360°全迴轉對轉槳推進裝置的製作方法

2023-06-24 02:54:01 4

專利名稱：360°全迴轉對轉槳推進裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及機動船動力裝置，特別涉及一種具有360°全迴轉最佳推進和操縱效應並採用能大量節省功率的世界先進對轉槳技術的360°全迴轉對轉槳推進裝置。
本發明的目的是為船主按其需要提供多種比以往同類專利產品結構更簡單、工作可靠、操縱更靈活、方便、效率更高、節能、環保型並具備各種功率系列化產品的新穎現代化推進裝置。
由於採用了世界先進的對轉槳技術能回收由一個螺旋槳損失的旋轉能量，故本發明的優點是大量節省燃料、(最高達14％)提高航速10％左右、提高推進效率8-10％。由於使用360°全迴轉機構完成轉彎、倒車、制動，使船舶調頭靈活，原地迴轉、倒車快、制動性好、航行安全。特別是經多年航行實踐證明可省略常規的舵、舵機、舵系及倒車齒輪機構，由此帶來結構簡單，操縱靈活，加工、安裝、維修方便，重量大大降低，比傳統裝置節省鋼材50％左右。由於採用密封蓋支架使整個動力裝置都放在船艙內，阻止舷外水入艙和機、柴油滴入江水，基本上徹底解決傳統技術的嚴重噪音及汙染問題。本發明已擁有各種功率、多種方案、多種系列產品與國內外多種柴油機、電動機、液壓馬達、電液操縱驅動機構配套，產品零部件互換性強，供船戶方便購買選用。因螺旋槳直徑減小更適合於淺水航道運輸作業。
本發明360°全迴轉對轉槳推進裝置，包括固定在船艉部的槳舵迴轉體，驅動槳舵迴轉體中的中間傳動軸的第一傳動鏈；驅動槳舵回傳體中的迴轉部分的第二傳動鏈；操縱驅動機構以及與原動機連接的機、電傳動機構。
當原動機為柴油機時槳舵迴轉體包括一固定在船艉部甲板下的、由上部殼體與下部殼體組成的哈夫式上箱體；當原動機為電動機或液壓馬達時上段齒輪箱殼體取消。以下均相同，包括一與上箱體下端固定連接的固定套筒；一與固定套筒連接並與船體骨架螺接的密封蓋支架；一可旋轉地安裝在固定套筒內、其上端伸入上箱體下端空腔內而其下端穿過固定套筒的旋轉套筒；一固定在旋轉套筒下端的下箱體；一上下端分別可旋轉設置在上箱體和下箱體空腔內、中段位於旋轉套筒內的中間傳動軸；一可旋轉地設在下箱體內、其軸線與中間傳動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螺旋槳；一可旋轉地設在下箱體內、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螺旋槳；兩分別安裝在第一和第二螺旋槳軸位於下箱體內兩端的大錐齒輪以及一固定在中間傳動軸下端的、分別與兩大錐齒輪嚙合的小錐齒輪。
在上述360°全迴轉對轉槳推進裝置中，當原動機為柴油機時所述第一傳動鏈包括一可旋轉地設在上箱體上部殼體內，其軸線與中間傳動軸垂直且一端伸出上箱體外的轉軸；一(或二個)固定在上箱體轉軸上的與固定在中間傳動軸上端的大錐齒輪嚙合的錐齒輪。
1.一固定在轉軸伸出端上的皮帶輪，通過皮帶與柴油機飛輪螺接的皮帶輪連接。
2.一固定在轉軸伸出端上的聯軸節；一一端與聯軸節螺接另一端與柴油機離合器螺接的輕型傳動軸(即標準萬向節)；一端與輕型傳動軸螺接另一端與高彈性橡膠聯軸器連接的離合器；一一端與離合器螺接另一端與柴油機飛輪螺接的高彈性橡膠聯軸器。
當原動機為電動機或液壓馬達時所述第一傳動鏈僅包括固定在中間傳動軸上端的高彈性橡膠聯軸器。
在上述360°全迴轉對轉槳推進裝置中，當轉舵力矩較小時所述第二傳動鏈包括一固定在上箱體下部殼體側面其軸線與中間傳動軸垂直的上連接管；一可旋轉地設置在上連接管內、其一端伸入上箱體下部殼體內，另一端向外伸出上連接管的齒輪(蝸杆)軸；一與旋轉套筒上端的旋轉大錐齒輪(或蝸輪)嚙合固定在齒輪(蝸杆)軸伸入下部殼體一端上的旋轉小錐齒輪(蝸杆)；一固定在齒輪(蝸杆)軸另一端向外伸出上連接管的鏈輪。
當用萬向聯軸節傳動機構與柴油機連接時所述第二傳動鏈除上述外還在操縱驅動機構旁增設一對完全相同的鏈輪轉向裝置用以改變鏈輪運行方向(90°)包括一轉向軸一端上的鏈輪；一固定轉向軸的軸殼；轉向軸另一端的錐齒輪。
所述操縱驅動機構包括一固定在甲板上的箱體；一可旋轉地設在箱體前、後板之間，且一端伸出前板的手輪軸；一固定在手輪軸伸出端的手輪；固定在手輪軸上的一小園柱齒輪和一鏈輪；一位於手輪軸一側的可旋轉地設置在箱體內的方向軸；一固定在方向軸上與所述小園柱齒輪嚙合的大園柱齒輪；一固定在方向軸上的小園錐齒輪以及一安裝在箱體頂板上的由小園錐齒輪帶動大園錐齒輪旋轉的指向儀。
在上述360°全迴轉對轉槳推進裝置中，當轉舵力矩較大時所述第二傳動鏈包括一固定在旋轉小齒輪(蝸杆)軸上的液壓馬達(或馬達)，二連接液壓馬達和液壓泵的高壓撓性軟管和接頭，一驅動液壓馬達的液壓泵站。所述操縱驅動機構包括一通過電纜控制液壓泵站安裝在駕駛室的電控開關箱，一由電控開關箱控制舵角指示、離合器、應急操縱及轉舵裝置的操縱臺。
在上述360°全迴轉對轉槳推進裝置中，所述槳舵迴轉體中第一和第二螺旋槳軸伸出端分別位於下箱體相對一側或二側。
此外，可在船艉部的船體中心線對稱兩側分別安裝有一臺所述360°全迴轉對轉槳推進裝置。
下面將結合附圖，詳細描述本發明實施例以便更清楚地了解本發明的目的、特點和優點。


圖1是本發明的推進裝置柴油機作原動機皮帶傳動方案船艉部側視示意圖；圖1A是用電動機作原動機傳動方案船艉部側視示意圖1B是用液壓馬達作原動機傳動方案船艉部側視示意圖；圖1C圖1AC圖1BC分別是上述三種傳動方案第二傳動鏈用液壓馬達驅動方案船艉部側視示意圖；圖2是本發明推進裝置柴油機作原動機萬向節傳動方案船艉部側視示意圖；圖2C是本發明推進裝置圖2所示方案第二傳動鏈用液壓馬達驅動方案船艉部側視示意圖；圖3是本發明一實施例的側視結構示意圖；圖3AB是用電動機或液壓馬達作原動機的實施例側視結構示意圖；圖4是圖3所示結構的左視圖；圖4AB是圖3AB所示結構的左視圖；圖5是本發明中一操縱驅動機構正視結構與俯視結構示意圖；圖6是圖1所示結構的俯視圖；圖7是圖1所示結構安裝2臺推進裝置的俯視圖；圖7C是圖1C所示結構安裝2臺推進裝置的俯視圖；圖8是圖2所示結構的俯視圖；圖8C是圖2C所示結構的俯視圖；圖9是圖2所示結構安裝2臺推進裝置的俯視圖；圖9C是圖2C所示結構安裝2臺推進裝置的俯視圖；圖10AC是圖1AC所示結構安裝2臺推進裝置的俯視圖；圖10BC是圖1BC所示結構安裝2臺推進裝置的俯視圖；為了方便和清楚說明起見，所有附圖中相同的符號表示相同的部件和結構。
參看圖1、圖1A、圖1B，本發明360°全迴轉對轉槳推進裝置包括固定在船艉部的槳舵迴轉體4，保護槳舵迴轉體固定在固定套筒上且與船體相連接的密封蓋支架2，驅動槳舵迴轉體中的中間傳動軸15的第一傳動鏈，驅動槳舵迴轉體中的迴轉部分的第二傳動鏈，操縱驅動機構8以及與原動機連接的機、電傳動機構。
參看圖1和4，當原動機為柴油機時槳舵迴轉體的上箱體由上部殼體3和下部殼體12以哈夫式組合而成，並固定在船艉部甲板1下面；當原動機為電動機或液壓馬達時上段齒輪箱殼體取消。以下均相同，由下述方式組成固定套筒13固定連接在上箱體下部殼體12的下端，密封蓋支架2與固定套筒13螺接又與上箱體支座螺接，並與船體骨架螺接。旋轉套筒14可旋轉地安裝在固定套筒13內，其上端伸入上箱體下部殼體12內其下端穿過固定套筒13。下箱體5固定在旋轉套筒14的下端。中間傳動軸15上端可旋轉地設置在上箱體上部殼體3內(或伸出下部殼體12外)下端可旋轉地設置在下箱體5空腔內，中段位於旋轉套筒14內。第一螺旋槳軸28可旋轉地設在下箱體5內，其軸線與中間傳動軸15垂直且一端伸出下箱體5外。第一螺旋槳29安裝在第一螺旋槳軸28的伸出端上，而一大錐齒輪27安裝在第一螺旋槳軸28位於下箱體5的一端上。第二螺旋槳軸26可旋轉地設置在下箱體5內，其軸線與第一螺旋槳軸28重合且一端伸出下箱體5外，而該伸出端於第一螺旋槳軸28的伸出端分別位於下箱體5的相對一側或二側。另有一大錐齒輪25安裝在第二螺旋槳軸26位於下箱體5的一端上，而第二螺旋槳30安裝在第二螺旋槳軸26的伸出端上。兩大錐齒輪26與27分別與安裝在中間傳動軸15下端的小錐齒輪24(24、26、27可為螺旋傘齒輪)嚙合。
此外旋轉套筒14上除個別大船安裝流線型或平板舵(圖中未畫出)以穩定船舶航向外，其餘船舶可省略常規的舵，而利用360°全迴轉機構取代舵效實現船舶左、右轉彎，正、倒車、制動等。
當原動機為柴油機時所述第一傳動鏈以下方式組成參看圖1、4和6，轉軸16可旋轉地設在上箱體上部殼體3內，其軸線與中間傳動軸15垂直且一端伸出上部殼體3外。錐齒輪17固定在上部殼體3內的轉軸16上，且與固定在中間傳動軸15上端的大錐齒輪18嚙合。(17與18可為螺旋傘齒輪)主柴油機6由置於駕駛室內的主機油門操縱器59控制。第一傳動鏈第一方案如下皮帶輪60可直接固定在轉軸16的伸出端上，通過皮帶61與柴油機6的飛輪端上皮帶輪62相連。
參看圖2、4和8第一傳動鏈第二方案以下方式組成聯軸節9固定在轉軸16的伸出端上，標準萬向節10其一端與聯軸節9連接，另一端接柴油機離合器11A，再與高彈性橡膠聯軸器11B連接，高彈性橡膠聯軸器11B另一端與柴油機6的飛輪端螺接。
當原動機為電動機或液壓馬達時所述第一傳動鏈以下方式組成參看圖1A、1B和圖3AB、4AB，高彈性橡膠聯軸器15A、15B固定在中間傳動軸15的上端，電動機3A或液壓馬達3B分別直接與高彈性橡膠聯軸器15A、15B相連。電動機的電能由柴油發電機組6和6A提供，液壓馬達動力由柴油機油泵機組6和6B提供。(或柴油機通過皮帶給液壓泵提供動力)參看圖1BC，液壓泵6B附近的電磁定向控制伐(圖中未畫出)通過靠近操舵位置的控制板38V操縱，控制液壓液體準確進入液壓馬達3B進流管。
當轉舵力矩較小時所述第二傳動鏈以下述方式組成參看圖3，上連接管21固定在上箱體下部殼體12的側面，其軸線與中間傳動軸15垂直。齒輪(蝸杆)軸23可旋轉地設置在上連接管21內，其一端伸入上箱體下部殼體12內，另一端向外伸出上連接管21。旋轉小錐齒輪(蝸杆)20固定在齒輪(蝸杆)軸23伸入下部殼體12的一端上，並與固定在旋轉套筒14上端的旋轉大錐齒輪(蝸輪)19嚙合。鏈輪22固定在齒輪(蝸杆)軸23向外伸出上連接管21的另一端上。
參看圖3和6，所述第二傳動鏈第一方案以下述方式組成一由空心無縫鋼管制造的轉動軸46可旋轉地設置在甲板1下(或上面)其兩端各設置一軸殼45和一鏈輪44和47。通過鏈條48I連接鏈輪22和44，再通過鏈條53I連接鏈輪47並經過方向鏈輪(圖中未畫出)改變方向後與操縱驅動機構8內的鏈輪38連接。
參看圖3和8，所述第二傳動鏈第二方案以下述方式組成一由空心無縫鋼管制造的轉動軸51可旋轉地設置在甲板1下(或上面)其兩端各設置一軸殼50和一鏈輪49和52。通過鏈條48II連接鏈輪22和52，再通過鏈條53II連接鏈輪49和57B，鏈輪57B通過鏈輪轉向裝置內的一對錐齒輪54B和54A帶動改變方向後的鏈輪57A，鏈輪57A與操縱驅動機構8內的鏈輪38相連接。
當轉舵力矩較大時所述第二傳動鏈以下述方式組成參看圖1C、圖1AC、圖1BC和圖2C、圖8C，一驅動旋轉小錐齒輪(蝸杆)軸的低速液壓馬達22I(或馬達圖中未畫出)；一驅動液壓馬達的液壓泵站22II(包括液壓控制伐等)；一控制液壓泵站的安裝在駕駛室靠近操舵位置的電控開關箱38V，一由電控開關箱38V控制舵角指示器38I、轉舵裝置38II、應急操縱開關38III及離合器控制開關38IV的操縱臺。
參看圖7、圖7C、圖9、圖9C、圖10AC、圖10BC分別是本發明360°全迴轉推進裝置不同原動機安裝2臺時第二傳動鏈三種方案的俯視圖，其原理與安裝1臺時大致相同在此不再重複。
當轉舵力矩較小時所述操縱驅動機構以下述方式組成參看圖5，支架36固定在甲板1上，而一箱體31固定在支架36上，該箱體為一整體，結構上包括前、後板和頂板。手輪軸42可旋轉地設在箱體31前、後板之間且一端伸出前板外。手輪35固定在手輪軸42的伸出端上，而小園柱齒輪37和鏈輪38固定在位於箱體31內的手輪軸42上，其中小園柱齒輪37直接在手輪軸42上銑出。方向軸41可旋轉地設在箱體31前、後板之間並位於手輪軸42的一側。大園柱齒輪40和小園錐齒輪39固定在方向軸41上，且大園柱齒輪40與小園柱齒輪37嚙合，而小園錐齒輪39與大園錐齒輪34嚙合，再帶動安裝在箱體31頂板上的指示螺旋槳在360°平面內的方位指針32，其中包括一可旋轉地安裝在箱體31內垂直方向軸33，其一端安裝指針32，另一端伸入下方箱體內。大園錐齒輪34安裝在垂直方向軸33伸入下方箱體的一端並與小園錐齒輪39嚙合。
當轉舵力矩較大時所述操縱驅動機構以下述方式組成由一電控開關箱控制舵角指示、離合器、應急操縱及轉舵裝置的操縱臺。
參看圖6、圖8、圖8C，本發明360°全迴轉對轉槳推進裝置可以只在船體中心線43的船艉部安裝一臺，也可以如圖7、圖7C、圖9、圖9C、圖10AC、圖10BC，在船體中心線對稱兩側的船艉部各安裝一臺。而安裝兩臺推進裝置可以同時使用，而且當一臺設備損壞時使用另一臺設備船舶仍正常航行確保安全到港。
本發明的倒車裝置可以省略，通過旋轉操縱驅動機構8的手輪使方位指針從0轉到180°即槳舵迴轉體的迴轉部分轉動180°，對轉槳轉到中間傳動軸15軸線的前方即可倒車行駛，時間在15秒內完成。既符合船檢規範又使操縱簡便、結構簡單。
參看圖6～10操縱驅動機構8右面的油門操縱器59可通過傳動機構控制柴油機轉速。
權利要求
1.一種360°全迴轉對轉槳推進裝置，包括固定在船艉部的槳舵迴轉體，驅動槳舵迴轉體中的中間傳動軸的第一傳動鏈，驅動槳舵迴轉體中迴轉部分的第二傳動鏈，操縱驅動機構以及與原動機連接的機、電傳動機構。當原動機為柴油機時槳舵迴轉體包括一固定在船艉部甲板下由上、下殼體組成的哈夫式上箱體；當原動機為電動機或液壓馬達時上段齒輪箱殼體取消。以下相同，包括一與上箱體下端固定連接的固定套筒；一與固定套筒連接並與船體骨架螺接的密封蓋支架；一可旋轉地安裝在固定套筒內，其上端伸入上箱體下端空腔內而其下端穿過固定套筒的旋轉套筒；一固定在旋轉套筒下端的下箱體；一上下端分別可旋轉地設置在上箱體和下箱體空腔內、中段位於旋轉套筒內的中間傳動軸；一可旋轉地設在下箱體內，其軸線與中間傳動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螺旋槳；一可旋轉地設在下箱體內，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上的第二螺旋槳；所述第一螺旋槳軸和第二螺旋槳軸均由中間傳動軸驅動而相反方向旋轉；其特徵在於所述第一和第二螺旋槳軸位於下箱體內的一端上分別安裝一大錐齒輪，所述兩大錐齒輪分別與一安裝在中間傳動軸下端的小錐齒輪嚙合。
2.如權利1所述的360°全迴轉對轉槳推進裝置中，當原動機為柴油機時所述第一傳動鏈包括一可旋轉地設在上箱體上部殼體內，其軸線與中間傳動軸垂直且一端伸出上箱體外的轉軸，一(或二個)固定在上箱體轉軸上與固定在中間傳動軸上端的大錐齒輪嚙合的錐齒輪。(1)一固定在轉軸伸出端上的皮帶輪，用皮帶與柴油機飛輪端皮帶輪相連。(2)一固定在轉軸伸出端上的聯軸節；一端與聯軸節螺接另一端與柴油機離合器螺接的輕型傳動軸(即標準萬向節)；一端與輕型傳動軸螺接另一端與高彈性橡膠聯軸器連接的離合器；一端與離合器螺接另一端與柴油機飛輪螺接的高彈性橡膠聯軸器。當原動機為電動機或液壓馬達時所述第一傳動鏈僅包括固定在中間傳動軸上端的高彈性橡膠聯軸器。
3.如權利要求1或2所述的360°全迴轉對轉槳推進裝置當轉舵力矩較小時所述第二傳動鏈包括固定在上箱體下部殼體側面，其軸線與中間傳動軸垂直且一端伸出上箱體外的齒輪(蝸杆)軸；固定在齒輪(蝸杆)軸一端並與固定在旋轉套筒上端的旋轉大錐齒輪(蝸輪)嚙合的旋轉小錐齒輪(蝸杆)；固定在齒輪(蝸杆)軸另一端向外伸出上連接管的鏈輪。轉動該鏈輪可用變速的鏈輪機構或增設鏈輪轉向裝置。當轉舵力矩較大時所述第二傳動鏈用轉舵液壓馬達(或馬達)驅動旋轉小齒輪(蝸杆)軸，一驅動液壓馬達的液壓泵站。
4.如權利要求1所述360°全迴轉對轉槳推進裝置，當轉舵力矩較小時所述操縱驅動機構包括一固定在甲板上的箱體；一可旋轉地設在箱體前、後板之間且一端伸出前板的手輪軸；一固定在手輪軸伸出端上的手輪；固定在手輪軸上的一小園柱齒輪和一鏈輪；一位於手輪軸一側的可旋轉地設置在箱體內的方向軸；一固定在方向軸上的與所述小園柱齒輪嚙合的大園柱齒輪；一固定在方向軸上的小園錐齒輪；以及一安裝在箱體頂板上的、由小園錐齒輪帶動大園錐齒輪旋轉的指向儀。當轉舵力矩較大時所述操縱驅動機構包括一控制液壓泵站的安裝在駕駛室內的電控開關箱；一由電控開關箱控制舵角指示、離合器、應急操縱及轉舵裝置的操縱臺。
5.如權利要求1或2所述的360°全迴轉對轉槳推進裝置其特徵在於所述錐齒輪可為螺旋傘齒輪。所述槳舵迴轉體中第一和第二螺旋槳軸的伸出端分別位於下箱體相對一側或二側上。在船艉部的船體中心線對稱兩側分別安裝有一臺所述的推進裝置。
全文摘要
360°全迴轉對轉槳推進裝置其核心技術除具有360°全迴轉最佳推進和操縱效應的操縱驅動機構外更主要是採用了能大量節省功率的世界先進的對轉槳推進技術。可使船舶調頭靈活、原地迴轉；倒車速度快、航行安全。可省去常規的舵、舵機、舵系及倒車齒輪機構。節省鋼材，降低成本。可大量節省燃料、提高航速及推進效率。使整個動力裝置安置在船艙內，基本上徹底解決了傳統技術嚴重噪音及汙染問題。此外結構簡單、操縱靈活，加工、安裝、維修方便並擁有各種功率範圍多種方案的多種系列產品供用戶選用，適用於貨船、挖泥船、旅遊船、清掃船……等多種船舶，故是一種新穎、緊湊、高效率、節能、環保型推進裝置。
文檔編號B63H25/42GK1721272SQ200410052768
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月13日 優先權日2004年7月13日
發明者肖鑫生 申請人:肖鑫生