶有下齒輪箱2的轉舵立柱I連接回轉大齒輪3，從而使下齒輪箱2不斷向左或向右轉動達到所需的推力方位。舵角反饋信號是從回轉大齒輪3經減速齒輪7傳遞到反饋器8，電氣反饋信號由電氣控制單元10處理后傳送至舵角指示器9。此外，在反饋器8中有一個機械舵角指示指針，可直接顯示舵槳的推力方向。如圖3、圖4所示，調距液壓系統(tǒng)13與電氣控制單元10相連，調距液壓系統(tǒng)13的油路與第一配油器15相連，第一配油器15通過高壓油管16與第二配油器19相連，第二配油器19的油路連接至驅動油缸20，驅動油缸的活塞22連接導架21，導架21上安裝曲柄盤23，曲柄盤23上安裝槳葉25，所述驅動油缸的活塞22、導架21和曲柄盤23位于槳轂體中；驅動油缸20上安裝搖臂組件18，搖臂組件18通過軟軸17與螺距反饋裝置14相連，螺距反饋裝置14與位移傳感器24通訊連接，位移傳感器24與螺距指示器26和電氣控制單元10相連。舵槳槳葉的螺距調距分為隨動調距和應急調距兩種。隨動調距主要通過操縱手柄11的速度操縱桿來實現，采用隨動調距控制方式時，槳葉螺距，即推力大小和推力方向跟隨速度操縱桿的變化而相應的變化。應急調距主要通過應急開關按鈕來實現，采用應急調距控制方式時，槳葉螺距，即推力大小和推力方向按照所選應急開關按鈕的變距方向改變正車螺距或倒車螺距。倒車的推進功率要低于正車的推進功率。調距系統(tǒng)采用舵槳潤滑油作為工作介質，給調距液壓系統(tǒng)13提供壓力油。電氣控制單元10接收并處理操縱手柄11的速度操縱桿或應急開關按鈕發(fā)出的調距信號后，將其傳遞給調距液壓系統(tǒng)13，控制壓力油經過第一配油器15和第二配油器19后，進、出驅動油缸20的內、外油腔，驅動油缸的活塞22，活塞22帶動導架21運動，導架21帶動曲柄盤23旋轉，從而使槳葉24正、反轉變距。槳葉螺距反饋信號從驅動油缸20經搖臂組件18、軟軸17和螺距反饋裝置14將信號傳遞給位移傳感器24，位移傳感器24上有刻度可指示螺距，并輸出電氣信號反饋給電氣控制單元10和螺距指示器26。本發(fā)明通過電液控制系統(tǒng)來改變槳葉的螺距大小，從而改變舵槳的推力。在柴油機恒定速度的工況下，可方便地控制船的速度及方向，增強了船舶的操縱性及機動性。在任何航行條件下，均可充分利用主機的全部功率。在不改變主機轉速的情況下，可通過調節(jié)螺距適應船舶的各種航行狀態(tài)，縮短船舶從全速航行至后退所需的時間及距離，提高了船舶的機動性，顯著改善船舶的操縱性能。因船舶在前進、減速、后退等過程中可以完全不改變主機的轉速及轉向，故主機的調速次數顯著減少，減輕了機器部件的磨損程度，延長主機的使用壽命。若同時改變主機轉速及螺距比并使之配合適當，使船舶在某一定時消耗的燃料最少，提高船舶的續(xù)航能力及經濟性。需要理解到的是:以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.可調螺距型全回轉舵槳裝置，其特征在于:包括轉舵立柱(I)、轉舵液壓系統(tǒng)(12)和調距液壓系統(tǒng)(13)，所述轉舵立柱(I)旋轉支撐于法蘭上，轉舵立柱的下部固定下齒輪箱(2)，轉舵立柱的上部安裝回轉大齒輪(3)，轉舵液壓馬達(4)固定于法蘭上，轉舵液壓馬達(4)的輸出軸與行星減速器(5)的輸入軸驅動連接，行星減速器(5)的輸出軸上安裝主動小齒輪(6)，主動小齒輪(6)與回轉大齒輪(3)相嚙合，回轉大齒輪(3)還與減速齒輪(7)相嚙合，減速齒輪(7)上布置有反饋器(8)，反饋器(8)、舵角指示器(9)和操縱手柄(11)與電氣控制單元(10)通訊連接，轉舵液壓馬達(4)的油路連接至轉舵液壓系統(tǒng)(12)，轉舵液壓系統(tǒng)(12)與電氣控制單元(10)相連；所述調距液壓系統(tǒng)(13)與電氣控制單元(10)相連，調距液壓系統(tǒng)(13)的油路連接至驅動油缸(20)，驅動油缸的活塞(22)連接導架(21)，導架(21)上安裝曲柄盤(23)，曲柄盤(23)上安裝槳葉(25)，所述驅動油缸的活塞(22)、導架(21)和曲柄盤(23)位于槳轂體中；驅動油缸(20)上安裝搖臂組件(18)，搖臂組件(18)與螺距反饋裝置(14)相連，螺距反饋裝置(14)與位移傳感器(24)通訊連接，位移傳感器(24)與螺距指示器(26)和電氣控制單元(10)相連。
2.根據權利要求1所述的可調螺距型全回轉舵槳裝置，其特征在于:所述調距液壓系統(tǒng)(13)的油路與第一配油器(15)相連，第一配油器(15)通過高壓油管(16)與第二配油器(19)相連，第二配油器(19)的油路連接至驅動油缸(20)。
3.根據權利要求1所述的可調螺距型全回轉舵槳裝置，其特征在于:所述搖臂組件(18)通過軟軸(17)與螺距反饋裝置(14)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及可調螺距型全回轉舵槳裝置，轉舵立柱下部固定下齒輪箱，轉舵立柱上部安裝回轉大齒輪，轉舵液壓馬達與行星減速器連接，行星減速器上主動小齒輪與回轉大齒輪相嚙合，回轉大齒輪與減速齒輪相嚙合，減速齒輪上反饋器、舵角指示器和操縱手柄與電氣控制單元連接，轉舵液壓馬達油路連接至轉舵液壓系統(tǒng)，轉舵液壓系統(tǒng)與電氣控制單元相連；調距液壓系統(tǒng)與電氣控制單元相連，調距液壓系統(tǒng)油路連接驅動油缸，驅動油缸活塞連接導架，導架上安裝曲柄盤，曲柄盤上安裝槳葉；驅動油缸上搖臂組件與螺距反饋裝置相連，螺距反饋裝置與位移傳感器連接，位移傳感器與螺距指示器和電氣控制單元相連。通過改變螺旋槳的螺距大小，改變舵槳的推力及航速。
文檔編號B63H25/42GK103192976SQ20131008762
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權日2013年3月19日
發(fā)明者李新剛, 邱黎輝, 李光榮 申請人:蘇州船用動力系統(tǒng)股份有限公司