一种船舶轴系推力传递装置的制作方法

文档序号:21936485发布日期:2020-08-21 15:09阅读:708来源:国知局

本实用新型涉及一种船舶轴系推力传递装置,属于船舶减振隔振及推力传递技术领域。



背景技术:

船舶推进轴系激起的船舶体结构声辐射对船舶的总体噪声水平有重要影响,对于电力推进系统来说,分析表明由轴系设备如推力轴承、艉轴承所引起的辐射噪声贡献远大于推进电机自身引起的机械噪声,因此对推进轴系设备尤其是推力轴承进行隔振设计成为轴系减振降噪的一个重要方向。

在对推力轴承采取隔振装置进行隔振后,相比传统隔振装置,推力轴承隔振装置不仅承受装置及其上设备自重载荷,还承受轴系通过推力轴承基座传递到隔振装置上轴系推力(反推力),其中轴系推力为变载荷,其随桨转速(工况及航速)变化而变化。在船舶加速或减速(变工况、正车或倒车)过程中,该变载荷将会引起隔振装置动态位移,对轴系运行安全造成影响。因此,需专门设置轴系推力传递装置,用以自动平衡轴系通过推力轴承传递隔振装置上的轴系推力。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供一种船舶轴系推力传递装置,解决船舶不同工况切换时通过轴系传递到隔振装置上的轴系推力实时自适应平衡的问题,并对轴系大推力传递时非定常力进行有效控制,保证船舶推力轴承上隔振装置的安全稳定运行,同时实现良好的隔振。

实现本实用新型的技术方案如下:

一种船舶轴系推力传递装置,包括正车推力传递气囊、倒车推力传递气囊、智能充放气控制器、中央控制器、信号电缆、充放气管路、主供气管路、减压阀和高压氮气瓶,所述智能充放气控制器内置有电磁阀;

所述正车推力传递气囊通过充放气管路与中央控制器联接,每一正车推力传递气囊的连接管路上设有智能充放气控制器;

所述倒车推力传递气囊通过充放气管路与中央控制器联接,每一倒车推力传递气囊的连接管路上设有智能充放气控制器;

所述中央控制器与高压氮气瓶通过主供气管路联接,所述减压阀安装于主供气管路上;

所述中央控制器用于根据轴系的正/倒车及转速信号,通过信号电缆控制智能充放气控制器中电磁阀的开关实现正/倒车推力传递气囊的充放气。

进一步地,本实用新型所述推力传递装置布置在隔振装置前后端部与船体结构之间,在正车工况下,所述中央控制器根据转速信号控制正车推力传递气囊内气压的变化,使隔振装置在轴系动态力作用下不产生位移,在倒车工况下,所述中央控制器根据转速信号控制倒车推力传递气囊内气压的变化,使隔振装置在轴系动态力作用下不产生位移。

进一步地,本实用新型所述联接为焊接或螺纹接头联接。

进一步地,本实用新型所述正车推力传递气囊数量为至少两个,且气囊合力与轴系推力的同轴;倒车推力传递气囊数量为至少两个,且气囊合力与轴系推力的同轴。

进一步地,本实用新型所述正车推力传递气囊数量为4个719cyqn-2000型气囊,额定承载量20kn,倒车推力传递气囊为4个719cyqn-2000型气囊,额定承载量20kn。

有益效果

本实用新型针对推力轴承采取隔振装置进行隔振后带来的轴系推力大且为变动载荷通过隔振装置进行传递的特点,通过控制控制正/倒车推力传递气囊内气压的变化,使隔振装置在轴系动态力作用下不产生位移,解决船舶推力轴承采用隔振装置隔振后,带来的轴系推力大且为变动载荷的问题,解决船舶不同航速时通过轴系推力轴承传递到隔振装置上的推力实时自适应平衡和传递的问题,并对轴系大推力传递时非定常力进行有效控制,保证船舶推力轴承上隔振装置后的安全稳定运行,同时实现良好的隔振和轴系推力由隔振装置到船舶体上高效传递。

附图说明

图1为船舶轴系推力传递装置的示意图;

图2为船舶轴系推力传递装置工作原理。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示,本实用新型实施例船舶轴系推力传递装置,布置在隔振装置前后端部与船体结构之间,主要由正车推力传递气囊01、倒车推力传递气囊02、智能充放气控制器03、中央控制器04、信号电缆05、充放气管路06、主供气管路07、减压阀08和高压氮气瓶09组成,所述智能充放气控制器03内置有电磁阀,图1中示出推力轴承隔振装置3。

装置内部联接方式:正车推力传递气囊01的充放气管路接口通过充放气管路06与中央控制器04联接(可采用焊接方式,也可采用螺纹接头联接),每一正车推力传递气囊01的连接管路上设有智能充放气控制器03;所述倒车推力传递气囊02的充放气管路接口通过充放气管路06与中央控制器04联接,每一倒车推力传递气囊01的连接管路上设有智能充放气控制器03(可采用焊接方式,也可采用螺纹接头联接)。中央控制器04与高压氮气瓶09通过主供气管路06联接,所述减压阀07安装于主供气管路06上,实现将高压氮气瓶09内压力转换为气囊的工作压力;中央控制器04用于根据轴系的正/倒车及转速信号,通过信号电缆05控制智能充放气控制器03中电磁阀的开关实现气囊的充放气。

装置与外部接口及联接方式:装置的中央控制器04通过外部信号电缆接收外部系统传输过来的轴系的正/倒车及转速信号,作为中央控制器中内置控制程序的输入;正车推力传递气囊01和倒车推力传递气囊02通过螺栓一端联接在隔振装置上,一端联接在船体结构上;智能充放气控制器03和中央控制器04通过螺栓联接在隔振装置上,信号电缆05、充放气管路06和主供气管路07通过管卡和线卡固定在隔振装置上;高压氮气瓶09通过卡箍固定于船体结构上。

作为优选的方案,对于上述特定的隔振装置,船舶轴系推力传递装置的正车推力传递气囊数量为4个719cyqn-2000型气囊,额定承载量20kn,倒车推力传递气囊为4个719cyqn-2000型气囊,额定承载量20kn,其数量和型号可调整,但需保证传力气囊的合力与轴系推力的同轴。

作为优选的方案,船舶轴系推力传递装置推力传递气囊布置在隔振装置艏端/艉端两舷侧,但不仅限于该布置方式,也可布置于艏端/艉端船舯位置。

作为优选的方案,船舶轴系推力传递装置是配合推力轴承隔振装置使用的,单不仅限于该用途,也可配合其他有推力传递的隔振装置使用。

下面对本实用新型实施例船舶轴系推力传递装置的工作过程进行说明:

航行状态下,螺旋桨转动时,将受到船舶外流体反作用螺旋桨上的力,即为轴系推力,如图2所示,轴系推力传递装置1、推力轴承2、推力轴承隔振装置3、艇基座结构4;设为f1,该力通过轴传递到推力轴承,通过推力轴承底座传递到推力轴承隔振装置上,然后通过隔振装置传递到船舶体上。

轴系推力与船舶工况直接相关,如不采取措施,在船舶切换工况过程中,因为隔振装置与船体采用减振器弹性联接,船舶轴系推力将通过隔振装置的减振器传递到与之相联接的船体结构上,因减振器刚度较小,将使隔振装置产生较大的位移(含轴向位移和偏转位移),轴系推力f1将引起隔振装置较大位移,且该位移随船舶航速变化而动态变化,对安装于隔振装置上的推力轴承运行安全和隔振装置隔振效果产生很大影响。

为保证隔振装置在船舶加速(减速)及正车(倒车)等工况装换过程中的稳定性,本实用新型实施例设置专门的轴系推力传力装置,考虑在隔振装置上设置一套轴系推力传递装置,其工作原理如图2所示,将推力传递气囊分别设置在隔振装置前部和后部,前部的气囊用来传递正车推力,后部的气囊用来传递倒车推力。在正车工况下,轴系推力传递装置前部气囊充气并产生向外侧的膨胀力,设为f2,通过调整气囊内气压改变气囊的刚度,从而改变其输出力f2,使f2=f1,即等效为轴系推力通过前部传力气囊传递到船体基座上,使隔振装置在轴系动态力作用下不产生位移,从而保证隔振装置姿态稳定。

同理,在船倒车工况下,轴系推力传递装置后部气囊充气并产生向外侧的膨胀力,设为f3,通过调整气囊内气压改变气囊的刚度,从而改变其输出力f3,使f3=f1,即等效为轴系推力通过后部传力气囊传递到船体基座上,使隔振装置在轴系动态力作用下不产生位移,从而保证隔振装置姿态稳定。

其中,装置的充放气控制系统用来监控隔振装置的姿态,接受轴系的正/倒车及转速信号,并进行气囊充放气控制。

另外,传力气囊为船舶轴系推力传递装置的主要功能部件之一,其有一个重要特性:其一端与隔振装置联接、一端与船体结构联接,其刚度相比联接部位的隔振装置刚度和舶体刚度低一个数量级,保证隔振装置的良好隔振效果。

最后应说明的是,以上实施例子仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例子对本专利进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,按照需要可以使用不同的类型不同数量的传力气囊以及相对应的布置方案实现之,即可以对本专利的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本专利技术方案的精神和范围。

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