本发明设计船舶设备制造,尤其涉及一种高航速船舶设备制造技术。
背景技术:
1、为了保障船舶航行安全,方便艇上人员操作使用各种设备,一般情况下会在驾驶室设置驾驶台。驾驶台的设计制造与其任务界面高度相关。目前船舶驾驶台制造领域中,缺少适用于高速航行状态下的使用新型材料的驾驶台。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是:需要一种适用于高速航行状态下的使用新型材料的驾驶台,能够承受高速艇高速航行时的加速度并正常可靠运行,满足高速艇高速航行时颠震以及冲击要求。
2、本发明解决其技术问题的解决方案是:一种基于新材料的大型高速艇驾驶台制作方法, 所述驾驶台包括左台台体、中台台体和右台台体,所述左台台体、中台台体和右台台体相互之间采用分台体结构,左台台体与右台台体的结构相对中台台体对称;左台台体、中台台体和右台台体均是由台体上箱、台体前台和台体下箱构成,其中台体上箱和台体前台采用碳纤维框架一体成型制作,台体下箱采用铝合金框架,即左台台体、中台台体和右台台体均为框架结构,均是由一个碳纤维框架和一个铝合金框架组合而成,其中一个碳纤维框架为一体成型的台体上箱和台体前台,一个铝合金框架为台体下箱。
3、其中台体下箱的铝合金框架包括上顶面板、左侧立板、右侧立板、后侧立板和下箱门板,下箱门板为可拆卸方式安装在铝合金框架前侧,下箱门板上设置有冷却风入口,上顶面板后侧设置有长条形冷却风出口;铝合金框使用5a06铝合金材料制作,在铝合金框的弯折角处设置有加强筋,台体下箱主框架的各平面要达到平面度0.2㎜、同轴度0.1㎜、平行度0.2㎜的精度,零件加工时的变形量控制在0.2㎜以内。
4、台体上箱和台体前台一体成型制作的碳纤维框架采用共固化加工工艺制作:
5、(1)制备碳纤维增强环氧树脂复合材料:将环氧树脂放入模腔内,然后在其表面覆以编织方法制成的碳纤维预制体增强材料,再用真空袋封闭模腔,抽真空并加热模具使模具内的环氧树脂融化,使得环氧树脂在真空状态下渗透到碳纤维预制体中,然后进行固化得到碳纤维增强环氧树脂复合材料;
6、(2)将碳纤维增强环氧树脂复合材料放入模具,采用铺层胶接固化一体成型方式制造一体的台体上箱和台体前台的碳纤维框架。
7、采用配合配制工艺制作铝合金框架和碳纤维框架,在铝合金框架和碳纤维框架对应位置设置腰形螺孔,采用螺栓和螺母作为连接件,腰形螺孔中镶嵌钢丝衬套;同时对钢丝衬套和螺栓表面进行电镀锌处理,在其表面形成氧化锌薄膜。
8、所述驾驶台的左台台体、中台台体和右台台体相互对应位置设置腰形螺孔,采用螺栓和螺母作为连接件,腰形螺孔中镶嵌钢丝衬套;同时对钢丝衬套和螺栓表面进行电镀锌处理,在其表面形成氧化锌薄膜。
9、铝合金框架、碳纤维框架的最薄处厚度大于3mm,加强筋厚度为10mm,相互之间连接部分厚度20mm。
10、所述碳纤维增强复合材料为碳纤维增强环氧树脂复合材料。
11、采用钛合金刀具对铝合金框架进行加工,包括粗加工、半精加工及精加工进行,然后进行余量去除,在加工过程中使用切削液,以保证加工过程中的精度以及加工过程的安全。
12、台体下箱的上顶面板上固定设置有风扇,风扇出口对应上顶面板后侧的长条形冷却风出口,风扇安装方式为吸风,即风从台体正面被吸入,从台体背部导出,带走机箱内部产生的热量。
13、对台体的门板进行电磁密封设计:在台体门板与台体接合处安装金属屏蔽丝网来保证台体的电磁屏蔽性能。对所述台体进行导电设计,对台体下箱的铝合金框架进行导电氧化,上部碳纤维框架内表面喷导电漆。进行电缆辐射抑制:电源线采用屏蔽导线,敏感信号线使用双绞线、使用emi吸波磁环消除尖峰干扰;进行接地设计:分别设有分离的机壳地和信号地。
14、本发明的有益效果是:
15、本发明在铝合金框架上设置碳纤维框架,采用碳纤维框架制作台体上箱和台体前台。相对于完全采用铝合金框架的驾驶台台体,本发明制作的驾驶台台体框架可以满足高速艇高速航行时颠震以及冲击要求。驾驶台能够承受高速艇高速航行时的加速度并正常可靠运行,其加速度承受能力可以达到:垂向:5g,横向:4g,轴向:4g,同时满足峰值加速度100m/s2,脉冲持续时间16ms的颠震环境。同时,本发明的碳纤维框架采用共固化加工工艺制作,每一缕碳纤维都是千万根纤维组成。将碳纤的性能集中到驾驶台受到冲击和颠振方向,使碳纤维更为有效地发挥作用。
16、本发明选择腰形螺孔配合钢丝衬套的方式连接铝合金框架和碳纤维框架,在螺栓表面进行电镀锌处理。在高速艇高速行驶过程中,驾驶台会受到正弦振动、随机振动、颠震以及冲击,在极限颠振情况下腰形螺孔的设置可以让螺栓有一定的位移空间。同时,对钢丝衬套和螺栓表面进行镀锌处理,在其表面形成氧化锌薄膜,在连接件具有一定抗腐蚀和耐磨作用情况下,使得连接件之间能够获得一定的摩擦润滑,避免极限颠振情况下连接件发生相对位移对框架的磨损,也可以避免与铝合金发生化学反应。
17、本发明左台、中台和右台的进风孔设计在台体的正前方,在台体下箱的上顶面板上固定设置风扇,这样增加通过风扇的作用,在设备内部有效的针对每个插箱增加了风的流动,便于台内插箱的冷却。
1.一种高速艇驾驶台制作方法,其特征在于:所述驾驶台包括左台台体、中台台体和右台台体,所述左台台体、中台台体和右台台体相互之间采用分台体结构,左台台体与右台台体的结构相对中台台体对称;左台台体、中台台体和右台台体均是由台体上箱、台体前台和台体下箱构成,其中台体上箱和台体前台采用碳纤维框架一体成型制作,台体下箱采用铝合金框架,即左台台体、中台台体和右台台体均为框架结构,均是由一个碳纤维框架和一个铝合金框架组合而成,其中一个碳纤维框架为一体成型的台体上箱和台体前台,一个铝合金框架为台体下箱;
2.如权利要求1所述高速艇驾驶台制作方法,其特征在于:所述驾驶台的左台台体、中台台体和右台台体相互对应位置设置有腰形螺孔,采用螺栓和螺母作为连接件,腰形螺孔中镶嵌钢丝衬套;同时对钢丝衬套和螺栓表面进行电镀锌处理,在其表面形成氧化锌薄膜。
3.如权利要求1所述高速艇驾驶台制作方法,其特征在于:其中台体下箱的铝合金框架包括上顶面板、左侧立板、右侧立板、后侧立板和下箱门板,下箱门板为可拆卸方式安装在铝合金框架前侧,下箱门板上设置有冷却风入口,上顶面板后侧设置有长条形冷却风出口;铝合金框使用5a06铝合金材料制作,在铝合金框的弯折角处设置有加强筋。
4.如权利要求1所述高速艇驾驶台制作方法,其特征在于:铝合金框架、碳纤维框架的最薄处厚度大于3mm,加强筋厚度为10mm,相互之间连接部分厚度20mm。
5.如权利要求1所述高速艇驾驶台制作方法,其特征在于:采用钛合金刀具对铝合金框架进行加工,包括粗加工、半精加工及精加工进行,然后进行余量去除,在加工过程中使用切削液,以保证加工过程中的精度以及加工过程的安全。
6.如权利要求1所述高速艇驾驶台制作方法,其特征在于:台体下箱的上顶面板上固定设置有风扇,风扇出口对应上顶面板后侧的长条形冷却风出口,风扇安装方式为吸风,即风从台体正面被吸入,从台体背部导出,带走机箱内部产生的热量。