[發(fā)明專利]一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811204893.6
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109515667B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 曹宇;盛浩中;方越;齊曦;由佳;于開超
• 申請（專利權）人: 上海船舶工藝研究所(中國船舶工業(yè)集團公司第十一研究所)
• 主分類號: B63H1/26
• 分類號: B63H1/26;B63H1/20;B29D99/00
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 王佳妮

本發(fā)明公開一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳，包括一個金屬輪轂和安裝在金屬輪轂上的四個碳纖維復合槳葉，金屬輪轂與碳纖維復合槳葉之間通過安裝卡槽與安裝凸起裝配并附加黏膠層，使得兩者固定連接；碳纖維復合槳葉由預制體和樹脂基體復合而成，預制體是在預制體的模具上，采用鋪縫織物層層疊加鋪貼而成的。本發(fā)明制得的碳纖維復合螺旋槳具有尺寸精度高，強度大、剛性好、自重輕、噪音低、耐腐蝕及抗微生物附著等特點，同時具有良好的疲勞性能與抗沖擊性能。

技術領域

本發(fā)明涉及船用螺旋槳的技術領域，尤其涉及一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳及其制備方法，具體來說是一種采用碳纖維復合材料制成的船用螺旋槳。

背景技術

目前，隨著船舶工業(yè)的發(fā)展壯大，所涉及的科技技術對維護國家海洋權益、加快海洋開發(fā)、保障戰(zhàn)略運輸安全具有重要意義。

螺旋槳 ( 尤其是大型船用螺旋槳) 是船舶動力系統(tǒng)的核心部件之一，其制造質量直接影響整船性能和推進效率。隨著國內外學者的深入研究探索，船用螺旋槳的設計制造技術取得了顯著進步。大型船用螺旋槳的制造涉及螺旋槳模具造型、鑄造材料熔煉、澆注、手工打磨、數(shù)控加工、數(shù)字化檢測等眾多工藝，存在周期長、準確性差、制造成本高等缺點，加工很大程度上取決于生產工人的技術熟練程度，無法準確地反映現(xiàn)代設計水平和思想，不能保證螺旋槳的高精度和高強度要求。

復合材料螺旋槳因具有輕質、高效、低噪音、抗疲勞、抗腐蝕及微生物附著、易維修等特點，隨著各國對復合材料研究的深入，復合材料螺旋槳的應用價值也大大體現(xiàn)，成型工藝是復合材料螺旋槳應用的關鍵，加快復合材料螺旋槳在船舶上的研究應用具有重要的意義。

因此，現(xiàn)有技術中，急需要一種復合材料制成的螺旋槳，來替代原先大型船用螺旋槳的材料及其復雜的制造工藝。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳及其制備方法，通過單獨制作碳纖維復合槳葉，然后再將葉片與金屬進行裝配，制作出一種強度高，抗腐蝕、低噪音、易維修的碳纖維復合螺旋槳。

本發(fā)明的目的可以通過下述技術方案來實現(xiàn)：一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳，其特征在于，碳纖維復合螺旋槳包括一個金屬輪轂和安裝在金屬輪轂上的四個碳纖維復合槳葉，金屬輪轂的外圈設有四個安裝卡槽，碳纖維復合槳葉設有與安裝卡槽相對應的安裝凸起，金屬輪轂與碳纖維復合槳葉之間通過安裝卡槽與安裝凸起裝配并附加黏膠層，使得兩者固定連接；碳纖維復合槳葉由預制體和樹脂基體復合而成，預制體是在預制體的模具上，采用鋪縫織物層層疊加鋪貼而成的。

優(yōu)選的，樹脂基體選用如下材料中的一種或者兩種以上組合：不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂。

進一步，所述的鋪縫織物是在基布上采用縫紉線按照預制體模具形狀而縫制的鋪縫織物，所述的基布采用玻璃纖維布，縫紉線采用可熔尼龍線。

一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟：a、制備鋪縫織物，根據(jù)所需要制備的碳纖維復合槳葉的大小，將預先設計好的鋪縫路徑圖導入到鋪縫機器里，將基布放在鋪縫機器的平臺上并固定，調節(jié)鋪縫機器鋪縫針距與速度，運行鋪縫機器，完成鋪縫織物的制作；b、將鋪縫織物的基布去除，裁剪鋪縫織物使其邊緣與織物邊緣有5-15mm余量，利用加熱的方式使得基布與鋪縫織物分離；c、預制體的制備，將去掉基布的鋪縫織物鋪貼在預制體模具上，每鋪貼一片鋪縫織物，就通過加熱的方式定型鋪縫織物一次，鋪縫織物鋪貼完畢，預制體制作完成并密封保存；d、樹脂轉移模塑成型處理，將預制體放入模具中并合模，當模具升溫至30-50℃開始注膠，注膠結束按照樹脂固化制度給模具升溫，固化結束模具降溫，待模具降溫至30-40℃，開始脫模，完成碳纖維復合槳葉的制作；e、金屬輪轂與碳纖維復合槳葉的裝配和膠接，在金屬輪轂膠接區(qū)域鋪貼膠膜，放置加壓氣囊和夾緊工裝，給加壓氣囊加壓，并在一定溫度下，完成金屬輪轂與的碳纖維復合槳葉膠接，獲得碳纖維復合螺旋槳。