低速主推进系统以及船舶的制作方法

1.本实用新型涉及船舶技术领域，尤其涉及一种低速主推进系统以及船舶。


背景技术：

2.船舶的运行是靠船用主推进系统来实现的，船用主推进系统将柴油机产生的动力通过螺旋桨转变成船舶行进的推力，以克服船舶在水中航行的阻力，推动船的航行。螺旋桨分为定距和变距螺旋桨两大类，定距螺旋桨的螺距是固定不变的，其特点是构造简单，重量轻，所以在船舶上得到广泛应用。
3.船用柴油机包括高速船用柴油机、中速船用柴油机和低速船用柴油机，一般高速船用柴油机通过齿轮箱驱动螺旋桨，主要用于游艇、公务艇、休闲渔船以及小型运输船等；中速船用柴油机通过齿轮箱驱动螺旋桨，主要用于渔船、货船等，低速船用柴油机直接驱动螺旋桨，由于其功率大、效率高、寿命长等优点，主要用于远洋货船和邮轮等。对于中、高速船用柴油机可以在齿轮箱上连接发电机，进而可以供给船舶电源，节省能源，提高能源的利用率，而低速船用柴油机由于直接驱动螺旋桨，而船舶的供电往往需要重新购买发电机进行维持，若直接采用齿轮箱连接并驱动，会出现齿轮箱未发挥对应作用的情况，造成浪费。并且由于低速船用柴油机功率较大，没有将柴油机的多余的机械能用于发电，仅使其驱动螺旋桨运动也会造成能源的浪费。
4.因此，现有的低速主推进系统存在以下缺陷和不足：
5.1.现有低速主推进系统因资源浪费的问题未添加齿轮箱和电机，而采用另设发电机的情况，成本增加；
6.2.现有的低速柴油机功率较大，若仅用于驱动螺旋桨，会造成资源浪费。


技术实现要素：

7.本实用新型的一个目的在于提供一种低速主推进系统，能够提高资源利用率，节约能源，降低成本，其结构紧凑，可靠性高。
8.本实用新型的另一个目的在于提供一种船舶，能够提高资源利用率，节约能源，降低成本。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.低速主推进系统，包括：
11.主机；
12.中间轴，为一进两出结构，上述中间轴的输入端连接于上述主机的输出端；
13.螺旋桨组件，连接于上述中间轴的第一输出端，上述螺旋桨组件被配置为能够被上述主机驱动而旋转；以及
14.发电组件，上述发电组件包括隧道齿轮箱和轴带发电机，上述隧道齿轮箱的输入端选择性地连接于上述中间轴的第二输出端，上述轴带发电机连接于上述隧道齿轮箱的输出端，上述轴带发电机能够选择性地被上述主机驱动而进行发电，或者上述轴带发电机能
通过上述隧道齿轮箱驱动上述螺旋桨组件旋转。
15.可选地，上述隧道齿轮箱包括第一离合器，上述第一离合器连接于上述第二输出端，上述第一离合器能与上述第二输出端结合或分离。
16.可选地，上述主机包括第二离合器，上述第二离合器连接于上述中间轴的输入端，上述第二离合器能与上述中间轴结合或分离。
17.可选地，上述螺旋桨组件包括：
18.螺旋桨轴，一端连接于上述第一输出端，上述螺旋桨轴能通过上述中间轴被上述主机驱动；以及
19.螺旋桨，连接于上述螺旋桨轴的另一端，上述螺旋桨能随上述螺旋桨轴的转动而转动。
20.可选地，上述螺旋桨组件还包括整体式艉管轴承，上述整体式艉管轴承连接于上述螺旋桨轴的外周，上述整体式艉管轴承用于支撑上述螺旋桨轴。
21.可选地，上述整体式艉管轴承上设有泥沙过滤装置。
22.可选地，上述中间轴上设有三个间隔布置的法兰，三个上述法兰分别用于连接上述主机、上述发电组件以及上述螺旋桨组件。
23.可选地，上述低速主推进系统还包括两个弹性联轴器，上述隧道齿轮箱与上述中间轴之间设有一个上述弹性联轴器，上述轴带发电机与上述隧道齿轮箱之间设有另一个上述弹性联轴器。
24.可选地，上述低速主推进系统还包括中间轴承，上述中间轴承设置于上述中间轴上，上述中间轴承用于支撑上述中间轴。
25.一种船舶，包括上述的低速主推进系统。
26.本实用新型的有益效果：
27.本实用新型提供了一种低速主推进系统，通过将中间轴设计为一进两出结构，可以将主机、螺旋桨组件以及发电组件连通，可以实现多种工作状态，首先，在主机工作状态下，主机可直接驱动螺旋桨组件运动，和/或通过隧道齿轮箱驱动轴带发电机进行发电以供应全船的用电；其次，在发电组件工作状态时，主机不进行驱动，轴带发电机可作为驱动件，可以通过隧道齿轮箱驱动中间轴，进而可以实现轴带发电机对螺旋桨组件的驱动，提高了资源利用率，且避免主机出现问题时，船舶停滞；且主机直接驱动螺旋桨，避免了资源浪费的现象发生，节约了能源，降低成本。并且该低速主推进系统仅通过一个中间轴即可实现上述操作，其结构紧凑，可靠性较高，减少了船舶装机总功率，实现主机资源的高效运用。
28.本实用新型还提供了一种船舶，包括上述低速主推进系统，能够提高资源利用率，节约能源，降低成本。
附图说明
29.图1是本实用新型具体实施方式提供的低速主推进系统的结构示意图；
30.图2是本实用新型具体实施方式提供的发电组件的结构示意图；
31.图3是本实用新型具体实施方式提供的螺旋桨组件的结构示意图。
32.图中：
33.10、主机；
34.20、中间轴；21、第一法兰；22、第二法兰；23、第三法兰；
35.30、螺旋桨组件；31、螺旋桨轴；32、螺旋桨；33、整体式艉管轴承；331、前轴承；332、后轴承；
36.40、发电组件；41、隧道齿轮箱；42、轴带发电机；
37.50、第一弹性联轴器；60、第二弹性联轴器；70、中间轴承；80、联轴器。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
39.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
42.本实施例提供了一种低速主推进系统，用于作为船舶的动力系统和电力系统；如图1和图2所示，该低速主推进系统包括主机10、中间轴20、螺旋桨组件30以及发电组件40，中间轴20为一进两出结构，中间轴20的输入端连接于主机10的输出端；螺旋桨组件30连接于中间轴20的第一输出端，螺旋桨组件30能够被主机10驱动而旋转；发电组件40包括隧道齿轮箱41和轴带发电机42，隧道齿轮箱41的输入端选择性地连接于中间轴20的第二输出端，轴带发电机42连接于隧道齿轮箱41的输出端，轴带发电机42能够选择性地被主机10驱动而进行发电，以节约能源，避免其使用造成资源浪费，进而避免其减少使用寿命；或者轴带发电机42能通过隧道齿轮箱41驱动螺旋桨组件30旋转，可以保证在主机不工作时对螺旋桨组件30的驱动，节约了能源。
43.本实施例的低速主推进系统通过将中间轴20设计为一进两出结构，可以将主机10、螺旋桨组件30以及发电组件40连通，可以实现多种工作状态，首先，在主机10工作状态下，主机10可直接驱动螺旋桨组件30运动，和/或通过隧道齿轮箱41驱动轴带发电机42进行发电以供应全船的用电；其次，在发电组件40工作状态时，主机10不进行驱动，轴带发电机42可作为驱动件，可以通过隧道齿轮箱41驱动中间轴，进而可以实现轴带发电机42对螺旋
桨组件30的驱动，提高了资源利用率，且避免主机10出现问题时，船舶停滞；主机10直接驱动螺旋桨32，避免了资源浪费的现象发生，节约了能源，降低成本。并且该低速主推进系统仅通过一个中间轴20即可实现上述操作，其结构紧凑，可靠性较高，减少了船舶装机总功率，实现主机10资源的高效利用。
44.本实施例中，上述主机10为可逆转的低速柴油机。可选地，主机10包括第二离合器，第二离合器连接于中间轴20的输入端，第二离合器能与中间轴20结合或分离，进而可以实现在主机10不工作时，该主机10能与中间轴20分离，进而使得轴带发电机42驱动中间轴20时，主机10不会对其造成干扰，且通过两者的协作，可以更好地利用能源，避免了能源的浪费，同时对主机10进行了保护，避免其长时间运行造成损坏。优选地，主机10能同时或分别驱动螺旋桨组件30和发电组件40，作业人员可根据实际需求来进行变换，通过在按需分配能源，节约了能源，提高了能源利用率。
45.具体地，如图1所示，中间轴20上设有三个间隔布置的法兰，三个法兰分别用于连接主机10、发电组件40以及螺旋桨组件30。其中，三个法兰具体分为第一法兰21、第二法兰22和第三法兰23，第一法兰21设置于中间轴20的输入端，可以通过螺栓与主机10进行连接；第三法兰23设置于第一输出端上，第三法兰23用于与螺旋桨组件30进行连接；第二法兰22设置于第一法兰21和第二法兰22之间，且位于中间轴20的第二输出端上，第二法兰22用于与隧道齿轮箱41进行连接。
46.进一步地，如图2所示，低速主推进系统还包括两个弹性联轴器，隧道齿轮箱41与中间轴20之间设有一个弹性联轴器，轴带发电机42与隧道齿轮箱41之间设有另一个弹性联轴器，弹性联轴器可将主机10的扭矩和转速传递给隧道齿轮箱41和轴带发电机42，实现主机10对连接于隧道齿轮箱41的轴带发电机42的驱动，避免隧道齿轮箱41和主机10的震动对扭矩和转速产生影响。可选地，上述弹性联轴器为高弹性联轴器，可以降低中间轴20的固有频率，且该结构的阻尼特性能够减小扭振振幅。
47.具体地，两个弹性联轴器分为第一弹性联轴器50和第二弹性联轴器60，第一弹性联轴器50与第二法兰22螺栓连接，且同时连接于隧道齿轮箱41的输入端，第二弹性联轴器60连接于隧道齿轮箱41的输出端和轴带发电机42之间，提高了隧道齿轮箱41与主机10和轴带发电机42连接时的稳定性，使得当轴带发电机42作为发电件时，主机10可通过隧道齿轮箱41对轴带发电机42进行驱动；当轴带发电机42作为驱动件时，通过轴带发电机42驱动隧道齿轮箱41，可以实现轴带发电机42对中间轴20的驱动，进而可以实现轴带发电机42对螺旋桨组件30的驱动。
48.在本实施例中，上述隧道齿轮箱41包括第一离合器，第一离合器连接于第二输出端，第一离合器能与第二输出端结合或分离，从而可以实现隧道齿轮箱41能选择性地被主机10驱动，进而可以实现轴带发电机42选择性地被主机10驱动，避免了资源浪费，提高了资源利用率，进而提高了该隧道齿轮箱41的使用寿命。可选地，隧道齿轮箱41还包括润滑系统、冷却系统及必要的传感器等，提高了该隧道齿轮箱的性能，进而提高了其使用寿命。
49.在本实施例中，如图3所示，螺旋桨组件30包括螺旋桨轴31以及螺旋桨32，螺旋桨轴31的一端连接于中间轴20的第一输出端，可以实现主机10驱动中间轴20转动，进而带动螺旋桨轴31转动；螺旋桨32连接于螺旋桨轴31的另一端，螺旋桨32能随螺旋桨轴31的转动而转动。具体地，在本实施例中，螺旋桨轴31的一端通过联轴器80与第三法兰23进行固定连
接。上述结构可以实现主机10驱动中间轴20转动，带动螺旋桨轴31转动，进而带动螺旋桨32旋转工作。
50.在本实施例中，螺旋桨32为定距螺旋桨，螺距为定值，结构简单，重量轻，成本低，维修简单。
51.进一步地，如图3所示，螺旋桨组件30还包括整体式艉管轴承33，整体式艉管轴承33连接于螺旋桨轴31的外周，整体式艉管轴承33用于支撑螺旋桨轴31。并且，该整体式艉管轴承33包括后轴承332与前轴承331，分别密封设置于螺旋桨轴31与中间轴20的连接处，以及螺旋桨轴31与螺旋桨32的连接处，使得螺旋桨组件30处于密封状态，实现了螺旋桨组件30内部的无其他杂物。
52.可选地，整体式艉管轴承33上设有泥沙过滤装置，该泥沙过滤装置具体设置于后轴承332处，有效地防止泥沙进入整体式艉管轴承33的内部，进一步提高艉管轴承分别与螺旋桨轴31以及螺旋桨32之间的洁净度，避免造成堵塞或磨损，进而提高了螺旋桨组件30的使用寿命。可选地，泥沙过滤装置可以是过滤网或内充有过滤填料的过滤器。
53.在本实施例中，如图1所示，低速主推进系统还包括中间轴承70，中间轴承70设置于中间轴20上，中间轴承70用于支撑中间轴20。由于该低速主推进系统是安装于船舶内，中间轴承70的底端也安装至船舶上，可以实现中间轴承70对中间轴20的支撑。优选地，中间轴承70可设有多个，可依据中间轴20的长度来进行适应性的调整，在此不作具体限定。在本实施例中，中间轴承70设有一个。
54.可选地，中间轴承70选用大比压调心中间轴承，可以调节轴间的高度差及平行度，使其更为平稳。
55.在本实施例中，该低速主推进系统还包括控制组件，控制组件电连接于主机10、螺旋桨组件30以及发电组件40，可以对主机10、螺旋桨组件30以及发电组件40进行操控。具体地，控制组件包括控制器和信号接收器，控制器电连接于主机10、螺旋桨组件30以及发电组件40，控制器与信号接收器连接，信号接收器通过无线方式及手柄、旋钮和转换开关等操作终端通信，并接收手柄、旋钮及转换开关等操作终端发出的信号。该控制系统采用电或液遥控装置，还能够对主机10、发电组件40和螺旋桨组件30进行操作控制。在本实施例中，控制器可以是集中式或分布式的控制器，比如，控制器可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制主机10、发电组件40和螺旋桨组件30等实现其功能。
56.本实施例还提供一种船舶，该船舶包括上述的低速主推进系统。采用上述低速主推进系统，能够提高资源利用率，节约能源，降低成本。可选地，低速主推进系统中的若干部件还可以冗余设置，能够确保船舶的可靠性，同时船用主推进系统也进行冗余设置，当其中一套船用主推进系统出现故障时，启动另一套船用主推进系统，进一步确保船舶的正常运行工作，提高船舶的可靠性。
57.显然，本实用新型的实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。