一种船尾结构及船舶的制作方法

1.本技术涉及船舶建造技术领域，具体而言，涉及一种船尾结构及船舶。


背景技术：

2.目前，船舶普遍采用螺旋桨的推进方式，螺旋桨通过艉轴接收发动机的能量进行旋转，旋转产生的推进力通过艉轴传递给船体，在水的反作用力下推进船舶前进，因此艉轴作为一个能量传输的关键部件，其在船舶航行时的可靠性、可维性和可达性显得尤为重要。
3.在现有的技术中，大多数船舶的艉轴都是安装在艉轴管上，而艉轴管通过吊运至艉部的舱室内进行定位和安装，艉轴通过艉轴管上的轴承进行润滑，但是艉部的舱室的空间狭小，不利于艉轴管的安装作业以及后期轴承的维修保养作业，且在船舶下水后，末端艉轴常浸润海水，对艉轴的检修工作只能在干船坞条件下进行，维修极为不便，这对现场施工进度和船舶检查维修工作带来挑战。
4.综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于其能够一种结构简单、操作便捷、无艉轴管铸造件、海水润滑艉轴、可在湿坞和航行时对艉轴及轴承进行维修的新型船尾结构，解决现有船舶艉轴管安装难度大、必须在干坞状态下检修艉轴的问题。
6.第一方面，提供了一种船尾结构，包括：
7.艉轴，水平布置于船舶艉部的舱室内，所述艉轴向外伸出舱室后的末端设置螺旋桨，通过转动所述艉轴带动所述螺旋桨转动后，推动船体行驶。
8.进水口，设于艉部的舱室一端，所述艉轴从所述进水口处伸出，海水经所述进水口流入。
9.第一密封部，设于所述进水口处，连接于所述艉轴与所述船体结构之间，通过控制所述第一密封部的启闭控制所述进水口的启闭。
10.排水口，设于艉部的舱室另一端的底部，所述排水口处设置水泵，所述水泵用于将舱室内海水排出。
11.控制部，分别与所述第一密封部、所述水泵通信连接，所述控制部控制所述进水口打开、所述水泵关闭时，海水经所述进水口流入舱室内对所述艉轴进行水润滑；所述控制部控制所述进水口关闭、所述水泵打开时，排出舱室内的海水，以对所述艉轴进行检修。
12.在一种实施方式中，所述水泵包括小流量排水状态、大流量排水状态及停机状态。
13.在一种实施方式中，所述艉轴的两侧分别设置第一轴承和第二轴承，所述第一轴承的外轴承通过第一轴承座与所述船体结构固定连接，所述第一轴承的内轴承与所述艉轴滑动连接；所述第二轴承的外轴承通过第二轴承座与所述船体结构固定连接，所述第二轴承的内轴承与所述艉轴滑动连接。
14.在一种实施方式中，所述第一轴承和所述第二轴承均为水润滑轴承。
15.在一种实施方式中，所述水润滑轴承的内轴承整套安装；所述水润滑轴承的外轴承分两段式安装，且通过螺栓紧固件固定连接。
16.在一种实施方式中，所述第一密封部包括内环座、外环座和气囊，所述内环座和所述外环座连接后套设于所述艉轴上，所述外环座套设于所述内环座的外侧，所述内环座通过所述外环座与所述船体结构固定连接，所述内环座与所述艉轴之间的间隙形成进水口以通入海水；所述气囊设于所述外环座与所述内环座之间，所述气囊充气后，所述内环座沿其径向向内抱紧所述艉轴，以密封进水口。
17.在一种实施方式中，所述第一轴承设于所述第一密封部的内侧，所述第一轴承与所述进水口的位置对应。
18.在一种实施方式中，所述艉轴的另一端与船体结构之间通过第二密封部连接；所述第二密封部包括：
19.静环，所述静环的内圈通过静环座与所述第二轴承座固定连接；静环座与所述艉轴之间设有装配间隙，所述静环座与所述第二轴承座固定连接。
20.动环，设于所述静环的远离所述第二轴承座一侧，所述动环套设于所述艉轴上，且所述动环随所述艉轴一同转动的过程中与所述静环之间发生滑动摩擦。
21.多个弹簧，设于所述第二轴承座与所述静环之间，以增加所述静环与所述动环之间的预紧力。
22.在一种实施方式中，所述静环与所述动环外侧罩设防溅罩，所述防溅罩设于所述静环与所述动环的装配间隙处，所述防溅罩的一端与所述静环固定连接，所述防溅罩的另一端指向所述动环的周侧。
23.根据本技术的第二方面，还提供了一种船舶，包括艏部、舯部及艉部，艉部的结构如第一方面提供的船尾结构。
24.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
25.在本技术的技术方案中，有效的解决了船舶航行时尾舱内的轴承难以检查和更换的问题，既能对艉轴提供支撑和润滑，又能方便尾舱检修。本发明的船尾结构简单，轴承安装使用方便，使用过程安全可靠，达到了很好的使用效果，提高了设备安装效率，有效降低了现场施工风险，为工程节点的顺利完成提供了保障，利于推广使用。
附图说明
26.图1是本发明实施例的船尾结构的结构示意图。
27.图2是本发明实施例的船尾结构中，a-a剖视图。
28.图3是本发明实施例的船尾结构中，水润滑轴承的结构示意图。
29.图4是本发明实施例的船尾结构中，水润滑轴承的b-b剖视图。
30.图5是本发明实施例的船尾结构中，第一密封部的结构示意图。
31.图6是本发明实施例的船尾结构中，第一密封部的装配示意图。
32.图7是本发明实施例的船尾结构中，第二密封部的结构示意图。
33.图8是本发明实施例的船尾结构中，艉轴的结构示意图。
34.其中，附图标记说明如下：
35.1、船体结构；2、艉轴；3、尾舱；4、第二轴承；5、第二轴承座；6、第一轴承；7、第二密
封部；8、第一密封部；9、水密门；10、水位计；11、水泵；12、温度计；13、螺旋桨；14、控制箱；15、内轴承；16、外轴承；17、内环座；18、外环座；19、气囊；20、第一轴承座；21、静环；22、静环座；23、动环；24、弹簧；25、防溅罩。
具体实施方式
36.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.根据本技术的第一方面，如图1和图2所示，以某船尾舱3右舷为例，首先提供一种船尾结构，包括艉轴2、进水口、排水口及控制部。
41.艉轴2水平布置于船舶艉部的舱室内，艉轴2向外伸出舱室后的末端设置螺旋桨13，通过转动艉轴2带动螺旋桨13转动后，推动船体行驶。
42.需要说明的是，设于舱室内部的艉轴2通过轴承座、轴承与船体转动连接。
43.进水口设于艉部的舱室一端，艉轴2从进水口处伸出，海水经进水口流入。经进水口进入的海水起到水润滑作用的同时，还能对艉轴2进行冷却处理。相较于进水口设于舱室的底部时，需进水量达到预定水位时，才能对艉轴2进行冷却。因此，本技术对进水口的位置进行了优化。进水口处设置第一密封部8，连接于艉轴2与船体结构之间，通过控制第一密封部8的启闭控制进水口的启闭。
44.排水口设于艉部的舱室另一端的底部，排水口处设置水泵11，水泵11用于将舱室内海水排出。
45.控制部，分别与第一密封部8、水泵11通信连接，控制部控制进水口打开、水泵11关闭时，海水经进水口流入舱室内对艉轴2进行水润滑。控制部控制进水口关闭、水泵11打开时，排出舱室内的海水，以对艉轴2进行检修。
46.在一种实施方式中，水泵11在船舶正常航行时处于小流量排水状态。考虑艉轴2与轴承之间摩擦产生热量，导致艉部的舱室里的海水温度升高，水泵11以小流量将水排出船外，同时艉部的舱室里会从进水口处流入冷却的海水，从而达到强制循环海水进行冷却的目的。
47.需要说明的是，船舶在湿坞状态或者航行状态下，在艉轴2及轴承出现故障时，水
泵11处于大流量排水状态，以将艉部的舱室里的海水以大流量排出，直至艉部的舱室的水排尽，以便维修人员进入艉部的舱室进行检修或者维护。在船舶检修时艉部的舱室里面没有水的情况下，或者船舶航行时艉部的舱室里的水温较低等情况下，水泵11处于停机状态。
48.在一种实施方式中，艉轴2的两侧分别设置第一轴承6和第二轴承4，第一轴承6的外轴承16通过第一轴承座20与船体结构1固定连接，第一轴承6的内轴承15与艉轴2滑动连接。第二轴承4的外轴承16通过第二轴承座5与船体结构1固定连接，第二轴承4的内轴承15与艉轴2滑动连接。第一轴承6和第二轴承4为水润滑轴承。
49.具体的，如图3和图4所示，该水润滑轴承分为内轴承15、外轴承16及螺栓紧固件组成，内轴承15整套安装，外轴承16分两段式安装，内轴承15与外轴承16固接，螺栓负责紧固外轴承16，其工作原理是：在船舶航行时，艉轴2带动螺旋桨13转动，艉轴2与水润滑轴承滑动摩擦，而海水在一定条件下能提供流体动力膜，所以可以把海水作为润滑剂，另外由于摩擦产生热量，流动的海水可吸收热量，因此该水润滑轴承可实现对艉轴2的润滑和冷却。
50.在一种实施方式中，如图5和图6所示，第一密封部8包括内环座17和外环座18，内环座17和外环座18连接后套设于艉轴2上，外环座18套设于内环座17的外侧，内环座17通过外环座18与船体结构1固定连接，内环座17与艉轴2之间的间隙形成进水口以通入海水。外环座18与内环座17之间设置气囊19，气囊19充气后，内环座17沿其径向向内抱紧艉轴2，以密封进水口。在艉轴2处于静止状态时，按要求对气囊19充气后，气囊19的内环座17带沿径向抱紧艉轴2，且关闭进水口，防止海水进入舱室内，使船舶无须进坞，便可在水上对艉部的相关部件进行检查、调整和维修。
51.在一种实施方式中，第一轴承6设于第一密封部8的内侧，第一轴承6与进水口的位置对应，海水经内环座17与艉轴2之间的间隙流入后，直接流至第一轴承6处，对轴承进行润滑和降温。
52.在一种实施方式中，艉轴2的另一端与船体之间通过第二密封部7连接，使艉轴2与船体之间保持密封。
53.具体的，如图7所示，第二密封部7包括静环21、动环23及弹簧24。
54.静环21的内圈通过静环座22与第二轴承座5固定连接。静环座22与艉轴2之间设有装配间隙，静环座22通过螺栓与第二轴承座5固定连接，在第二轴承座5与静环21之间设置多个弹簧24。静环21远离第二轴承座5一侧设置动环23，动环23套设于艉轴2上，且动环23随艉轴2一同转动的过程中与静环21之间发生滑动摩擦。通过弹簧24的设置，增加静环21与动环23之间的预紧力，减少艉轴2转动过程中海水的流出量。艉轴2轴系运动状态下，在弹簧24和密封介质(海水冷却水)压力的作用下，静环21和动环23的工作表面相互紧密贴合，使艉轴2静止或者运转工况下均能达到密封的目的。在艉轴2运转工况下，虽然不能做到完全的密封，但是能够大量的减少海水的溢出。
55.在一种实施方式中，静环21与动环23外侧罩设防溅罩25，防溅罩25具体设于静环21与动环23的装配间隙处，以防止动环23高速旋转时产生的水花四处溅射。防溅罩25的一端与静环21固定连接，防溅罩25的另一端指向动环23的周侧。
56.在一种实施方式中，舱室的排水口一侧的舱壁上设置水密门9，水密门9用于维修人员进入舱室内。通过将水密门9的位置设于较低的位置处，其作用是在艉部的舱室里的水排尽后，维修人员通过水密门9进入艉部的舱室。
57.在一种实施方式中，舱室内设置水位计10和温度计12，水位计10和温度计12分别与控制部通讯连接。水位计10和温度计12均设于艉部的舱室的舱壁上，水位计10显示器用于检测艉部的舱室里的水位，温度计12用于检测舱室内海水的水温。控制部为plc控制系统，控制部用于根据水位计10和温度计12的数值控制调节水泵11及进水口的状态。
58.在一种实施方式中，如图8所示，艉轴2的长度为11-13m。第一轴承座20和第二轴承座5的长度均占艉轴2的总长度的1/5-1/4。本实施例中艉轴2的长度为11m，第一轴承6和第二轴承4的长度分别为2m。
59.根据本技术的第二方面，还提供了一种船舶，包括艏部、舯部及艉部，艉部的结构如第一方面提供的船尾结构。
60.本技术在使用时，在船舶航行过程中，关闭第二密封部7，关闭水密门9，打开第一密封部8，海水在水压作用下涌入尾舱3的舱室内，当水位计10显示尾舱3全部灌满水后，水润滑轴承达到良好润滑状态，可以启动船舶主机进行推进作业，此时第一轴承6和第二轴承4支承并润滑艉轴2。
61.当船舶航行一段时间后，由于艉轴2与轴承之间的摩擦导致尾舱33里的水温升高，水温到达一定温度后，位于控制箱14的plc控制系统接受到温度计12的触发信号，plc控制系统启动水泵11并切换到小流量排水状态。
62.当船舶在湿坞状态或者航行状态中轴承出现故障时，关闭第一密封部8，水泵11切换到大流量排水，观察水位计10的读数，直至尾舱33里的水降至3％以下，水泵11切换到停机状态，打开水密门9，此时维修人员进入尾舱33进行检查和更换轴承。
63.综上所述，本发明有效的解决了船舶航行时尾舱3内的轴承难以检查和更换的问题，本发明的船尾结构简单，轴承安装使用方便，使用过程安全可靠，达到了很好的使用效果，提高了设备安装效率，有效降低了现场施工风险，为工程节点的顺利完成提供了保障，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值，利于推广使用。
64.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。