一种减摇减振的发电船舶底架的制作方法

本发明涉及一种船舶舱室底架，尤其涉及一种能减摇与减振并且带有发电功能的船舶舱室底架，属于船舶减摇减振设备技术领域。

背景技术：

机舱动力机械是船舶的主要振动源，工作时将振动传递给基础，再从基础传递至舱室底板，产生舱室内部振动噪音，影响船员的正常工作与休息，严重时还会导致船员呕吐、眩晕等症状。近年来，随着海运事业的发展，船舶吨位、航速及动力装置功率的不断提高，使得船舶舱室振动噪声污染日益严重，更加影响了船员的舒适性。

此外，船舶在运行过程中，由于风浪作用，船舶会产生摇摆，船舶的摇摆，可以分为横摇、纵摇、立摇和垂直升降四种运动形式。剧烈的摇荡会降低航速，造成货损，损坏船体和机器，使旅客晕船，影响船员生活和工作等。其中，横摇是影响船舶舱室内部环境舒适性的最主要因素，近年来，随着环境恶化，海洋中的恶劣天气越来越频繁，使得船舶在海里的航行不稳定性加强，船舶摇摆更加厉害，导致船舶舱室的摇摆也随着加剧，这容易降低船员工作的效率。

船舶舱室隔振与减摇属于被动隔振减摇，其目的是减少船体的振动与摇摆传递到舱室底板，从而降低舱室的振动和摇摆，传统的方法是在舱室底部安置一定量的隔振器，布置隔振器后，对舱室有一定隔振效果，但是却几乎没有减摇效果。所以，研究和探索一种适用于船舶舱室减摇减振的新技术、新方法，对于提高船舶工作人员的舒适性和工作效率具有重要意义。设计出一种兼顾舱室减摇减振的装置，从而能有效减小舱室振动和摇摆具有重要的工程应用价值。

申请号为cn201310215233.9，名称为“船舶舱室围壁复合阻振隔声结构”的发明专利，公开了一种船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，包括外层面板、里层面板、框架、筋板、阻振质量块、阻尼块和填料，所述框架设置有与框架左右边框相连接的阻振质量块，框架的上下框中竖直设置有均等间距并与框架和阻振质量块相连接的筋板，框架的两面分别连接有外层面板和里层面板，中间形成若干空腔，空腔中设置有填料和在外层面板和里层面板上至少其中一层面板上按规则敷设有至少一块阻尼块。该发明兼备舱室围壁结构减振隔声功能于一体，有效降低了船舶舱室内部的振动噪声，并且提高了舱室围壁的防火能力，也便于船舶模块化制造、安装，有效缩短船舶舱室舾装的制造时间，提高建造效率。然而，该发明虽然能减少一定量的振动传递，但是却不能降低舱室的低频摇摆，所以工程实用价值受到一定限制。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种减摇减振的发电船舶底架。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种减摇减振的发电船舶底架，包括上层支承架1、弹簧2、下层支承架4、功能组件8；

所述上层支承架1与下层支承架4，所述上层支承架1固定于船舶舱室，所述下层支承架4固定于夹板；所述上层支承架1通过弹簧2连接下层支承架4；

所述功能组件8设置于所述上层支承架1与下层支承架4之间；

所述功能组件8包括液压组件3与发电储能组件5，所述发电储能组件5设置于2组液压组件3之间，并且所述发电储能组件5通过液压管6与所述液压组件3联通；

当船舶产生振动时，所述底架通过弹簧2削弱振动；当船舶产生摇摆时，所述底架通过液压组件3内部液压介质315的流动提高船舶的扭转刚度减小摇晃，并且液压组件3中内部介质315的流转使得所述发电储能组件5产生电量。

进一步的，沿船舶的行驶方向设置有3排功能组件，所述功能组件8并排平行设置；每排功能组件8包括2组液压组件3与1组发电储能组件5。

进一步的，所述液压组件3包括液压活塞杆31、液压缸盖34、液压接头36、液压缸体37、液压活塞40与液压介质315，所述液压活塞杆31一端转动连接于上层支承架1，其另一端固定连接有所述液压活塞40，并且所述液压活塞杆31插入所述液压缸体37内；所述液压缸体37的内腔中充入所述液压介质315，所述液压缸体37的顶端连接有所述液压缸盖34，所述液压缸体37的底端固定在所述下层支承架4上；所述液压缸体37的侧壁的上下两端设有所述液压接头36，所述液压介质315通过所述液压接头36流出或者流入液压缸体37的内腔。

进一步的，所述液压活塞40的行程范围为上下两个液压接头36间的区域。

进一步的，所述液压缸盖34与液压缸体37的连接处设置有缸盖密封圈35。

进一步的，所述液压缸盖34的中间通孔的侧壁设置有环形槽，所述环形槽内设置有缸盖密封环39；所述液压缸盖34中间的通孔的顶端设置有防尘圈；所述液压活塞杆31穿过所述液压缸盖34的中间通孔伸入所述液压缸体37的内腔。

进一步的，所述液压活塞40包括活塞垫片310、活塞密封环311、活塞主体312与活塞密封圈38，所述活塞密封圈38设置于所述活塞主体312的上下两端，并且所述活塞密封圈38通过活塞垫片310压紧在所述活塞主体312上，并且所述活塞主体312通过液压螺母313固定连接在所述液压活塞杆31上；所述活塞主体312的侧壁设有若干活塞密封环311，所述活塞密封环311与所述液压缸体37密封接触。

进一步的，所述防尘圈32的材料为毛毡或橡胶；所述缸盖密封圈35、活塞密封圈38、缸盖密封环39与活塞密封环311的材料为橡胶；所述缸盖密封环39与活塞密封环311的纵截面为y形、u形、v形或圆形的任一种。

进一步的，所述发电储能组件5包括液压马达51、发电机52与整流蓄电装置54，所述整流蓄电装置54的通过导线连接所述发电机52，所述发电机52与所述液压马达51相连，所述液压马达51通过液压管6连接到所述液压组件3的液压接头36。

进一步的，所述上层支承架1与下层支承架4为包含加强筋纵横十字交错布置结构或者加强筋蜂窝状布置结构的立板。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：1.由于上层支承架和下层支承架之间设有若干弹簧2，可以有效削弱舱室振动，提高舱室的舒适性；2.由于上层支承架和下层支承架之间设有多组对称布置的液压组件，可以有效削弱舱室的摇摆，提高舱室稳定性；3.由于成对的两个组件之间连接有发电储能组件，可以将摇摆的能量转化为电能，使得有害能量转化为有用能量，所以经济、环保、节能；4.本发明由于采取模块化设计，可在车间制造安装，使得造船周期降低30％，成本节约了30％。

附图说明

图1为本发明整体布置俯视图；

图2为本发明a向剖视图；

图3为b1、b2、b3、b4四处管断面与连接发电储能组件示意图；

图4为液压活塞与吊耳连接c向剖视图；

图5为液压组件放大图；

图6为液压缸体底部d向剖面图；

图7为本发明工作原理图；

附图标记说明如下：1-上层支承架、2-弹簧、3-液压组件、31-液压活塞杆、32-防尘圈、33-螺栓a、34-液压缸盖、35-缸盖密封圈、36-液压接头、37-液压缸体、38-活塞密封圈、39-缸盖密封环、40-液压活塞、310-活塞垫片、311-活塞密封环、312-活塞主体、313-液压螺母、314-螺栓b、315-液压介质、4-下层支承架、5-发电储能组件、51-液压马达、52-发电机、53-导线、54-整流蓄电装置、6-液压管、7-螺栓c、8-功能组件。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

如图1所示，一种减摇减振的发电船舶底架，包括上层支承架1、弹簧2、下层支承架4与功能组件8。上层支承架1固定于船舶舱室，下层支承架4固定于夹板，并且上层支承架1与下层支承架4之间设置有弹簧2、液压组件3、功能组件8。功能组件8包括液压组件3与发电储能组件5，发电储能组件5设置于2组液压组件3之间，并且发电储能组件5通过液压管6与液压组件3联通。在本实施例中优选为，沿船舶的行驶方向(沿图中箭头所示)设置有平行设置的3排功能组件。每排功能组件8的两端平行设置有两排弹簧2，每排弹簧2的数量优选为6个。

如图2所示，上层支承架1与下层支承架4的为包含加强筋的立板，加强筋的布置形式优选为纵横十字交错布置结构或者加强筋蜂窝状布置结构。

如图5所示，液压组件3包括液压活塞杆31、液压缸盖34、液压接头36、液压缸体37、液压活塞40与液压介质315。

液压活塞杆31一端转动连接于上层支承架1，其另一端固定连接有所述液压活塞40。在本实施例中，上层支承架1的内侧面设有转动支撑台，液压活塞杆31插入至转动支撑台内并且通过螺栓c固定，从而构成转动副。

液压活塞杆31插入液压缸体37内，液压缸体37的内腔中充入液压介质315，液压介质优选为矿物油型液压油或者抗燃液或水。液压缸体37的顶端连接有液压缸盖34，液压缸体37的底端固定在下层支承架4上。在本实施例中，液压缸盖34与液压缸体37的连接处设置有缸盖密封圈35。液压缸盖34的中间通孔的侧壁设置有环形槽，环形槽内设置有缸盖密封环39。液压缸盖34中间的通孔的顶端设置有防尘圈，液压活塞杆31穿过液压缸盖34的中间通孔伸入所述液压缸体37的内腔。防尘圈32的材料优选为毛毡或者橡胶，缸盖密封圈35与缸盖密封环39的材料优选为橡胶，缸盖密封环39的纵截面为“y”形、“u”形、“v”形、矩形或圆形的任一种。

如图5所示，液压活塞杆31的液压活塞40将液压缸体37划分为上、下两个腔体。液压缸体37的上下两个腔体分别对应设有液压接头36，液压介质315通过液压接头36流出或者流入液压缸体37的内腔。

如图5所示，液压活塞40包括活塞垫片310、活塞密封环311、活塞主体312与活塞密封圈38。活塞密封圈38设置于活塞主体312的上下两端，并且活塞密封圈38通过活塞垫片310压紧在所述活塞主体312上。活塞主体312通过液压螺母313固定连接在液压活塞杆31上。活塞主体312的侧壁设有若干活塞密封环311，活塞密封环311与所述液压缸体37密封接触。在本实施例中，液压活塞312外侧面设有环槽的数量为3道。活塞密封圈38与活塞环311的材料为橡胶。活塞环311的纵截面为“y”形、“u”形、“v”形、矩形或圆形的任一种。

如图3所示，发电储能组件5包括液压马达51、发电机52与整流蓄电装置54。整流蓄电装置54的通过导线连接发电机52，发电机52与液压马达51相连，液压马达51通过液压管6连接到所述液压组件3的液压接头36。

如图7所示，具体的连接方法为，左侧液压马达51的液压管6的导路b1连接左侧液压组件3的上腔体的液压接头，左侧液压马达51的液压管6的导路b4连接右侧液压组件3的下腔体的液压接头。与此对应的，右侧液压马达51的液压管6的导路b2连接右侧液压组件3的上腔体的液压接头，右侧液压马达51的液压管6的导路b3连接左侧液压组件3的下腔体的液压接头。

一种减摇减振的发电船舶底架的工作原理：

主机或其他船用机械运转时产生振动，这些振动再传递至船体，再通过船体传递至下层支承架4，通过弹簧2，可以削弱大部分振动，当振动过大时，由于液压活塞312行程限制，可以使得振动位移在液压活塞312行程范围之内，从而对舱室振动进行限位保护。

由于船舶重力和风载荷的作用，船舶舱室随船体摇摆而摇摆，这种摇摆是一种大位移低频率的摇摆，摇摆传递至液压组件3，从而引起两个对称的液压缸体37的上、下腔体发生液压介质315的流动，从而增加舱室底架的扭转刚度，减小摇摆。

如图1所示，相对于船舶前进方向(以箭头所示)，当舱室逆时针摆动时，左边液压活塞杆31下移，右边液压活塞杆31上移，左上腔体和右下腔体变大，左下腔体和右上腔体变小，引起液压介质315的流动。具体为，左下腔体的液压介质315流入右上腔体，右下腔体的液压介质315流入左上腔体，从而使得左边液压活塞杆31又上移，右边液压活塞杆31又下移，同理，舱室向右摆动亦是如此工作，从而最终减小摇摆。

由于舱室摇摆，而使得液压组件内部液压介质315的流动，而液压管6中间连接液压马达51，液压介质315的流动会驱动液压马达51的转动，液压马达51输出轴接发电机52进行发电，通过导线53连接到整流蓄电装置54进行蓄电储能。

一种减摇减振的发电船舶舱室底架的装配工艺：第一步，将3组沿舱室纵向中心线对称的液压组件3通过螺栓b314固定连接到下层支承架4。第二步，对所有的液压组件3进行灌充液压介质315，并且将液压管6对应连接起来。具体的连接方法为，左侧液压组件3的上侧液压连接头连接右侧液压组件3的下侧液压连接头，左侧液压组件3的下侧液压连接头连接右侧液压组件3的上侧液压连接头。第三步，通过螺栓c7将液压组件3转动连接至上层支承架1的旋转支架。第四步，将弹簧2的两头分别焊接于上层支承架1与下层支承架4之间。在本实施例中，弹簧2的数量优选为12个。其中，在每组功能组件8的两侧均匀设置两排弹簧2，每排弹簧包含6个弹簧2。第五步，将下层支承架4与甲板焊接起来。第六步，将上层支承架1与船舶舱室焊接起来。

以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。