一种船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置

1.本发明属于船舶推进器技术领域，具体涉及一种螺旋桨的轴端固定装置。


背景技术：

2.国际航运将世界各个国家与地区联系起来，航运实现了相互之间技术、经济、贸易的沟通交往，航运它将全球范围内的生产者、经背者与消费者以两两组合的形式广泛而普遍地联结在一起，航运从而使生产和消费活动转变为世界性、全球性的活动。
3.作为国际航运主要运输工具，船舶同其他运输方式所用工具相比，优点是运载量大，营运成本低。随着世界经济的发展，现代运输船舶已形成种类繁多、技术复杂和高度专业化的庞大船队。考虑节能及经济性的因素，现代运输船舶的主要推进方式是螺旋桨。
4.针对中小型船舶水下推进器高速螺旋桨等水下桨叶高速运转的设备，现有螺旋桨通常采用如图1的固定方式，螺旋桨叶103与螺旋桨的轴102通过键连接固定，为防止螺旋桨叶103从螺旋桨的轴102上脱落，在螺旋桨的轴102的端部攻丝，通过锁紧螺帽101与螺旋桨的轴102螺纹连接顶住螺旋桨叶103。螺旋桨在水下旋转过程中，随着船舶工况的需要，出现正转或反转的情况，锁紧螺帽101会一直随着螺旋桨的正转和反转而转动，容易出现松动，当锁紧螺帽出现松动的情况，会影响螺旋桨的推进效率，当锁紧螺帽脱落时，会造成螺旋桨叶103脱落，影响船舶的航行安全。
5.另外，锁紧螺帽长期浸泡在水中，螺纹部位会产生锈蚀，导致锁紧螺帽不能拆卸下来，维修时需要对螺旋桨轴进行破坏，造成维修成本增加，增加维护难度。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种适用于船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置，该装置无需螺纹连接结构，通过旋转可达到自锁紧的效果，并且安装、拆卸方便，易于检修。
7.本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置，包括具有球形限位块的锁紧帽、和一端具有内部空腔的螺旋桨轴；所述锁紧帽套在所述螺旋桨轴的端部，球形限位块嵌入所述螺旋桨轴的内部空腔；在内部空腔的外壁上开设有凹槽，所述凹槽内设有旋转锁紧机构；所述旋转锁紧机构通过旋转将所述锁紧帽与螺旋桨轴锁紧。
8.作为本发明的一种优选方式，所述的旋转锁紧机构包括锁紧连杆；所述的锁紧连杆通过销轴固定在所述凹槽的边壁上；锁紧连杆一端连接锁紧凸台，所述锁紧凸台位于所述螺旋桨轴的内部空腔内；锁紧连杆的另一端设有齿形锁紧卡块；在凹槽的端部设有锁紧限位块；齿形锁紧卡块与锁紧限位块配合锁紧。
9.进一步地，所述锁紧连杆靠近齿形锁紧卡块的一端设有配重块；所述配重块通过支撑杆与锁紧连杆连接。
10.进一步地，所述锁紧凸台与销轴之间的位置设有支撑弹簧，所述支撑弹簧的下端
固定于凹槽底部，其上端与锁紧连杆连接。
11.进一步地，所述凹槽与锁紧限位块对应的位置设有限位槽，所述锁紧限位块的下部置于所述限位槽内，并可在限位槽内移动。
12.进一步地，所述的锁紧限位块与凹槽端部之间设有复位弹簧。
13.进一步地，所述的锁紧限位块顶部设有推块。
14.进一步地，所述锁紧帽的开口端设有槽孔，所述配重块位于所述槽孔内。
15.本发明的船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置，当桨叶旋转时，通过螺旋桨轴内设置的旋转锁紧机构，与锁紧帽的球形限位块配合，完成螺旋桨轴端的锁紧固定，无需使用螺纹连接，连接效果可靠，不宜松动，拆卸方便。
附图说明
16.图1为现有船舶螺旋桨的轴端固定结构；图2为本发明船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置的外部视图；图3为本发明船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置的剖视图；图4为锁紧帽的结构示意图；图5为螺旋桨轴的结构示意图；图6为图5中a处局部放大图；图7为图5中b处局部放大图；图8为旋转锁紧机构的结构示意图；图9为锁紧连杆的结构示意图；图10为锁紧凸台的结构示意图；图11为配重结构的示意图；图12为锁紧限位块的结构示意图；图1中：101.锁紧螺帽；102.螺旋桨的轴；103.螺旋桨叶；图2-12中：1.锁紧帽；2.螺旋桨轴；3.锁紧凸台；4.支撑弹簧；5.锁紧连杆；6.销轴；7.配重结构8.锁紧限位块；9.复位弹簧；1-1. 帽体；1-2.槽孔；1-3.球形限位块；2-1.凹槽；2-2.第一通孔；2-3.弹簧固定座；2-4.轴座；2-5.第二通孔；2-6. 复位弹簧槽；2-7.限位槽；2-8.限位孔；2-9.主体结构；2-10.内部空腔；3-1.凸台；3-2. 固定孔；5-1. 固定杆；5-2. 第一弹簧固定孔；5-3.轴孔；5-4.水平杆；5-5.连接块；5-6. 齿形锁紧卡块；5-7. 螺栓孔；7-1. 螺柱；7-2. 支撑杆；7-3.配重块；8-1. 齿形锁紧卡槽；8-2.推块；8-3. 第二弹簧固定孔。
具体实施方式
17.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限
于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
18.实施例 本实施例提供一种船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置，结构如图2和3所示，主要包括：锁紧帽1和螺旋桨轴2；锁紧帽1套在螺旋桨轴2的端部。
19.如图4所示，锁紧帽1主要由三部分组成，包括帽体1-1，在帽体1-1的内部设有球形限位块1-3，在帽体1-1的开口端设有槽孔1-2。其中，球形限位块1-3的直径小于帽体的内径，球形限位块1-3的外壁与帽体1-1的内壁之间间隔一定距离。
20.如图5、图6和图7所示，在螺旋桨轴2的主体结构2-9一端加工出内部空腔2-10，方便锁紧帽1的球形限位块1-3进入。在内部空腔2-10的外壁开设有凹槽2-1，凹槽2-1底部设置第一通孔2-2、弹簧固定座2-3、限位槽2-7，边壁上设置轴座2-4、限位孔2-8及复位弹簧槽2-6。凹槽2-1远离螺旋桨轴2轴端的那端边壁设置有第二通孔2-5。
21.在螺旋桨轴2的凹槽2-1内设有旋转锁紧机构，旋转锁紧机构的结构如图3和8所示，主要包括锁紧凸台3、支撑弹簧4、锁紧连杆5、销轴6、配重结构7、锁紧限位块8、复位弹簧9。
22.锁紧连杆5的结构如图8和9所示，包括固定杆5-1、水平杆5-4、连接块5-5、齿形锁紧卡块5-6及开设在水平杆5-4上的第一弹簧固定孔5-2、轴孔5-3。轴孔5-3是通孔，销轴6一端穿过水平杆5-4上的轴孔5-3与凹槽2-1边壁上的轴座2-4连接，水平杆5-4在螺旋桨轴2的凹槽2-1中构成以销轴6为支点的杠杆，其中支点靠近固定杆5-1所在的一端。
23.轴孔5-3与固定杆5-1之间设置有支撑弹簧4，支撑弹簧4的上端与第一弹簧固定孔5-2连接，其下端与凹槽2-1内的弹簧固定座2-3连接。该支撑弹簧4的作用是在初始状态下对锁紧连杆5起支撑作用，并且方便拆卸锁紧帽的时候锁紧连杆5复位。水平杆5-4的一端与固定杆5-1的上端连接，固定杆5-1的下端穿过第一通孔2-2，与锁紧凸台3连接。
24.水平杆5-4的另一端设有连接块5-5，连接块5-5的上端面开设螺栓孔5-7。在水平杆5-4靠近连接块5-5的端部设有齿形锁紧卡块5-6，该齿形锁紧卡块呈斜向下延伸。
25.如图10所示，锁紧凸台3包括半球形的凸台3-1及固定孔3-2，锁紧连杆5的固定杆5-1与锁紧凸台3的固定孔3-2螺纹相连。
26.如图11所示，配重结构7由螺柱7-1、支撑杆7-2及配重块7-3组成。配重块7-3固定在支撑杆7-2的上端，支撑杆7-2穿过第二通孔2-5，其下端的螺柱7-1与连接块5-5上的螺栓孔5-7连接。配重块7-3位于锁紧帽1的槽孔1-2中。
27.如图12所示，锁紧限位块8的一侧设有齿形锁紧卡槽8-1，与齿形锁紧卡槽8-1相对的一侧设有第二弹簧固定孔8-3，锁紧限位块8的顶部设有推块8-2。如图12所示，齿形锁紧卡槽8-1斜向下设置。齿形锁紧卡槽8-1与锁紧连杆5的齿形锁紧卡块5-6相配合，咬合锁紧，如图8所示。第二弹簧固定孔8-3内安装复位弹簧9，复位弹簧9的另一端固定在凹槽2-1内的复位弹簧槽2-6内。锁紧限位块8的下端置于凹槽2-1的限位槽2-7内，并可在限位槽2-7内沿凹槽走向移动。推块8-2向上穿过凹槽2-1上的限位孔2-8，进入锁紧帽1的槽孔1-2内。限位孔2-8的长度大于推块8-2的宽度，为锁紧限位块8的移动预留空间。推块8-2的作用是推动锁紧限位块8向复位弹簧9移动，从而将齿形锁紧卡槽8-1与齿形锁紧卡块5-6分开，便于锁紧帽1的拆卸。锁紧帽1拆卸后，松开推块8-2，复位弹簧9恢复形变，使锁紧限位块8回到到初始位置。
28.本实施例中，考虑到平衡性，在螺旋桨轴的空腔端，对称设置至少两套旋转锁紧机构，从而保证螺旋桨轴与锁紧帽的牢固锁紧。
29.本发明提供的船舶螺旋桨的轴端自锁紧固定装置，工作原理是：首先锁紧帽1中的球形限位块1-3经过锁紧凸台3进入螺旋桨轴2的内部空腔2-10中。此时，并未锁紧，当螺旋桨旋转时，配重块7-3在离心力的作用下向外移动，拉动锁紧连杆5与配重块相连的一端向外运动，锁紧连杆5以销轴6为支点，发生旋转，进而使得锁紧连杆5上的齿形锁紧卡块5-6沿着锁紧限位块8中的齿形锁紧卡槽8-1从下到上一级一级的卡紧；同时，锁紧连杆5与锁紧凸台3相连的一端向螺旋桨轴2的内部空腔运动，锁紧凸台3压紧锁紧帽1中的球形限位块1-3，借助锁紧凸台3与球形限位块1-3之间的转动摩擦力，促使锁紧帽1一直向着螺旋桨叶方向移动，直到离心力达到恒定时，齿形锁紧卡块5-6停止移动，此时锁紧帽1与螺旋桨轴2的轴端锁紧。
30.由于锁紧帽1的旋转方向与螺旋桨的其中一个旋转方向相同，并且，齿形锁紧卡块不能沿齿形锁紧卡槽从上到下运动，所以不管螺旋桨正转或是反转，锁紧帽都不会松动。
31.当需要卸下锁紧帽1时，用力推动锁紧限位块8上的推块8-2，向着远离螺旋桨轴端的方向移动，压缩复位弹簧9。此时，锁紧连杆5上的齿形锁紧卡块5-6脱离锁紧限位块8的齿形锁紧卡槽8-1，在重力的作用下，配重块落下，带动锁紧凸台3上移，可以将锁紧帽1轻松地拆卸下来。