51螺旋桨，基础知识.ppt

项目：螺旋桨基础知识 教学目标： 能力目标：掌握用螺距仪测量螺距的方法；掌握螺旋桨加工的方法。 知识目标：掌握掌握螺旋桨测量的参数及方法；掌握螺旋桨加工的方法。 ⒈基本结构 螺旋桨通常由桨叶和桨毂两部分组成，常用的有三叶和四叶，个别也有五叶甚至六叶的。桨叶是产生推力的，从船后向首看到的一面称为叶面，另一面称为叶背。桨叶与浆毂相连的地方称为叶根，远离桨毂的一端称为叶梢。 桨毅是固定桨叶和连接桨轴的锥形体。 从船尾向船首看，螺旋桨在顺车时沿顺时针方向转动的称为右旋，沿逆时针方向转动的称为左旋。对于双桨船，往舷外方向转动的称为外旋，反之称内旋。通常采用外旋，以防止水上浮物卷入而卡住桨叶。 ⒉螺旋桨材料 制造螺旋桨的金属材料主要有铜合金、铸铁和铸钢等。近年来国内外开始采用玻璃钢、尼龙等非金属材料制造螺旋桨。在我国的内河小船上也有采用钢板焊接螺旋桨。 锰青铜的机械强度高，延伸率大，抗冲击性能好，耐海水腐蚀，而且制造和加工比较容易，但抗空泡剥蚀性能较差。 铝青铜是以钢铝为主体，添加锰，铁，镍等元素构成。它除了具有锰青铜的优点外，还具有重量较轻，疲劳强度高、抗剥蚀性能好等优点，故多用于制造大型高速船舶螺旋桨。其缺点是要求熔炼，浇铸技术高，同时大型铸件的缓冷脆性等问题较难处理，造价较高。 铸铁螺旋桨成本低，铸造容易，但其机械强度低，质脆而易断，使用寿命短。由于强度低，切面厚度较大，桨效率较低，故铸铁螺旋桨仅用于小型低速船上。 铸钢螺旋桨的优点是机械强度高。抗冲击性能好，但铸造过程中变形、难控制，常使螺旋桨的几何尺寸产生很大偏差，加工困难，成本高，比铸铁更容易被海水腐是，寿命短，目前多用作备件。 为了提高螺旋桨的抗腐蚀和空泡剥蚀性能，有些特殊用途的船舶用镍合金、钛合金等来制造螺旋桨。 玻璃钢是以合成树脂为粘结剂，以玻璃纤维或其织物为增强材料粘合而成的一种新型结构材料。玻璃钢螺旋桨具有重量轻(约为铜螺旋桨重量的1//4～1/3)、装卸方便、冲击韧性好，不为海水所腐蚀，制造简单等优点。其缺点是机械强度较低，在长期负荷下有蠕化现象，多用于内河小船上。 ㈡螺旋桨修造工艺 金属材料制造的工艺过程如下：铸模造型、浇铸金属、毛坯加工、成品检查、安装使用。下面分别叙述螺旋桨材料和工艺过程的主要环节。 ⒈铸模造型 ⑴螺距板是制作下砂模时刮制螺旋面用的，它的准确性直接影响桨的制造质量。确定螺距板的尺度不单要考虑桨叶的螺距，而且要考虑铸造材料在浇注后的收缩变形、砖台厚度以及螺旋桨本身的几何特点。 ①等螺距螺旋桨螺距板的计算 螺距板位置应这样确定：在径向上除考虑桨叶半径R外，尚应考虑叶梢边缘的加工余量a以及为了支承上砂模的砖台厚度b，见图8-47，同时还应考虑金属的径向收缩。这样，螺距板所在处的半径应是(1+K)R+a+b；其周向位置应使螺距板与桨中心所成的扇形面积(图8-47中的ABO)能遮蔽桨叶的正投影面积并留有一定边框。 (图8-47中的f、g)。设螺距板的弧长为 ，于是求螺距板的实质就是求弧长和母线在轴向上的位移(螺距的一部分)问题。 ②变螺距螺旋桨螺距板计算 目前变螺距有两种形式，一种是线性变螺距，另一种是非线性变螺距。前者只需两块螺距板。位于梢部的螺距称外螺距板，里面的叫内螺距板。后者，除了外螺距板外，尚需若干内螺距板，视螺旋桨的尺度和要求精度而定。 ⑵铸模的制造 螺旋桨铸模一般为分箱式砂型，分型面为桨叶的叶面。叶面在下砂箱，而叶背在上砂箱。 在下砂箱造塑时，先将三角形之螺距板弯成适宜的圆柱面，然后用刮板沿轴线及螺距板斜边刮出叶面的螺旋面。对等螺距桨叶，只需一块刮板，对径向线性变螺距浆叶按螺距变化的部位需另加一副刮板。 若要求螺旋桨铸件毛坯具有较高的准确度，则可用木料或金属做成桨叶模型，叶面置于刮好的螺旋面上，然后安装上砂箱并将沙土桩实，将桨模取出后。上下砂箱之间形成叶形空腔。同时制作挠注系统。抄箱烘干后扣合固定即可进行浇铸。桨叶模型常用下面方法制作：将切面样板(用弹性较好的金属或木质薄板制成)垂直安装于下砂箱相应的切面弧线上，然后在样板间填入泥芯，桩实后修刮表面，使其成为光顾的叶形。 此外，桨叶模型也可这样制作：用薄木板作成若干半径处的切面样板，并在相应的位置上垂直钉于平模板上(俗称琵琶板)。琵琶板各切面样板间空隙部分的总面积应与桨叶的仲长面积相同。将样板间空隙填紧砂土，使砂面与各切面样板上边缘成一光顺曲面。然后将琵琶板上砂土切成小块并移置于下砂箱上的相应位置，最后把各小块砂土间缝隙修填平整，即可制作上砂箱。 ⒉毛坯的浇铸 金属螺旋桨的浇注方法有顶铸法和底铸法两种． ⑴顶铸法：顶铸法是将熔溶金属直接从冒口上方注入模腔。这种方法的优点是铸模简单，操作方便，金属浇注完毕时温度分布比较合理，冷凝有一定方向