调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进

舰船调距桨浆毂为一曲柄—滑块机构,桨毂油缸内活塞的直线运动通过导架,滑槽内的滑块带动曲柄盘旋转,曲柄盘与浆叶叶根法兰用螺栓联接,从而使桨叶转动以达到调节桨叶螺距的目的。桨毂既是推进功率的承载部件,又是调距的最终执行机构,因此成为调距桨装置的重要设计部件。本文对舰船调距浆桨毂结构在非工作状态,以及工作在匀速转动,承受桨叶推力、扭力、水动力扭矩、螺栓预紧力的设计工况进行有限元分析。考虑桨毂部件的几何结构以及零件之间的装配接触关系,编制APDL参数化设计程序,采用软件ANSYS11．0对桨毂部件整体及零件进行有限元分析,研究了桨毂中各零件相互作用下的应力大小及分布,并对叶根螺栓联接件的强度失效进行了局部区域的结构改进设计。     

调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进

舰船调距浆浆毂为一曲柄-滑块机构,浆毂油缸内活塞的直线运动通过导架,滑槽内的滑块带动曲柄盘旋转,曲柄盘与浆叶叶根法兰用螺栓联接,从而使桨叶转动以达到调节浆叶螺距的目的.浆毂既是推进功率的承载部件,又是调距的最终执行机构,因此成为调距浆装置的重要设计部件.本文对舰船调距浆浆毂结构在非工作状态,以及工作在匀速转动,承受桨叶推力、扭力、水动力扭矩、螺栓预紧力的设计工况进行有限元分析.考虑浆毂部件的几何结构以及零件之间的装配接触关系,编制APDL参数化设计程序,采用软件ANSYS11.0对桨毂部件整体及零件进行有限元分析,研究了浆毂中各零件相互作用下的应力大小及分布,并对叶根螺栓联接件的强度失效进行了局部区域的结构改进设计.     

基于实际间隙的全回转推进器桨毂动密封性能研究

全回转推进器桨毂动密封采用O形密封,其实际间隙的改变直接导致压缩率变化,从而对密封性能产生影响。从设计角度和工作角度对桨毂密封端面的实际间隙进行分析,研究服役过程中的装配误差、实际工况和摩擦磨损导致的间隙变化规律以及相互耦合。基于该实际间隙,在ABAQUS软件中建立桨毂动密封有限元模型,分析不同压缩率和介质压力下动密封的密封性能,如Mises应力、润滑脂油膜厚度和压力等,揭示了不同间隙下桨毂动密封性能的变化规律。结果表明:随着压缩率增大,最大Von-Mises应力和最大油膜压力增加,最小油膜厚度略微减小,最大Von-Mises应力由O形密封圈与桨叶法兰主接触区和桨毂体侧壁渐渐向主接触区过渡;随着介质压力增大,最大Von-Mises应力和最大油膜压力增加,最小油膜厚度略微减小,最大Von-Mises应力由O形密封圈与桨叶法兰主接触区和桨毂体底部逐渐向法兰低压接触区过渡;最大油膜压力始终大于油压值,动密封不会发生失效;通过适当增加装配间隙和介质压力有利于密封圈在自密封作用下获得更好的密封性能。     

U-3-15(L)型飞机调速器回桨活门维修技术探析与总结

调速器是保证飞机螺旋桨正常工作的核心部件,其中调速器的回桨活门组件通过对油路的控制来实现螺旋桨的桨叶角变化,即变大距、变小距、顺桨和回桨,进而达到保持或改变发动机转速的目的。主要阐述了U-3-15(L)型调速器回桨活门的基本工作原理,总结了活门销的研磨的经验以及具体分析了回桨活门故障实例现象、起因、排除过程,有助于维修人员加深理论认识,提高工作效率。     

调距桨液压系统可靠性模型与故障树分析

调距桨液压系统给螺旋桨螺距的调节提供动力油压,并向桨毂内部输送润滑油。在具体分析调距桨液压系统工作原理的基础上建立了系统可靠性模型,计算出液压系统连续运行一个月(720 h)的系统可靠度。针对调距桨液压系统故障频发的现象,选取"调距功能失效"作为顶事件进行故障树分析,得到了导致调距功能失效故障的所有最小割集,给出了提高调距桨液压系统可靠性的具体措施。     

基于泄漏通道的可调距桨桨毂密封性能分析与实验研究

可调距桨在服役时,桨毂密封是通过O形密封圈实现,研究桨毂密封可控泄漏对于指导装配工艺设计和延长服役寿命非常重要。基于O形密封微观接触和泄漏通道模型,推导泄漏率公式,利用ABAQUS软件对可调距桨桨毂密封进行三维有限元仿真,分析不同参数对桨毂密封性能的影响规律,并给出相应工艺设计指导,并基于改进复合灰色关联度对参数影响程度进行排序。结果表明:粗糙度、压缩率、橡胶硬度和介质压力对密封性能均有影响,泄漏率随粗糙度的增加瞬间增大,随压缩率的增大而减小,随硬度的增大而增大,随介质压力的增加先增后减;硬度对最大Von Mises应力和接触压力影响最大,其次是压缩率,而介质压力对密封泄漏率的影响最大,粗糙度次之。通过实验验证模型和仿真结果的准确性,为可调距桨桨毂密封设计和安装提供了支撑。     

基于VB.NET的船用螺旋桨自动建模方法研究

船用螺旋桨形状复杂,为满足快速、精确建模的要求,提出一种基于VB.NET编程语言的螺旋桨三维自动建模方法。基于桨叶切面基础数据,推导桨叶型值点数学转换公式。利用Excel完成桨叶切面基础数据和桨毂数据的存储与读取。研究螺旋桨建模方法,对CATIA进行二次开发,集成型值点导入、曲面建模、实体填充等建模流程。基于VB.NET语言将上述操作程序化,设计界面友好的螺旋桨自动建模软件。利用该软件完成桨叶的自动建模,并进行光顺性检查和模态分析。这里建立的螺旋桨自动建模方法简单高效,能够避免传统几何建模方法的手工操作量大、易出错的缺点。     

调桨技术在小微型轴流式水轮机上的应用

小型电站轴流式水轮机的工作转轮可分为轴流定桨和轴流调桨两类。转轮直径在Ф600～Ф1400mm之间的小尺寸轴流调桨机型,国内生产厂家极少。小微型轴流调桨式水轮机的调桨装置核心结构是：蜗杆蜗轮传动螺旋传动一空间曲柄滑块机构,该装置能实现停机连续调桨,桨叶角度在初始角度的基础上有0°～15°的调整范围,具有广泛地运用前景和极大地推广价值。     

深海环境下的O形圈静密封设计

针对深海高压特殊环境,将现有O形圈密封结构进行改进和优化使其在海下具有更好的密封性能。利用ANSYS软件建立O形橡胶圈二维轴对称模型,分析深海环境下密封槽直径、O形圈材料、密封槽深度、法兰间隙等对O形圈密封性能影响。结果表明:深海环境下,应适当加大密封槽直径以避免压缩后O形圈与槽壁间形成空腔;深海环境下使用的O形圈,采用丁腈橡胶,选择压缩率在20%~25%之间,密封间隙为0较为合适。     

船用可调螺距螺旋桨液压系统浅析

船用可调螺距螺旋桨一般称为可调桨或调距桨,以下简称调距桨。随着近几年国内外军用和民用船舶的快速发展,调距桨越来越多地被使用。国内外调距桨的种类众多,但大多都采用液压系统为其提供调距动力。该文作者对目前几种具有代表性的调距桨液压系统做了简要的介绍,为今后调距桨液压系统的研究提供相关的基础知识。     

直升机旋翼系统弹性轴承刚度特性试验方法研究

直升机旋翼系统是直升机的核心部件,弹性轴承将桨叶与桨毂相连,提供桨叶的挥舞、摆振和变距自由度,刚度特性是其主要的力学性能.通过采用松紧螺套驱动半圆形夹具转动来测试弹性轴承压缩、扭转和弯曲刚度特性,结果表明该试验方法新颖独特,具有一定的通用性,能准确判定弹性轴承是否合格,可为不同机型的弹性轴承提供装机前试验的方法.     

深水大直径连接器双重密封设计

设计一种适用于1 500 m水深,油气压力为34.5 MPa的304.8 mm管道的连接器锁紧机构的透镜式密封件。该密封件由透镜密封和O型圈密封双重密封组成,具有良好的对中性,可降低毂座法兰的预紧所需的轴向预紧力(减小毂座法兰的尺寸),具有一定的温度补偿能力,适应U级温度(-18~121℃)的工作环境。利用双重密封之间的间隙,设计密封性能测试方案。建立密封件实际模型并对其进行有限元分析,评估密封效果,验证双重密封的合理性和可行性,为样机设计提供理论依据。     

旋翼无人机折叠桨桨毂随机振动疲劳分析

旋翼无人机折叠桨桨毂是折叠桨和电机连接的重要结构,电机螺旋桨产生的随机振动是桨毂结构失效的主要原因。为了对桨毂进行振动疲劳分析,采用有限元分析软件对桨毂结构进行了模态分析和随机振动分析,结合仿真结果对桨毂结构进行优化改进。对改进前后的桨毂结构进行疲劳寿命计算及飞行试验,验证设计方法的可靠性。该设计方法可以推广应用到各类旋翼无人机产品中连接件的设计。     

立式捏合机桨叶间隙、螺旋角对搅拌扭矩和功率特性的影响

以1 L两桨叶立式捏合机为研究对象,采用CFD方法系统性地研究立式捏合机桨叶结构参数（间隙、螺旋角）对搅拌牛顿流体（玉米糖浆）的搅拌扭矩和功率消耗的影响关系。立式捏合机仿真模型与试验数据进行对比验证,确保了模型的可信度。研究结果表明,减小桨叶间隙或增大桨叶螺旋角可增大桨叶搅拌扭矩和功率消耗。减小桨叶螺旋角可增加桨叶捏合作用时间,减小桨桨间隙或增大桨叶螺旋角可增大桨叶捏合作用强度。一定范围内,桨桨间隙c₁=3.0 mm、螺旋角β_k=35°时,空心桨平均扭矩取得最小值0.046 93 N·m;桨桨间隙c₁=1.0 mm、螺旋角β_k=55°,空心桨平均扭矩取得最大值0.068 73 N·m。搅拌牛顿流体时,立式捏合机功率准数N_pM与雷诺数R_eM为线性关系,并且桨桨间隙对立式捏合机功率特性曲线的影响大于桨叶螺旋角的影响。     

涵道螺旋桨内涡抑制环流动分离控制仿真研究

涵道螺旋桨用于垂直起降飞行器,具备突出的气动特性优势。为增大涵道螺旋桨系统拉力系数,降低桨尖间隙加工精度的要求,通过在涵道内壁桨盘下游处增加不同类型和数量的凸型实体涡抑制环结构。通过数值仿真实验研究其流场特征,分析涵道螺旋桨扩散口气流分离现象产生的机理,并研究涡抑制环对气流分离的控制效果和对涵道增升效应的影响。数值仿真结果表明:在不改变桨尖间隙尺寸的情况下,涡抑制环能够有效提高涵道螺旋桨中涵道拉力因子,最高可达到11%。     

船舶调桨液压系统大流量锁止阀设计与分析

针对某型船舶大流量调距桨液压系统,设计了大流量锁止阀以满足调距桨桨距调节与保持的需要。基于液压仿真和模拟试验的理念,建立锁止阀和调距桨液压系统的仿真模型, 在仿真系统中对锁止阀的各项性能进行模拟测试,分析工作流量、阀芯开口量、控制活塞直径和质量以及液体摩擦力对锁止阀启闭特性的影响,为大流量锁止阀的优化设计提供了理论依据。     

一种新型法兰连接垫片设计

垫片是法兰连接接口的重要密封元件,在螺栓预紧力的作用下对法兰密封面施加压紧力,由垫片填塞住法兰面凹凸不平的微观几何间隙来实现密封.文中对现有的垫片进行改进,采用一种金属波齿骨架与O型圈结合,石墨填充辅助密封的垫片结构.法兰接口的螺栓拉紧后,内侧O型圈变形量可达到40％以上,外圈橡胶圈变形接近30％,垫片能达到良好的密封效果,此时法兰接口的主要密封环节是由垫片内侧的橡胶圈在起作用.当橡胶圈的变形量达到使波齿骨架变形时,金属波齿骨架、O型圈和石墨材料三者共同起密封作用.     

收缩圆盘联接器

这种联接器由西德研究成功,在欧、美、日本等地得到了广泛的应用。图1为收缩圆盘联接器的纵剖面。在齿轮、联轴器等轮毂4上装了两个带锥孔的法兰6和一个锥形环2,两法兰是用螺钉5连结的。法兰中间有一个O形圈1,用于防尘与隔油。当拧紧螺钉时,两法兰靠拢,迫使锥形环收缩,在锥形环与轮毂间产生很大的接触压力,该力又通过轮毂传到轴3上。收缩圆盘联接器就是靠接触压力所产生的摩擦力来传递扭矩的。图2表示各零件的受力状况。     

利用NX表达式功能对曲柄销盘参数化建模与数控编程

表达式功能是UG NX参数化建模的一个基本工具。对于具有相同结构特征的一类零部件,借助UG NX的表达式功能,可以很方便地完成参数化模型的建立;通过参数表的修改和导入、更新操作,可快速地生成系列化零部件的三维模型。先在参数化的三维模板上编制加工刀轨,然后通过修改参数表更新三维模型,再更新加工刀轨,就可快捷地输出所需要的数控加工程序。以调距桨中的曲柄销盘为例,较详细地论述了上述过程。     

偏心联轴器

偏心联轴器是一种新型的联轴器,它的最大特点是结构简单,轴向尺寸很小,而偏心量却很大。这一点是万向联轴节所不及的。偏心联轴器用于传动装置和工作部件可作相对移动的场合。一、偏心联轴器的结构和原理偏心联轴器是由前后两个法兰、一个中间盘、八个连杆、销轴及铜套组成。如图所示,前后两个法兰分别固定于传动装置的输出轴和工作部件的输入端上,中间盘分别由两面的四个连杆并用销轴装于两端的法兰上,连杆和销轴间是间隙配合,销轴和法兰及中间盘是过盈配合。