一种舵装置弹性传动机构的制作方法

本实用新型涉及船舶舾装，尤其是舰船的舵装置传动机构。

背景技术：

目前，舰船的舵装置采用刚性安装，如图1、图2所示，即舵轴与船体通过舵轴套管连接，舵轴底部与舵叶固定连接，舵轴顶部与舵柄固定连接，舵柄与推舵机构连接，整套舵装置的传动机构采用刚性的连接形式，要求各部件具有较高的加工和安装精度，来保证整套传动机构活动顺滑、密封可靠。但由于舰船的航速一般较大，而舵叶往往布置在推进器后方的尾流中，在转舵时舵叶会受到强烈的水流冲击，产生的振动较大，且水流对舵叶的载荷不稳定，在长期使用后，会导致舵轴密封不严，出现漏水现象。

此外，舰船在复杂海洋环境中，需要面对某些高负载的冲击波，冲击波会破坏舰船的水下外板以及舵鳍、推进器等装置，造成外板的变形破损，以及舵鳍、推进器等装置的塑性变形，使得舵鳍、推进器等转动机构的转轴损坏卡死而无法工作。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种舵装置弹性传动机构，所述的舵装置弹性传动机构，在舵轴与推舵机构之间加装一套可离合的弹性套管传动机构，该传动机构将舵轴与推舵机构的刚性连接转变为弹性连接，可缓解转舵时推进器尾流对舵叶的冲击载荷；此外，当舰船遭遇水下冲击波时，该传动机构使得舵叶和舵轴可弹性转动，避免舵装置的转轴或传动机构受力过大，造成漏水或变形卡死等损坏。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种舵装置弹性传动机构，包括：舵轴、舵柄、传动销、顶部轴套组件、弹性套管组件、离合插销组件，舵轴中部通过舵轴套管与船体构架连接，舵轴顶部与顶部轴套组件连接，顶部轴套组件与舱室顶部构架连接，弹性套管组件顶部与舵轴顶部连接，舵柄通过传动销与弹性套管组件底部连接，离合插销组件与舵柄固定连接，舵轴可通过离合插销组件与舵柄固定连接。

进一步，所述的弹性套管组件包括：橡胶弹性管、安装法兰、舵轴连接法兰、舵柄连接套管，橡胶弹性管两端通过螺栓与安装法兰固定连接，顶部安装法兰与舵轴连接法兰固定连接，底部安装法兰与舵柄连接套管固定连接。

进一步，所述的顶部轴套组件包括：轴端套管、支持平台、固定支架，轴端套管与支持平台固定连接，支持平台与固定支架固定连接，固定支架与舱室顶部构架固定连接。

进一步，所述的离合插销组件包括：离合插销、插销螺杆、手轮、手轮托盘、托盘支架，离合插销与舵柄滑动连接，离合插销与舵柄连接套管滑动连接，离合插销与插销螺杆固定连接，插销螺杆通过螺纹与手轮连接，手轮与手轮托盘滑动连接，手轮托盘与托盘支架固定连接，托盘支架与舵柄固定连接。

本实用新型与现有技术相比，其优点和有益效果是：

维持现有舰船的舵装置尤其是传动机构的设计形式，不影响舵装置的设计及布置，技术难度及风险可控，具备对现有舰船的舵装置进行大批量改装的可能；

采用装弹性套管组件，在舵轴及推舵装置之间加装弹性套管组件，使得舵装置的传动机构由刚性连接转变为弹性连接，可保证舵叶在受到推进器尾流冲击或者水下冲击波时，舵轴可弹性转动，避免舵装置的转轴或传动机构受力过大，造成漏水或变形卡死等损坏。

采用和顶部轴套组件，通过加长舵轴，并在舵轴顶端设置顶部轴套组件，增加了舵轴与船体的连接部位，提高了舵轴的刚度，并为在舵轴上加装其他传动装置提供了空间。

采用离合插销组件，可实现舵轴与推舵机构的弹性连接和刚性连接的手动转换，在日常使用舵装置时，舵轴与推舵机构之间可根据需要，采用刚性连接或弹性连接，在作战环境需要保护舵装置时，舵轴与推舵机构之间可快速切换为弹性连接。

附图说明

图1是目前舰船的典型舵装置布置侧视图；

图2是目前舰船的典型舵装置布置正视图；

图3是本实用新型在现有舵装置上的加装侧视图；

图4是本实用新型在现有舵装置上的加装正视图；

图5（a）是本实用新型的橡胶弹性管的结构示意图；

图5（b）是图5（a）中的A-A视图；

图6是本实用新型的弹性套管组件的结构示意图。

图7是本实用新型的顶部轴套组件的结构示意图；

图8是本实用新型的离合插销组件的弹性连接状态示意图；

图9是本实用新型的离合插销组件的刚性连接状态示意图；

图10是图9的视向图。

具体实施方式

以下将结合附图1~10和具体实施例对本实用新型实施例的一种舵装置弹性传动机构作进一步说明。图中，1为舵轴、2为舵柄、3为传动销、4为弹性套管组件、5为顶部轴套组件、6为离合插销组件、7为橡胶弹性管、8为安装法兰、9为舵柄连接套管、10为舵轴连接法兰、11为轴端套管、12为支持平台、13为固定支架、14为离合插销、15为插销螺杆、16为手轮、17为手轮托盘、18为托盘支架。

如图1所示，是目前舰船典型舵装置布置的侧视图。舵轴1通过舵轴套管与船体构架安装，舵轴1与舵叶固定安装，舵轴1与舵柄2通过传动销3固定连接，当推舵机构驱动舵柄2时，舵柄2可带动舵轴1一同转动，舵轴1驱动舵叶转动，舵叶受到水流冲击，产生水动力，从而实现舰船的转向。

如图2所示，是目前舰船典型舵装置布置的正视图。一般舰船设有两组推进器，为了获得较好的水动力性能，舵叶一般也设为两组，分别对应布置在推进器的后方，舵叶布置的船体处较为开倘，使得舵叶周围无保护结构，容易受到水下冲击而损坏。推舵机构采用液压缸和连杆的形式，驱动舵柄2进行转动。

如图3所示，是本实用新型在现有舵装置上的加装侧视图。舵轴1的长度加大，通过顶部轴套组件5与舱室顶部构架连接，提高了舵轴的安装刚度。弹性套管组件4通过舵轴连接法兰10与舵轴1的顶部固定连接，弹性套管组件4通过舵柄连接套管9和传动销3与舵柄2固定连接，当离合插销组件6中的离合插销14处于松脱状态时，弹性套管组件4，舵轴1仅通过弹性套管组件4中的舵轴连接法兰10固定连接，当舵柄2受到推舵机构驱动时，转动力矩要通过弹性套管组件4中的橡胶弹性管7传递到舵轴1上，同理，当舵叶受到冲击，传递到舵轴1的超量转动负载要通过橡胶弹性管7才能传递到舵柄2及推舵机构上，橡胶弹性管7的弹性变形可以吸收和缓解舵叶受到的冲击力，避免冲击力对舵轴1和推舵机构造成损坏。

如图4所示，是本实用新型在现有舵装置上的加装正视图。顶部轴套组件5、弹性套管组件4的加装，允许两片舵叶进行各自独立的弹性安装，当处于水下冲击环境中时，各组舵叶可带动舵轴1相对于舵柄2进行独立的弹性转动，增加了整套传动机构的弹性冗余。当需要舵轴1和舵柄2进行刚性连接使用时，可人工操作舵柄2两端安装的离合插销组件6，转动手轮16，使离合插销14沿着舵柄2和舵柄连接套管9中的滑孔，伸入到舵轴1的销槽中。

如图5（a）和图5（b）所示，是本实用新型的橡胶弹性管7结构示意图。橡胶弹性管7受转动力矩后，可在一定范围内弹性变形，主要采用埋设加强钢丝和纤维织布加强芯层的橡胶材料制作，该弹性管根据舵机的扭距大小，设计其弹性截面及安装结构。橡胶弹性管7的主体中部应采用鼓形突起，便于橡胶弹性管7在受力上下扭转，因弹性变形导致其内部管径收缩时不会碰到或卡死舵轴1；此外橡胶弹性管7的过渡横截面应采用波浪凹凸结构，以获得更大范围的弹性变形能力。

如图6所示，是本实用新型的弹性套管组件4的结构示意图。弹性套管组件4固定安装在舵轴1和舵柄2之间，当离合插销组件6中的离合插销14与舵轴1脱开时，舵柄2的转动力矩通过弹性套管组件4传递到舵轴1上。弹性套管组件4的主要弹性功能部件为橡胶弹性管7，当舵叶受到较大的冲击载荷时，橡胶弹性管7可允许舵轴1大角度弹性转动，从而降低舵叶侧面受到的冲击力，保护整套舵的传动机构。其中，舵柄连接套管9根据离合插销14的装配位置开有滑动槽，便于离合插销14的伸缩滑动操作。

如图7所示，是本实用新型的顶部轴套组件5的结构示意图。固定支架13的尺寸根据船体舱室顶部构架的布置确定，支持平台12用于支持轴端套管11，其尺寸可现场调整，保证与固定支架13的可靠固定，并保证轴端套管11与舵轴1的良好连接。

如图8所示，是本实用新型的离合插销组件6的弹性连接状态示意图。舵柄2通过4个传动销3与弹性套管组件4的舵柄连接套管9固定连接，舵柄2的外侧两端对称安装两组离合插销组件6，离合插销组件6中的离合插销14装配在舵柄2和弹性套管组件4的舵柄连接套管9的滑动槽中，离合插销组件6中的手轮16与手轮托盘17滑动连接并限位，手轮16通过矩形螺纹，与插销螺杆15连接，插销螺杆15与离合插销14固定连接，转动手轮16即可使离合插销14在滑动槽中的一定范围内伸缩滑动。当离合插销组件6中的离合插销14与舵轴1脱开时，舵柄2与舵轴1处于滑动连接状态，舵柄2的转动力矩需要通过弹性套管组件4才能传递到舵轴1上。

如图9所示，是本实用新型的离合插销组件6的刚性连接状态示意图。当不需要舵柄2与舵轴1为弹性连接时，可操作舵柄2两侧安装的离合插销组件6，转动手轮16，利用矩形螺纹推动离合插销14伸入舵轴1的销槽，完成舵柄2与舵轴1的刚性连接。

如图10所示，是图9的视向图。离合插销组件6居中对称安装在舵柄2的两侧，离合插销14的具体尺寸根据实际转舵力矩计算后确定，其外表面应加工光滑、略带锥度，便于离合插销14在舵柄2与舵柄连接套管9的滑动槽中灵活伸缩。托盘支架18安装处的舵柄2需要设置基座平面，便于托盘支架18的安装调整。