[發明專利]一種螺旋槳葉片預制件的制備方法

有效

• 申請號: 201610262441.8
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105751528B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 吳曉青;張爽;尚自杰;魏俊富
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B29C70/32
• 分類號: B29C70/32;B29C70/54;B29C33/38;B29L31/08
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,王瑞

技術領域

本發明涉及紡織復合材料領域，具體是一種螺旋槳葉片預制件的制備方法。

背景技術

螺旋槳葉片的傳統材質以金屬為主，但金屬螺旋槳葉片具有加工成本高，重量大，并且容易疲勞破壞、受到腐蝕等缺點。與金屬螺旋槳葉片相比，復合材料螺旋槳葉片因具有輕質高強、耐腐蝕性好、噪音小、推進性能好等優點在船舶，飛機等行業發揮著重要作用。對于螺旋槳葉片預制件的成型，傳統的成型方法是預浸料人工鋪貼，這種成型方法雖然工藝簡單，不受預制件尺寸和形狀限制，但由于生產過程以人工作業為主，預浸料要根據預制件形狀尺寸進行裁剪鋪貼，機械自動化程度低，生產周期長、速度慢、效率低，制約了批量生產，且存在質量不易控制等缺點。此外，傳統二維編織雖然可以編織一些變截面預制件，主要是針對葉片形狀變化較小的情況，而對于整體包括葉根全復合材料通常的二維編織方法受到局限，特別是螺旋槳葉片形狀極其復雜：葉根部分為變直徑錐形管(直徑沿葉根到葉梢方向逐漸減小)、槳葉部分厚度不均(中間厚并向四周突變為薄)、槳葉部分橫截面的形狀尺寸大小不斷變化(橫截面周長沿葉根到葉梢方向先增后減)、槳葉部分的一面為正曲率，另一面為負曲率等等。這使得形狀結構變化性較大的螺旋槳葉片存在二維編織不能直接成型的難題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種螺旋槳葉片預制件的制備方法。該方法提出按照產品數模設計可編織的芯模，根據葉片特征對芯模進行分區，并預先設計各區域的錠子轉速與芯模軸向移動速度比值的工藝參數和編織層數，然后編織預制件。該方法自動化程度高，適合批量生產。所得預制件成型良好，質量穩定，可重復性好，解決了形狀尺寸及結構變化性大的螺旋槳葉片預制件用二維編織不能直接成型和生產過程中靠人工試錯的方法編織的難題，適于工程化應用。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，提供一種螺旋槳葉片預制件的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟：

1)根據產品數模對螺旋槳葉片進行測量：所述螺旋槳葉片分為葉根部分和槳葉部分；由于葉根部分的形狀為變直徑錐形管，故分別測量葉根大端直徑和葉根小端直徑；然后在槳葉部分中心軸線上等距離選取8-15個垂直于槳葉部分中心軸線的截面，測量各個截面的周長，將每個截面的周長換算成與之等周長的等效圓，并計算等效圓的直徑；

2)設計芯模：芯模的設計分為兩部分，即葉根部分的設計和槳葉部分的設計；葉根部分按螺旋槳葉片葉根的原尺寸形狀設計，槳葉部分則以步驟1)中各個等效圓為基準組合成可編織的新的形狀；

3)根據芯模橫截面的尺寸大小和螺旋槳葉片的厚度對芯模進行分區：葉根部分為第一區域；槳葉部分按芯模橫截面的尺寸大小和槳葉部分的厚度進行分區，葉根部分到槳葉部分的過渡區為第二區域，槳葉部分的剩余部分按步驟1)中各個等效圓的直徑差≤15mm的分為一個區域；

4)根據產品特征選擇合適紗線并確定編織類型，根據所選紗線的線密度、體密度和編織類型計算預制件的單層厚度，并根據螺旋槳葉片的厚度分別設計各區域的編織層數；

5)計算各區域的工藝參數，所述工藝參數是編織機錠子轉速與芯模軸向移動速度的比值；

6)按照各區域的編織層數和工藝參數進行編織；

7)將編織好的預制件從編織機上取下，取出芯模，將預制件套在螺旋槳葉片上并使預制件與螺旋槳葉片伏貼，即得到螺旋槳葉片預制件。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：

(1)可以編織結構形狀變化大的螺旋槳葉片，實現葉根葉片連續成型的復合材料；

(2)預制件產品結構完整，成型良好，質量穩定，可重復好；

(3)加工便捷，生產過程機械自動化程度高，效率高，易于工業化生產。

附圖說明

圖1為本發明螺旋槳葉片預制件的制備方法實施例1的螺旋槳葉片軸測示意圖；(圖中1、葉根部分；2、槳葉部分；11、葉根部分大端；12、葉根部分小端；21、槳葉部分中心軸線)

圖2為本發明螺旋槳葉片預制件的制備方法實施例1的芯模分區示意圖；

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1