一种船用轴系轴组件及其组合方法与流程

本发明属于船用机械领域，特别涉及一种船用轴系轴与轴套的组件和组合方法。

背景技术：

轴系由轴、轴承和安装于轴上的传动体、密封件及定位组件组成。在船用机械领域中轴系起着将船舶主机的功率传递给螺旋桨的作用，广泛应用于螺旋桨轴、艉轴以及舵轴。为了保护轴会在轴与轴承之间设置轴套，轴套与轴所组成的轴组件也是船用轴系机械工程中关注的重点。

目前，轴与轴套均采用金属制成，并且轴与轴套之间通常采用过盈配合。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在船用轴系轴组件中，轴与轴套之间的过盈配合一般采用热装即加热轴套的方式实现，冷却后不可避免地存在装配应力，容易加速轴和轴套的磨损，占用检查维修资源，并且过盈配合对轴及轴套配合面加工精度要求高、装配难度也大，增大了加工及装配成本；此外，过盈配合的轴与轴套为金属直接接触，海洋环境中，螺旋桨与轴在海水中形成一对电极，在电位差的作用下形成电化腐蚀，会缩短轴组件的使用寿命，增大投入成本。

技术实现要素：

为了解决现有技术轴组件易被腐蚀以及组合难度大的问题，本发明实施例提供了一种船用轴系轴组件及其组合方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种船用轴系轴组件，所述船用轴系轴组件包括：轴、轴套和玻璃钢保护层，所述轴套套设在所述轴上，所述玻璃钢保护层以所述轴为中心环绕包覆在所述轴上，所述玻璃钢保护层夹设于所述轴与轴套之间，且所述玻璃钢保护层通过环氧树脂与所述轴套固定连接。

在本发明的一种实现方式中，所述玻璃钢保护层上设有环形的凹槽，所述轴套上对应所述凹槽设有环氧树脂注入孔。

在本发明的另一种实现方式中，所述环氧树脂注入孔为螺纹孔。

在本发明的又一种实现方式中，所述轴套上还设有排气孔，所述排气孔和所述环氧树脂注入孔以所述轴的轴中线为基准等距分布在所述轴套上，且所述排气孔和所述环氧树脂注入孔的孔中心线在同一平面上。

在本发明的又一种实现方式中，所述玻璃钢保护层的厚度为4mm，所述凹槽的深度为2mm。

在本发明的又一种实现方式中，所述玻璃钢保护层与所述轴套之间的间隙为0.3mm。

本发明实施例还提供了一种船用轴系轴组件的组合方法，所述套接方法包括：

在轴上形成玻璃钢保护层，所述玻璃钢保护层以所述轴为中心环绕包覆在所述轴上；

将轴套套设于所述玻璃钢保护层上；

采用环氧树脂将所述轴套与所述玻璃钢保护层固定连接。

在本发明的一种实现方式中，所述在轴上形成玻璃钢保护层，包括：清洁轴表面需要包覆玻璃钢保护层的区域；在所述区域涂刷一层胶料，在涂刷好的胶料上包一层玻璃纤维布，重复至所需要的厚度。

在本发明的又一种实现方式中，所述采用环氧树脂将所述轴套与所述玻璃钢保护层固定连接，包括：通过轴套上的环氧树脂注入孔将环氧树脂注入玻璃钢保护层的凹槽内；环氧树脂注入完成后封堵环氧树脂注入孔；冷却固化环氧树脂。

可选地，所述组合方法还包括：通过排气孔观察环氧树脂是否注入完成。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：该组件通过环氧树脂连接轴与轴套，替代了传统的轴与轴套间的过盈配合，降低了轴与轴套的机加工的难度和装配的难度及风险，避免了装配应力，减小了加工及装配成本，同时轴与轴套间包覆有玻璃钢保护层有效地避免了电化腐蚀，达到了保护组件，延长使用寿命的效果，进而可以显著降低轴组件的维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种船用轴系轴组件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种船用轴系轴组件的部分结构放大图；

图3是本发明实施例提供的一种船用轴系轴组件的组合方法步骤图；

图中各符号表示含义如下：

1-轴，2-轴套，3-玻璃钢保护层，4-环氧树脂，5-排气孔，6-环氧树脂注入孔，7-凹槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供的一种船用轴系轴组件，图1为该船用轴系组件的结构示意图，图2为图1中的船用轴系组件的部分结构放大示意图。如图1和图2所示，该船用轴系轴组件包括：轴1、轴套2和玻璃钢保护层3，轴套2套设在所轴1上，玻璃钢保护层3以轴1为中心环绕包覆在轴1上，玻璃钢保护层3夹设于轴1与轴套2之间，且玻璃钢保护层3通过环氧树脂4与轴套2固定连接。玻璃钢保护层3可实现轴套2与轴1的隔离，具有良好的电绝缘性能和抗蚀性，能可靠地防止电化腐蚀和化学腐蚀，保护轴1，因固化前环氧树脂4具有流动性，对金属和非金属的表面具有优异的粘度强度，变定收缩率小，柔韧性好，对接合面的尺寸及形状位置误差适应性好，能替代过盈配合达到所需的连接强度，可降低轴1与轴套2机加工的难度。

需要说明的是，本发明实施例中的环绕包覆是指玻璃钢保护层3呈环形包覆在轴1的外周壁上，从图1可以看出，在轴1的轴线方向上，玻璃钢保护层3的长度与轴套2的长度相等。

本实施例中，玻璃钢保护层3上设有环形的凹槽7，轴套2上对应凹槽7设有环氧树脂注入孔6。该凹槽7在玻璃钢保护层3和轴套2之间形成空腔，通过该环氧树脂注入孔6将环氧树脂注入该凹槽7内，可以避免环氧树脂随意流动，操作方便，并且粘接性能好。

进一步地，环氧树脂注入孔6可以为螺纹孔，采用螺纹孔是为了方便连接注入环氧树脂的软管接头，使操作难度更简化，提高工作效率。

具体的，轴套2上还设有排气孔5，排气孔5也可以是螺纹孔，以便后期用堵头进行封堵，且排气孔5和环氧树脂注入孔6的孔中心线在同一平面上，将排气孔5与环氧树脂注入孔6的孔中心线分布于同一平面，并在环氧树脂填充时置于最上方，可保证填充时气体的排出，并可从排气孔5观察环氧树脂填充情况时，更轻易地观察到环氧树脂4是否注满轴套2与轴1间的间隙，提高了环氧树脂4的填充效率。

具体地，玻璃钢保护层3的厚度为4mm，凹槽7的深度为2mm，这样的设置让连接轴1与轴套2的环氧树脂层的厚度得到保证，从而充分发挥环氧树脂4的连接性能，避免了因为环氧树脂4厚度不够，达不到连接轴1与轴套2所需强度的问题。

优选地，玻璃钢保护层3与所述轴套2之间的间隙为0.3mm，降低了轴1与轴套2的装配难度，便于加工制造，并且可以保证注入环氧树脂4时，环氧树脂4不会从玻璃钢保护层3与所述轴套2之间的间隙溢出。

优选地，按重量份数，环氧树脂4的组分包括：环氧树脂100份；丙酮(稀释剂)9～10份；苯二甲酸二丁酯(增塑剂)5～15份；乙二胺(固化剂)6～8份。

需要说明的是，本发明的船用轴系轴组件可以应用于螺旋桨轴、吊舱推进器艉轴以及舵轴等，凡可适用于本发明结构的装置皆可应用，在此不做限制。

实施例二

本发明实施例提供的一种船用轴系轴组件的组合方法，图3为船用轴系轴组件的组合方法的流程图，如图3所示，该组合方法包括：

步骤s1：在轴上形成玻璃钢保护层。

以图2所示结构为例，在轴1上形成玻璃钢保护层3，玻璃钢保护层3以轴1为中心环绕包覆在轴1上，可保证轴1与轴套2之间完全实现绝缘，避免轴系轴组件遭到强力的电化腐蚀。

步骤s2：将轴套套设于玻璃钢保护层上。

步骤s3：采用环氧树脂将轴套与玻璃钢保护层固定连接。

具体地，该步骤s1可以包括：

清洁轴表面需要包覆玻璃钢保护层的区域，即对需要安装轴套的区域进行清洁；在该区域涂刷一层胶料，在涂刷好的胶料上包一层玻璃纤维布，重复至所需要的厚度，胶料固化后得到玻璃钢保护层。玻璃钢保护层的厚度可根据实际需要选择，在本实施例中，可以为4mm。

优选地，该步骤s1还包括：在玻璃钢保护层上车削加工形成环形的凹槽。该凹槽的深度可以为2mm。具体地，胶料可包括作为基体的环氧树脂、作为稀释剂的丙酮、作为增塑剂的苯二甲酸二丁酯和作为固化剂的乙二胺。其组分比例可以与前述环氧树脂相同。具体实施时，胶料的基体还可选用不饱和聚酯树脂或酚醛树脂，本发明优选地采用环氧树脂，因为环氧树脂固化后的力学性能优于不饱和聚酯树脂和酚醛树脂。

具体地，该步骤s3可包括：

通过轴套上的环氧树脂注入孔将环氧树脂注入玻璃钢保护层的凹槽内；环氧树脂注入完成后封堵环氧树脂注入孔；冷却固化环氧树脂。

优选地，环氧树脂注入孔可以为螺纹孔，相应地，采用螺钉封堵环氧树脂注入孔，实现方便，操作简单。冷却固化环氧树脂可以采用常温自然冷却的方式，通常需要冷却2天。

可选地，该组合方法还可以包括：通过排气孔5观察环氧树脂4是否注入完成，即是否充满了轴1与轴套2间间隙，这样避免了因环氧树脂4未完全注满玻璃钢保护层3与轴套2间的间隙而造成的连接稳定性不强的问题，浇注完成后封堵可有效避免空气中的杂质进入环氧树脂4中，影响环氧树脂4的使用质量。

优选地，在环氧树脂4固化之后，可在本发明轴1与轴套2连接的轴向其他剩余部位，形成玻璃钢保护层，进一步加强轴组件的保护。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。