[发明专利]一种复合材料叶片的喷水推进泵动叶轮成型方法

说明书

本发明涉及船舶推进技术领域，具体涉及一种复合材料叶片的喷水推进泵动叶轮成型方法；包括：步骤S1，利用复合材料制造动叶轮的叶片，所述叶片的根部采用燕尾槽结构；步骤S2，利用金属材料制造轮毂；步骤S3，利用金属材料制造盖板；步骤S4，所述叶片、所述轮毂以及所述盖板的连接；步骤S5，所述叶片与所述轮毂的定位；步骤S6，所述叶片、所述轮毂与所述盖板的固定构成喷水推进泵动叶轮。本发明保证动叶轮叶片空间复杂曲面的形状；联接紧固，拆卸方便，可重复使用；提高了产品合格率，降低复合材料动叶轮的制造难度，为后续大尺寸的复合材料动叶轮的设计和制造提供支撑方法。

技术领域

本发明涉及船舶推进技术领域，尤其涉及一种复合材料叶片的喷水推进泵动叶轮成型方法。

背景技术

喷水推进装置通过旋转轴,能使机械能转换成水力能,推动船舶前进。在喷水推进装置中使能量转换的主要零部件为动叶轮，动叶轮也是喷水推进中产生振动与噪声的主要来源。传统的喷水推进泵动叶轮为金属材质，结构重量较大且不利于减震降噪，应用复合材料进行设计制造，可减轻重量，减小转动惯量，并降低噪声，几何形状上，动叶轮的叶片为空间扭曲的异型结构，多个相同的叶片沿周向均布在轮毂上。动叶轮轮毂一般为母线为曲线的回转体，特殊状况为圆柱或者圆锥体。动叶轮因承受较大的水动力负荷，为保证较高的效率，轮毂外表面与叶片加工精度要求很高，一般用五座标轴机床进行加工。

应用到动叶轮叶片的复合材料一般为先进复合材料，如碳纤维。复合材料的制造方法和金属制造方法差异较大，为保证复合材料表面纤维的连续性，一般使用铺层结构，且不再进行后续的机械加工。

因为动叶轮的多个叶片是完全一致的，为提高加工的合格率，降低复合材料动叶轮的制造难度，可使用复合材料叶片配金属轮毂的方法进行。本发明专利涉及到复合材料叶片与金属轮毂相联接构成动叶轮的一种设计制造方法。

发明内容

本发明的目的是针对复合材料应用于喷水推进泵动叶轮的制造加工工艺欠缺的技术现状，提供一种复合材料叶片动叶轮的成型方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种复合材料叶片的喷水推进泵动叶轮成型方法，其特征在于，包括：

步骤S1，利用复合材料制造动叶轮的叶片，所述叶片的根部采用燕尾槽结构；

步骤S2，利用金属材料制造轮毂；

步骤S3，利用金属材料制造盖板；

步骤S4，所述叶片、所述轮毂以及所述盖板的连接；

步骤S5，所述叶片与所述轮毂的定位；

步骤S6，所述叶片、所述轮毂与所述盖板的固定构成喷水推进泵动叶轮。

优选的，所述步骤S1中包括：

所述叶片的根部采用的所述燕尾槽结构为梯形结构，所述叶片使用铺层方法，通过模具保证型值的精度，所述叶片使用同一模具制造，并施加一预设的压力和温度模压形成。

优选的，所述步骤S2中包括：

所述燕尾槽与轴线呈一预设角度，沿所述轮毂表面开槽；靠近中心部位接触面积为第一预设面积，靠近外径表面部位为一开口；所述燕尾槽在所述轮毂面轴向小端面上开口面积为第二预设面积，轴向大端面上开口面积为第三预设面积。

优选的，所述步骤S3中包括：

所述盖板上设有一预定数量的螺栓孔，所述盖板为圆环形。

优选的，所述步骤S4中包括：

所述叶片与所述轮毂采用燕尾槽结构连接，所述盖板与所述动叶轮轴向沉头螺栓连接，所述沉头螺栓所述形状为圆环形。

优选的，所述步骤S5中包括：