焊接式节能消涡鳍及生产工艺

摘要

本发明提供了焊接式节能消涡鳍及生产工艺，它包括消涡鳍毂，所述消涡鳍毂的外部设置有多个叶片，所述消涡鳍毂在靠近其头部的一端外部加工有均布的矩形窗，所述消涡鳍毂的内部并位于矩形窗所在位置设置有螺栓凹槽结构，所述消涡鳍毂的端头部位固定有连接法兰，所述连接法兰上均布加工有螺栓孔；所述螺栓孔与螺栓凹槽结构的位置相匹配。通过采用本发明的节能消涡鳍能够解决现有技术制造节能消涡鳍工艺复杂，价格高昂的难题，而且此节能消涡鳍整体重量轻、安装方便，适于旧船改造和新船制造安装节能消涡鳍。通过将消涡鳍毂和叶片采用单独精加工，再通过焊接的方式实现两者的焊接，进而简化了其生产过程，保证了加工精度。

权利要求

1.焊接式节能消涡鳍的生产工艺，所述焊接式节能消涡鳍包括消涡鳍毂（6），所述消涡鳍毂（6）的外部设置有多个叶片（1），所述消涡鳍毂（6）在靠近其头部的一端外部加工有均布的矩形窗（5），所述消涡鳍毂（6）的内部并位于矩形窗（5）所在位置设置有螺栓凹槽结构（7），所述消涡鳍毂（6）的端头部位固定有连接法兰（2），所述连接法兰（2）上均布加工有螺栓孔（3）；所述螺栓孔（3）与螺栓凹槽结构（7）的位置相匹配；

所述消涡鳍毂（6）尾端，并距端面的毂长40‑60mm位置设置一块封板（8）；

所述连接法兰（2）与消涡鳍毂（6）以及螺栓凹槽结构（7）的外端面采用焊接固定；

所述螺栓凹槽结构（7）采用焊接的方式与消涡鳍毂（6）固定相连；

所述螺栓凹槽结构（7）包括凹槽主体（702），凹槽主体（702）的一端通过侧板（703）封闭，凹槽主体（702）的顶端采用弧形端面（701），弧形端面（701）与消涡鳍毂（6）的外圆尺寸相匹配；

所述连接法兰（2）的外端中心孔部位加工有定位台阶（4）；

所述消涡鳍毂（6）采用铸钢或者是无缝钢管钢成型制成；

所述叶片（1）采用V法铸造浇铸成铸钢叶片，叶片的叶根部位制成具有供焊接的坡口；

所述消涡鳍毂（6）采用与螺旋桨毂相同外圆的首尾端同一直径外圆的消涡鳍毂，消涡鳍与螺旋桨连接后形成与螺旋桨毂的外圆相同，且消涡鳍毂的后端外圆直径与舵球前端外圆直径也采用相同外圆直径，进而使得消涡鳍毂前端与螺旋桨同圆，后端与舵球有间隙的配套后组合装配使用；

其特征在于，所述生产工艺包括以下步骤：

步骤一，生产加工消涡鳍毂（6）：选用铸钢或者无缝钢管，采用车床、钻床 等精加工设备加工成型待焊；

步骤二，生产叶片（1）：采用V法铸造工艺，对叶片（1）进行铸造成型；

步骤三，焊接消涡鳍毂（6）和叶片（1）：将消涡鳍毂（6）和叶片（1）划线、点焊定位后，再逐一将其对称施焊，施焊焊接使叶片根部与消涡鳍毂按照设计要求形成良好的圆弧过渡，且外观成型良好、光滑，焊接妥后进行退火热处理；

步骤四，焊接固定螺栓凹槽结构（7）：将螺栓凹槽结构（7）通过焊接方式与消涡鳍毂（6）上的矩形窗（5）对应焊接固定；

步骤五，焊接封板（8）：按照尺寸要求，在消涡鳍毂（6）的内部焊接固定封板（8）；

步骤六，焊接固定连接法兰（2）：在消涡鳍毂（6）和螺栓凹槽结构（7）的外端面焊接固定连接法兰（2）；

步骤七，静平衡试验：所有部件焊接完成之后，对整个消涡鳍毂（6）进行静平衡试验并校验合格，上漆完工验收。

说明书

焊接式节能消涡鳍及生产工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及船舶节能技术领域，具体涉及焊接式节能消涡鳍及生产工艺。

背景技术

[0002] 近年来，船用节能消涡鳍技术的节能效果已经经过实船证实具有2% 5%的节能效~果，现已呈快速推广的态势，虽然制作、安装工艺是比较简单和方便，但是，由于整体制造工艺仍然与螺旋桨制造工艺相同，其制模成型、测量、划线打磨工艺十分精细和烦杂，其制造价格高，所以，这一节能技术仅限于实力较强的船舶企业可以接受，一般企业由于其价格昂贵而望而止步，是节能消涡鳍技术大范围推广的痛点。

发明内容

[0003] 本发明的目的是克服现有技术不足，提供焊接式节能消涡鳍及生产工艺，能够解决现有技术制造节能消涡鳍工艺复杂，价格高昂的难题；而且此节能消涡鳍整体重量轻、安装方便，适于旧船改造和新船制造安装节能消涡鳍。

[0004] 为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：焊接式节能消涡鳍，它包括消涡鳍毂，所述消涡鳍毂的外部设置有多个叶片，所述消涡鳍毂在靠近其头部的一端外部加工有均布的矩形窗，所述消涡鳍毂的内部并位于矩形窗所在位置设置有螺栓凹槽结构，所述消涡鳍毂的端头部位固定有连接法兰，所述连接法兰上均布加工有螺栓孔；所述螺栓孔与螺栓凹槽结构的位置相匹配。

[0005] 所述消涡鳍毂尾端，并距端面的毂长40‑60mm位置设置一块封板。

[0006] 所述连接法兰与消涡鳍毂以及螺栓凹槽结构的外端面采用焊接固定。

[0007] 所述螺栓凹槽结构采用焊接的方式与消涡鳍毂固定相连。

[0008] 所述螺栓凹槽结构包括凹槽主体，凹槽主体的一端通过侧板封闭，凹槽主体的顶端采用弧形端面，弧形端面与消涡鳍毂的外圆尺寸相匹配。

[0009] 所述连接法兰的外端中心孔部位加工有定位台阶。

[0010] 所述消涡鳍毂采用铸钢或者是无缝钢管钢成型制成。

[0011] 所述叶片采用V法铸造浇铸成铸钢叶片，叶片的叶根部位制成具有供焊接的坡口。

[0012] 所述消涡鳍毂采用与螺旋桨毂相同外圆的首尾端同一直径外圆的消涡鳍毂，消涡鳍与螺旋桨连接后形成与螺旋桨毂的外圆相同，且消涡鳍毂的后端外圆直径与舵球前端外圆直径也采用相同外圆直径，进而使得消涡鳍毂前端与螺旋桨同圆，后端与舵球有间隙的配套后组合装配使用。

[0013] 焊接式节能消涡鳍的生产工艺，包括以下步骤：

[0014] 步骤一，生产加工消涡鳍毂：选用铸钢或者无缝钢管，采用车床、钻床 等精加工设备加工成型待焊；

[0015] 步骤二，生产叶片：采用V法铸造工艺，对叶片进行铸造成型；

[0016] 步骤三，焊接消涡鳍毂和叶片：将消涡鳍毂和叶片划线、点焊定位后，再逐一将其对称施焊，施焊焊接使叶片根部与消涡鳍毂按照设计要求形成良好的圆弧过渡，且外观成型良好、光滑，焊接妥后进行退火热处理；

[0017] 步骤四，焊接固定螺栓凹槽结构：将螺栓凹槽结构通过焊接方式与消涡鳍毂上的矩形窗对应焊接固定；

[0018] 步骤五，焊接封板：按照尺寸要求，在消涡鳍毂的内部焊接固定封板；

[0019] 步骤六，焊接固定连接法兰：在消涡鳍毂和螺栓凹槽结构的外端面焊接固定连接法兰；

[0020] 步骤七，静平衡试验：所有部件焊接完成之后，对整个消涡鳍毂进行静平衡试验并校验合格，上漆完工验收。

[0021] 本发明有如下有益效果：

[0022] 1、通过采用本发明的节能消涡鳍能够解决现有技术制造节能消涡鳍工艺复杂，价格高昂的难题，而且此节能消涡鳍整体重量轻、安装方便，适于旧船改造和新船制造安装节能消涡鳍。

[0023] 2、本发明通过将消涡鳍毂和叶片分别进行独立加工成型零件，并采用可靠方法将叶片与消涡鳍毂精准定位后点焊固定，固定的叶片与毂即可对称进行焊接，焊接妥后进行退火热处理，再经打磨，静平衡试验及校准，最终打磨成型上漆完工验收。上述的整个制备工艺有效替代传统的整体铸造成型工艺，简化了消涡鳍的生产工艺，提高了生产效率，降低了加工难度。

[0024] 3、通过采用铸钢件或厚壁无缝钢管制造节能消涡鳍，制作重量极轻，加工方便。

[0025] 4、本发明制作工艺简易，推广性强，能够使船舶节能消涡鳍技术改造快速、广泛的推广使用，从而实现船舶行业节能效益和经济效益显著提高。

[0026] 5、通过采用将消涡鳍毂设计成空心结构，前端设计多个螺栓凹槽结构，用于将连接法兰与消涡鳍毂焊接相连，同时起到增加空心消涡鳍毂前端强度的效果和目的。

[0027] 6、通过在消涡鳍毂设置一块封板，具有将空心消涡鳍密封和增加消涡鳍毂强度的作用。

附图说明

[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0029] 图1 为本发明主视图。

[0030] 图2 为本发明侧视图。

[0031] 图3 为本发明后视图。

[0032] 图4 为本发明主剖视图。

[0033] 图5 为本发明图4中B‑B视图。

[0034] 图6 为本发明图1中C‑C视图。

[0035] 图7为本发明叶片模型伸张轮廓图。

[0036] 图8为本发明叶片主视图。

[0037] 图9为本发明螺栓凹槽结构主视图。

[0038] 图10为本发明螺栓凹槽结构俯视图。

[0039] 图11为本发明螺栓凹槽结构侧视图。

[0040] 图12为本发明图9中螺栓凹槽结构D‑D视图。

[0041] 图13为本发明螺栓凹槽结构三维图。

[0042] 图14为本发明图11中螺栓凹槽结构E‑E视图。

[0043] 图中：叶片1、连接法兰2、螺栓孔3、定位台阶4、矩形窗5、消涡鳍毂6、螺栓凹槽结构7、封板8。

具体实施方式

[0044] 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

[0045] 实施例1：

[0046] 请参阅图1‑14，焊接式节能消涡鳍，它包括消涡鳍毂6，所述消涡鳍毂6的外部设置有多个叶片1，所述消涡鳍毂6在靠近其头部的一端外部加工有均布的矩形窗5，所述消涡鳍毂6的内部并位于矩形窗5所在位置设置有螺栓凹槽结构7，所述消涡鳍毂6的端头部位固定有连接法兰2，所述连接法兰2上均布加工有螺栓孔3；所述螺栓孔3与螺栓凹槽结构7的位置相匹配。通过采用本发明的节能消涡鳍能够解决现有技术制造节能消涡鳍工艺复杂，价格高昂的难题，而且此节能消涡鳍整体重量轻、安装方便，适于旧船改造和新船制造安装节能消涡鳍。通过将消涡鳍毂6和叶片1采用单独精加工，再通过焊接的方式实现两者的焊接，进而简化了其生产过程，保证了加工精度。

[0047] 进一步的，所述消涡鳍毂6尾端，并距端面的毂长40‑60mm位置设置一块封板8。通过封板8增强了消涡鳍毂6的结构强度和稳定性，而且对空心消涡鳍毂6密封。

[0048] 进一步的，所述连接法兰2与消涡鳍毂6以及螺栓凹槽结构7的外端面采用焊接固定。通过上述的焊接固定相连，简化了其结构。而且通过螺栓凹槽结构7增强了消涡鳍毂6端头的结构强度。

[0049] 进一步的，所述螺栓凹槽结构7采用焊接的方式与消涡鳍毂6固定相连。通过上述的焊接工艺，保证了连接的可靠性，并简化了其连接工艺过程。

[0050] 进一步的，所述螺栓凹槽结构7包括凹槽主体702，凹槽主体702的一端通过侧板703封闭，凹槽主体702的顶端采用弧形端面701，弧形端面701与消涡鳍毂6的外圆尺寸相匹配。通过上述的螺栓凹槽结构7能够用于对提供螺栓安装腔体，进而便于后续与螺旋桨之间的固定连接。并且通过螺栓凹槽结构7增加空心消涡鳍毂前端强度。

[0051] 进一步的，所述连接法兰2的外端中心孔部位加工有定位台阶4。通过上述的定位台阶4便于后续与螺旋桨进行对位对接。

[0052] 进一步的，所述消涡鳍毂6采用铸钢或者是无缝钢管钢成型制成。通过上述的消涡鳍毂6简化了其加工过程。

[0053] 进一步的，所述叶片1采用V法铸造浇铸成铸钢叶片，叶片的叶根部位制成具有供焊接的坡口。通过采用上述的V法铸造保证了叶片1的铸造精度和质量，而且采用单独铸造工艺便于后续对叶片的焊接固定。

[0054] 进一步的，所述消涡鳍毂6采用与螺旋桨毂相同外圆的首尾端同一直径外圆的消涡鳍毂，消涡鳍与螺旋桨连接后形成与螺旋桨毂的外圆相同，且消涡鳍毂的后端外圆直径与舵球前端外圆直径也采用相同外圆直径，进而使得消涡鳍毂前端与螺旋桨同圆，后端与舵球有间隙的配套后组合装配使用。

[0055] 实施例2：

[0056] 焊接式节能消涡鳍的生产工艺，包括以下步骤：

[0057] 步骤一，生产加工消涡鳍毂6：选用铸钢或者无缝钢管，采用车床、钻床 等精加工设备加工成型待焊；

[0058] 步骤二，生产叶片1：采用V法铸造工艺，对叶片1进行铸造成型；

[0059] 步骤三，焊接消涡鳍毂6和叶片1：将消涡鳍毂6和叶片1划线、点焊定位后，再逐一将其对称施焊，施焊焊接使叶片根部与消涡鳍毂按照设计要求形成良好的圆弧过渡，且外观成型良好、光滑，焊接妥后进行退火热处理；

[0060] 步骤四，焊接固定螺栓凹槽结构7：将螺栓凹槽结构7通过焊接方式与消涡鳍毂6上的矩形窗5对应焊接固定；

[0061] 步骤五，焊接封板8：按照尺寸要求，在消涡鳍毂6的内部焊接固定封板8；

[0062] 步骤六，焊接固定连接法兰2：在消涡鳍毂6和螺栓凹槽结构7的外端面焊接固定连接法兰2；

[0063] 步骤七，静平衡试验：所有部件焊接完成之后，对整个消涡鳍毂6进行静平衡试验并校验合格，上漆完工验收。

[0064] 本发明的工作原理：

[0065] 本发明所述节能消涡鳍采用与消涡鳍毂相同外圆的首尾端同一直径外圆的消涡鳍毂，消涡鳍与螺旋桨连接后形成与消涡鳍毂的外圆相同，同样，消涡鳍毂的后端外圆直径与舵球前端外圆直径也采用相同外圆直径，这样，消涡鳍毂前端与螺旋桨同圆，后端与舵球有间隙的配套后。就形成螺旋桨、消涡鳍、舵球三毂之间的良好组合，使螺旋桨旋转形成紊流无法产生强烈旋转，从而减少紊流，强迫水流沿着消涡鳍毂、消涡鳍、舵球表面流过，使得涡流和尾流收缩引起的能量损失最小，达到整流的效果，实现节能的目的。