一种圆形锚唇及正圆锥面锚台的设计制造方法技术

本发明专利技术涉及船舶设计与制造领域，具体是指一种圆形锚唇及正圆锥面锚台的设计制造方法，包括甲板、船体和贯穿甲板与船体的锚链筒，以及设在船体外侧用于固定锚的锚唇和锚台，所述锚唇为圆形，所述锚台为一正圆锥与锚唇及船体相交所截取的圆台，其中锚台的展开曲面为所述正圆锥展开曲面的一部分。本发明专利技术的优点在于，摒弃了以往通过制造无规则样箱模型来设计制造锚台及锚唇的缺陷，为锚台及锚唇的设计制造提供了系统的技术理论支持，解决了长期困扰船舶制造业的锚台及锚唇设计安装问题，优化了生产工艺，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶设计与制造领域，具体是指。
技术介绍
在船舶制造技术中，常常将锚定位在位于船艏的锚台及锚唇之上，如图1所示，包括甲板1、船体2和贯穿甲板1与船体2的链锚筒3，以及设在船体2外侧用于固定锚6的锚唇5和锚台4，所述锚唇5为锚台4顶部的刚性结构，所述锚6的侧面在收拢时紧紧贴合在锚唇5之上。由于船体的外部线型具有复杂性，尤其是船艏的线型较为复杂，所以目前习知的锚台及锚唇设计、制造均通过制造模型及手工放样修改尺寸来完成，对于一个锚而言，与其定位的锚台及锚唇可以设计出无数个方案，制造时完全通过设计模型，以及对模型进行尺寸修正来确定相关参数，由于没有系统的技术理论支持，现有技术中的锚唇多设计为不规则几何图形，而锚台也多为不可展开的曲面，造成了加工难度高，加工时间长的现象，不利于生产活动的进行。本专利技术人认真研究锚唇卡锚的原理之后，从而设计出一种便于制造的平面锚唇；锚台为曲面可展的正圆锥曲面，方便施工制造；以及简易可靠的确定锚台的正圆锥曲面与船体曲面相贯线的方法，使锚唇与锚台的设计制造变得简单可靠。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供。本专利技术通过以下技术方案实现，包括甲板、船体和贯穿甲板与船体的锚链筒，以及设在船体外侧用于固定锚的锚唇和锚台，所述锚唇为圆形，所述锚台为一正圆锥与锚唇及船体相交所截取的圆台，其中锚台的展开曲面为所述正圆锥展开曲面的一部分。制造方法包括以下步骤①.设计制造圆形锚唇，i.根据不同类型锚的特性选取三或四个定位点，从而确定锚与锚唇的贴合平面，ii.根据几何学原理，任意三角形或者等腰梯形有且只有一个外接圆，延长所述等腰三角形和等腰梯形的高，与外接圆的两个交点即为圆形锚唇的直径，iii.确定圆形锚唇的最小厚度及边缘倒角的半径，假设锚的锚杆宽度为b，则锚唇的边缘倒角r可按r>b/10选取，所述r亦为锚唇的最小厚度；所述锚包括T型锚与M型锚两种典型的型式，下面就两种锚的锚唇5设计及制造方法分别进行说明，实施例一所述T型锚的锚唇设计制造，锚的下部有一突出的筋，因此这类锚总是通过三个定位点与锚唇接触，其中锚与锚唇接触的一个定位点T3在所述的筋上；另外的两个定位点Tl、T2则分别在左右锚齿的某一位置，为了设计及制造的方便，以及使得锚受力均勻，因此定位点T1、T2应对称地在锚齿上选取，一般选取锚齿变宽处以下3(T50mm，另外为了减小锚齿的弯曲应力，锚齿上的定位点Tl、T2与筋上的定位点T3的距离不宜过大，同时亦优化了锚唇的设计尺寸，节约了成本。由于所选取的三个定位点Tl、T2、T3构成一等腰三角形，则其中T1T2为底边，T4 为底边中点，T3T4为等腰三角形的高，根据几何学原理，任意三角形有且只有一个外接圆， 该外接圆即为设计锚唇的圆形，再延长T3T4交外接圆于点T5，从而得出所设计之圆形锚唇的直径长度为T3T5。实施例二 所述M型锚的锚唇设计制造，锚的中部没有突出的筋，因此这类锚总是通过四个定位点与锚唇接触，分别在锚的左右锚齿上各取两点，其中两定位点M3、M4选取在锚转轴以下的左右锚齿上；另两定位点Ml、M2则选取在左右锚齿上部某个位置，为了设计及制造的方便，以及使得锚受力均勻，因此定位点Ml、M2及M3、M4应对称地在锚齿上选取，一般选取锚齿变宽处以下3(T50mm，另外为了减小锚齿的弯曲应力，锚齿上部的定位点 M1、M2与锚齿下部的定位点M3、M4的距离不宜过大，同时亦优化了锚唇的设计尺寸，节约了成本。由于所选取的四个定位点M1、M2、M3、M4构成一等腰梯形，其中M3M4为上底，M1M2 为下底，M5、M6分别为上底和下底的中点，则M5M6为梯形的高，根据几何学原理，任意等腰梯形有且只有一个外接圆，该外接圆即为设计锚唇的圆形，再延长M5M6交外接圆于点M7、 M8，从而得出所设计之圆形锚唇的直径长度为M7M8。②.将锚台设计为一正圆锥与锚唇相交所截取的圆台， i.作步骤①所得外接圆直径T3T5(M7M8)的垂直平分线cc， .作经过锚唇外接圆的斜线油，则以垂直平分线cc为中轴旋转斜线ΙΛ所得的假设实体，即为所需设计之锚台的正圆锥；其原理如下，对于任意正圆锥有方程(1) Z2=B (XV)……⑴ 对于平面锚唇有方程(2): z=k (x+y) +b......(2)由于锚唇安装在锚台上，则锚台与锚唇的交线即为方程(1)与(2)的通解，将方程(2) 代人(1)整理得出 -2k2xy=b2 ...... (3)根据方程(3)可得出结论如下当a = k2时，圆锥面同锚唇平面交线为双曲线；当a兴k2时，圆锥面同锚唇平面的交线为曲线；而当k = 0时，则圆锥面同锚唇平面得交线为圆，其方程如下x2+y2=b2/ (a-k2)……(4)当k = 0时，根据方程(2)得z=b……(5)根据方程(4)及(5)得出，如果k = 0，则设计的正圆锥与锚唇的交线必为圆形，从而证明了正圆锥的锚台与圆形的锚唇配合具有的合理性。③.求解锚台与船体的相贯线，i.正圆锥曲面与同其轴平行的任意平面的交线求法，作任一平行于正圆锥高的平面P与正圆锥相切，作任意母线0L，其水平投影为ol并交平面P于11，过11作垂线交OL于Ll， Ll即为平面P与圆锥曲面的一个交点，作出数量足够的母线(所作母线越多，所得平面P与正圆锥的交线越精确)，分别求出平面P与正圆锥相切之水平投影点12，13……，以及平面P 与正圆锥的交点L2，L3……，然后将Li、L2、L3用一光滑的曲线相连，即为平面P与正圆锥的交线PP， .船体相贯线与任意平面的交线求法，作垂直于外接圆所作平面的任意平面a-a，其在A-A剖面上的投影为aa，iii.锚台正圆锥曲面一船体相贯线的求法，由任意平面P与任意平面a-a相交，可得曲线PP与曲线aa之上、下交点dl、d2，作出数量足够的平面P与平面a_a (所作相交平面越多，所得曲线PP与曲线aa的交点越多)，将这些交点连成一条光顺曲线dd，即为锚台正圆锥曲面与船体相贯线在A-A剖面上的投影；④.根据锚台正圆锥曲面制造锚台，i.锚台正圆锥曲面与船体相贯线在A-A剖面上的投影dd，即为相贯线在锚台所在正圆锥的投影， .展开锚台正圆锥曲面，并作出相贯线在展开的锚台正圆锥曲面上的投影DD，锚唇所在平面与船体相贯线所截区域，即为锚台在正圆锥曲面上的面积；⑤.将步骤④所得面积卷曲焊接制造成锚台，锚唇焊接在锚台的顶部，锚台的底部则与船体焊接为一体。本专利技术的优点在于，摒弃了以往通过制造无规则样箱模型来设计制造锚台及锚唇的缺陷，为锚台及锚唇的设计制造提供了系统的技术理论支持，解决了长期困扰船舶制造业的锚台及锚唇设计安装问题，优化了生产工艺，提高了生产效率。附图说明图1为现有技术示意图； 图2为T型锚的主视图3为T型锚的左视图4为T型锚的锚唇平面圆设计示意图5为图4平面圆的直径示意图6为M型锚的主视图7为M型锚的左视图8为M型锚的锚唇平面圆设计示意图9为图8平面圆的直径示意图10为锚唇厚度设计示意图11为锚台所在正圆锥的示意图12为一平行圆锥的高的剖面与正圆锥所得交线示意图13为一平面与船体相交的示意图14为图13所述平面在A-A视图上的投影；图15为锚台正圆锥面曲线与船体的相贯线在A-A剖视图上的投影；图16本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种圆形锚唇及正圆锥面锚台的设计制造方法，包括甲板（１）、船体（２）和贯穿甲板（１）与船体（２）的锚链筒（３），以及设在船体（２）外侧用于固定锚（６）的锚唇（５）和锚台（４），其特征在于：所述锚唇（５）为圆形，所述锚台（４）为一正圆锥与锚唇（５）及船体（２）相交所截取的圆台，其中锚台（４）的展开曲面为所述正圆锥展开曲面的一部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚珍祥，高中延，
申请(专利权)人：广东中远船务工程有限公司，
类型：发明
国别省市：44