一,、海船螺旋槳是什么制成的?海里的船舶螺旋槳是用銅(一般是含有鎳的銅合金)制成的,。因?yàn)楹K锩婧懈邼舛鹊亩喾N復(fù)雜的鹽類,,對(duì)金屬有強(qiáng)大的腐蝕性,而銅屬于非??果}腐蝕的金屬,,而且強(qiáng)度也適合做螺旋槳,也非常便于車床加工生產(chǎn),,所以幾乎所有的海船螺旋槳都是銅制成的 二,、旋翼機(jī)的螺旋槳是怎樣和拉桿器連接的?旋翼機(jī)的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的,,一般現(xiàn)在愛(ài)好者是用摩托艇的發(fā)動(dòng)機(jī)改裝以后,,變速等等的加工改裝使用,一般是木制的多,,碳纖維的是現(xiàn)在2012年以后慢慢使用的,, 旋翼機(jī)的主旋翼材料,現(xiàn)在中國(guó)普通都是鋁合金的,, 三,、輪船螺旋槳是啥材料?數(shù)還是采取傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn),。若再觀察 一下,,這些螺旋槳,99%從外表一看就知道是銅材料制作的,。大家都知道,,銅的硬度和韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如鋼材,那么為何當(dāng)今的船舶首先,,隨著現(xiàn)代船舶越造越大,,民船已經(jīng)有50萬(wàn)噸級(jí)別的,而最大的航母也超過(guò)了11萬(wàn)噸,,因此螺旋槳其實(shí)也越造越大,,螺旋槳的直徑,已經(jīng)從過(guò)去的1到6米,擴(kuò)大到最大到了10米以上,!這種尺寸的部件,,在工業(yè)加工上,就已經(jīng)屬于大型和超大型零件,,螺旋槳表面曲面多,,線條復(fù)雜,,而要求的工藝指標(biāo)為精度高于0. 1mm,,這就造成技術(shù)非常普通的民用螺旋槳,,也難以用一般的車床,、銑床加工成型,;至于軍用的高精度螺旋槳,,就更需要先進(jìn)的高精度數(shù)控機(jī)床來(lái)加工,。 四,、船上的螺旋槳是紫銅還是黃銅,?早期船舶多使用黃銅合金作為螺旋槳材料,,但是隨著船舶大型化,高速化,,黃銅材料的性能逐漸不能滿足需求,,一方面黃銅材料抗拉強(qiáng)度和耐疲勞腐蝕強(qiáng)度較低,應(yīng)用在大型高轉(zhuǎn)速螺旋槳上葉片厚度大,,加上材料密度大,,導(dǎo)致螺旋槳自重過(guò)大,造成軸承過(guò)早磨損,,另外隨著螺旋槳轉(zhuǎn)速增加,,螺旋槳葉面空泡腐蝕加劇,而黃銅螺旋槳在海水中易發(fā)生脫鋅腐蝕,,導(dǎo)致材料塑性降低,,進(jìn)一步加劇空泡腐蝕和應(yīng)力腐蝕,導(dǎo)致螺旋槳容易產(chǎn)生開(kāi)裂折斷,。那么現(xiàn)在像航母這種大型艦船的的螺旋槳一般采用什么材質(zhì)呢,? 航母的螺旋槳材質(zhì)是特制銅合金。為什么不用鋼,,航母常年泡在海水中,,鋼不耐腐蝕。為什么不用純黃銅,,為了增加其剛性,,不變形,就加了錳,、鎳等其它金屬,,按一定比例鍛煉而成,,特制銅合金,。航母的螺旋槳,,其槳葉有五片,重量達(dá)一百多噸,。其制作工藝復(fù)雜,,精度要求高,只有少數(shù)國(guó)家掌握這項(xiàng)工藝技術(shù),??梢哉f(shuō),航母螺旋槳制造工藝,,是機(jī)械制造業(yè)中的黑科技,,一點(diǎn)不為過(guò)。 該工藝大致有三方面的著重點(diǎn),。 一是單片槳葉直徑5~6米,,其鑄模成形中不能有空泡。 二是槳葉表面光滑度要求高,,達(dá)到微米級(jí)別水平,,可以說(shuō)要達(dá)到像玻璃一樣平滑。 三是要?jiǎng)澦?,槳葉就要求有一定的曲度,,異形加工難度高,這可是要精心計(jì)算和加工,。 航母上裝有四個(gè)螺旋槳,,便于轉(zhuǎn)向。而螺旋槳長(zhǎng)年在水底之下,,人們戲稱,,螺旋槳是航母的苦工。據(jù)報(bào)道,,我國(guó)曾給遼寧艦更換過(guò)螺旋槳,,顯然,我國(guó)己經(jīng)掌握這制造工藝,。 五,、四軸加工飛機(jī)螺旋槳葉怎么操作?5軸,、4軸編程,。 如果是旋轉(zhuǎn)軸固定的話,可以直接當(dāng)成3軸機(jī)來(lái)編程,。如果是聯(lián)動(dòng)的話,,那么5個(gè)軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),,這是一個(gè)非常復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程了,只能依靠軟件編程了,,而且5聯(lián)動(dòng)編程不是那么簡(jiǎn)單的,,主要是刀軸方向的確定。3軸聯(lián)動(dòng)編程的話,,刀軸方向始終是朝向XY平面的矢量方向,;4軸聯(lián)動(dòng)編程,刀軸始終是朝向工件旋轉(zhuǎn)軸心線的,;而5聯(lián)動(dòng)編程,,刀軸方向就不是固定的了,隨時(shí)都在變化中,,而且是空間的任意方向變化,,只能依靠軟件來(lái)編程了(例如,加工螺旋槳葉片,,為了得到較高的表面質(zhì)量,,那么就要求,刀具和葉片表面夾角始終保持一致,,那么刀軸的方向就隨著葉片表面曲線始終在變化),。5聯(lián)動(dòng)編程的關(guān)鍵點(diǎn)就是在刀軸的方向上,而且軟件編程時(shí)還需要手工進(jìn)行刀軸的插補(bǔ),,非常的耗時(shí)耗力,。編程和后處理無(wú)關(guān)。后處理,,那個(gè)不用擔(dān)心,,每臺(tái)機(jī)床出廠時(shí),廠家“后處理程序”都是設(shè)置好了的,,只要你用軟件編出走刀路徑,,然后就能通過(guò)后處理程序生成機(jī)床所用的程序。所謂的“后處理程序”,,其實(shí)就是一個(gè)“轉(zhuǎn)換工具”,,將不同軟件編制的程序處理成機(jī)床能夠認(rèn)識(shí)的程序,就是起這么一個(gè)作用的,。 六,、飛機(jī)螺旋槳是用什么木材做成的?工程界普遍認(rèn)為,,櫸木是螺旋槳材質(zhì)比較好的選擇,。櫸木是堅(jiān)硬密實(shí)的木頭,抗沖擊性很好,。而且櫸木也不難找,,獲得性很高,,這點(diǎn)很重要,有大量木材的性能超越櫸木,,但是太稀少了,。 棗木作為木材來(lái)說(shuō)質(zhì)地堅(jiān)硬密實(shí),做飛機(jī)螺旋槳雖然不算是最佳選擇的但是也足夠用了 ,。 總體來(lái)說(shuō)只要是堅(jiān)硬而不脆的木材都是可以選的,,堅(jiān)硬耐磨抗沖擊易于加工防腐性能好的木材那是最好的 ,。 目前市場(chǎng)上的商業(yè)成品螺旋槳,,大多是是櫸木或者是樺木做的,而且主要是多層木料拼接的——為了密度均勻,、減小動(dòng)平衡里的一項(xiàng)——離心力的平衡,,而且多層木料可以使木頭的紋路交叉增加強(qiáng)度。 在航空器發(fā)明面世至今的百余年里,,早期螺旋槳的材質(zhì)主要使用木材,,直到一次大戰(zhàn)以后,才有金屬材料的螺旋槳出現(xiàn),,大規(guī)模普及也是在二戰(zhàn)以后了,。 現(xiàn)在雖然有工程塑料、玻璃纖維,、碳纖維等優(yōu)質(zhì)代替品,,但是目前還有飛機(jī)的螺旋槳是用木頭做的。當(dāng)然如果是做模型的話,,對(duì)木質(zhì)的要求就不是那么高了,,能飛+便宜+耐用,就是好材料,。 七,、螺旋槳用途材質(zhì)及特點(diǎn)?和大多數(shù)人猜想的不一樣,,螺旋槳其實(shí)基本不使用鋼鐵材料打造,,因?yàn)檫@玩意兒不耐腐蝕,而且不易加工切割,,因此在二戰(zhàn)之前,,不管是軍用還是民用螺旋槳大多采用的是高強(qiáng)度黃銅(銅鋅錫合金)鑄造而成。這種材料強(qiáng)度較高,,又比鋼材更好加工塑型,,特別是在海水的高鹽環(huán)境下有很好的耐腐蝕作用,在造船業(yè)曾經(jīng)得到了長(zhǎng)時(shí)間的青睞,。 (1911年泰坦尼克號(hào)黃銅螺旋槳安裝) 但是隨著船舶特別是軍艦的快速發(fā)展,,噸位越來(lái)越大,,速度越來(lái)越快,黃銅逐漸顯露出自己的劣勢(shì),。首先萬(wàn)噸級(jí)海輪要求使用與自己體型相符的米級(jí)以上大葉片螺旋槳,,而黃銅材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕疲勞性較弱,因此必須保持一定的厚度和體積才能滿足要求,,而這就造成了螺旋槳重量過(guò)大,,不僅增加了船舶動(dòng)力負(fù)擔(dān),而且對(duì)傳動(dòng)軸承的磨損也更加劇烈,。 (脾斯麥號(hào)戰(zhàn)列艦) 另一方面,,船只速度的加快促使螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度不斷提高,附加在葉片上的空泡腐蝕量(旋轉(zhuǎn)過(guò)程中氣泡快速生成與爆裂造成的腐蝕)也成倍增加,,而這就導(dǎo)致黃銅發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的脫鋅現(xiàn)象,,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)一步降低。隨著黃銅螺旋槳經(jīng)常性的開(kāi)縫破損斷裂,,迫切地要求人們找到一種更適用于大型船只的新型螺旋槳材料,。 (螺旋槳邊緣空泡腐蝕) 這樣的尷尬最終被英國(guó)海軍所打破,在二戰(zhàn)中,,英國(guó)海軍為了提高魚雷艇的速度,,給它們加裝了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),這使得螺旋槳的速度成倍增加,,結(jié)果在使用黃銅螺旋槳的試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了非常嚴(yán)重的空泡腐蝕現(xiàn)象,,有時(shí)候甚至沒(méi)到100海里就直接龜裂折斷。英國(guó)海軍在經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)對(duì)比后,,最終選擇了一種新型的鎳鋁青銅材料制造螺旋槳,,并最終獲得了成功。 (英國(guó)1935年級(jí)高速魚雷艇) 鎳鋁青銅材料是具有跨時(shí)代意義的,,它的密度比黃銅小10%,,但是耐空泡腐蝕性能是黃銅的3倍,腐蝕疲勞強(qiáng)度是黃銅的2倍,,在海水特別是高污染海水中的脫材料現(xiàn)象也比黃銅要小50%以上,,難能可貴的是鎳鋁青銅還繼承了黃銅材料易鑄造,好切割的優(yōu)點(diǎn),。經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用統(tǒng)計(jì),,使用鎳鋁青銅材料制成的螺旋槳厚度減少了8%,重量減輕15%,,螺旋槳的壽命提高兩倍以上,,效率提高20%。正因?yàn)樗绱藘?yōu)良的特性,,在二戰(zhàn)后迅速普及,,成為了大型船舶,,特別是大型潛艇和軍艦(包括航母)螺旋槳材料的不二選擇! 在鎳鋁青銅材料的基礎(chǔ)上,,西方各國(guó)還通過(guò)調(diào)整鎳鋁成分配比以及使用新的急冷鑄造法,,進(jìn)一步提高了軍艦螺旋槳的耐腐蝕性能和抗拉強(qiáng)度。而為了減少船只噪音,,又通過(guò)增加螺旋槳葉片和使用大傾斜的外形,,取得了不錯(cuò)的靜音效果,在泵推技術(shù)沒(méi)有誕生之時(shí),,七葉大傾斜螺旋槳是各國(guó)核潛艇的標(biāo)配,,航母因?yàn)閷?duì)噪音的要求沒(méi)有核潛艇高,因此使用的多是維護(hù)性和成本更低一些的五葉大傾斜螺旋槳,。 (潛艇七葉大傾斜螺旋槳) 而即使有了鎳鋁青銅材料和急冷加工技術(shù),,想要鑄造打磨出合格的航母螺旋槳依舊不是那么容易。美軍尼米茲和福特級(jí)航母上總共有4個(gè)五葉螺旋槳(便于轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)),,每一個(gè)直徑大約6.4米,重量約為30噸,。 (尼米茲級(jí)航母螺旋槳) 然而這么大的航母螺旋槳卻對(duì)精度的要求極其嚴(yán)苛,,表面要求絕對(duì)平整光滑,曲面角度要求絲毫無(wú)差,,加工鑄造難度極大,。以幾個(gè)工人輪班打磨數(shù)十天才能完成,現(xiàn)在多采用7軸五聯(lián)動(dòng)大型數(shù)控機(jī)床加工,,效率提高了十倍以上,,但是這種機(jī)器目前全世界能制造的不超過(guò)五個(gè)!你說(shuō)難度大不大,? 八,、40萬(wàn)噸船螺旋槳多大?螺旋槳超過(guò)11米,、總重超過(guò)70噸! 去年由中船重工集團(tuán)為40萬(wàn)噸礦砂船研發(fā)的一型4葉螺旋槳直徑超過(guò)11米,、總重超過(guò)70噸!相對(duì)于軍艦,民用船舶航速較低,,最大航速一般不超過(guò)20節(jié),,而且主動(dòng)力系統(tǒng)一般采用大功率速度柴油機(jī),因此,,螺旋槳轉(zhuǎn)速較慢,,對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝等的要求相對(duì)要低一些,,因此,,其結(jié)構(gòu)尺寸可以做到較大! 在海水中,,水對(duì)螺旋槳的阻力很大,此外,,海輪通常使用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)螺旋槳,,并且在沒(méi)有減速機(jī)構(gòu)的情況下直接將動(dòng)力提供給主軸。
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