水润滑轴承及传动装置的制作方法

本实用新型涉及船舶技术领域，尤其是涉及一种水润滑轴承及传动装置。

背景技术：

艉轴承是船舶轴系的重要设备，承担了螺旋桨的大部分重量，是确保船舶轴系正常运行的重要一环。

目前，由于油润滑轴承会造成水环境污染的问题，我国船舶行业多采用水润滑轴承，以达到保护环境的效果。传统的水润滑轴承由轴瓦和钢背组成。轴瓦的内壁上，沿周向方向均匀分布有多个导水槽，导水槽沿轴瓦的延伸方向贯穿轴瓦。在使用过程中，轴承润滑冷却水能够沿导水槽流通。

但是，现有技术中的水润滑轴承的承载效果较差，动压润滑状态不稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种水润滑轴承及传动装置，以改善了现有技术中存在的水润滑轴承的承载效果较差，动压润滑状态不稳定的技术问题。

本实用新型提供的水润滑轴承，包括衬套和轴瓦；衬套固定套设在轴瓦的外部；轴瓦包括过水部和承载部；过水部与承载部围设呈环形；过水部的内壁上均匀设置有多个导水槽；导水槽沿过水部的长度延伸方向贯穿过水部；承载部沿垂直于承载部的长度延伸方向的截面弧度为100-150°。

进一步的，导水槽的数量与轴瓦的内径尺寸成正比。

进一步的，承载部沿垂直于承载部的长度延伸方向的截面弧度与轴瓦的内径尺寸成反比。

进一步的，导水槽沿垂直于导水槽的长度延伸方向的截面形状为矩形。

进一步的，水润滑轴承还包括压圈；压圈与衬套的一端固定连接。

进一步的，轴瓦呈圆环状，且轴瓦各处的内径相同。

进一步的，轴瓦包括第一环形部和第二环形部；第一环形部与第二环形部固定连接，且第二环形部设置在靠近压圈的一端；第一环形部由靠近第二环形部的一端向另一端，内径逐渐增大；第二环形部各处的内径相同。

进一步的，压圈上设置有多个用于穿设固定螺栓的第一螺栓孔；衬套靠近压圈的一端设置有多个用于穿设固定螺栓的第二螺栓孔；多个第一螺栓孔和多个第二螺栓孔一一对应设置。

进一步的，衬套上固定设置有连接法兰；连接法兰设置在衬套远离压圈的一端；连接法兰用于与传动轴连接。

进一步的，本实用新型还提供了一种传动装置，传动装置包括水润滑轴承。

本实用新型提供的水润滑轴承，包括衬套和轴瓦。在使用过程中，根据动压润滑的原理，过水部设置在上方，过水部上的多个导水槽能够令轴承润滑冷却水沿其流通；承载部设置在下方，用于承受载荷。其中，当承载部沿垂直于其长度延伸方向的截面弧度为100-150°时，该水润滑轴承能够在保证水的流通量的情况下，达到最好的承载效果，并且具有良好的抗泥沙性能。

另外，衬套的设置能够提高装置的刚度，保证水润滑轴承在偏载的作用下保持轴瓦的尺寸的稳定性，从而保证水润滑轴承润滑的效果。

由上可知，过水部和承载部的设置能够提高水润滑轴承的承载效果，有利于水润滑轴承形成稳定的动压润滑状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的水润滑轴承的结构示意图；

图2为图1中A-A处的剖视图；

图3为图1中B-B处的剖视图；

图4为本实用新型另一实施例提供的水润滑轴承的结构示意图；

图5为图4中C-C处的剖视图。

图标：100-衬套；200-轴瓦；210-过水部；220-承载部；230-第一环形部；240-第二环形部；300-导水槽；400-压圈；500-连接法兰。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的水润滑轴承的结构示意图；图2为图1中A-A处的剖视图；图3为图1中B-B处的剖视图；如图1、图2以及图3所示，本实施例提供的水润滑轴承，包括衬套100和轴瓦200；衬套100固定套设在轴瓦200的外部；轴瓦200包括过水部210和承载部220；过水部210与承载部220围设呈环形；过水部210的内壁上均匀设置有多个导水槽300；导水槽300沿过水部210的长度延伸方向贯穿过水部210；承载部220沿垂直于承载部220的长度延伸方向的截面弧度为100-150°。

其中，衬套100选用金属材料制成。例如：衬套100可以为铜合金衬套100。

进一步的，轴瓦200选用高分子材料制成。高分子材料轴瓦200具有良好的自润滑特性，能够形成动压润滑。高分子材料的轴瓦200比传统的板条式轴承结构简单，安装和加工更加方便。轴瓦200的厚度为5-10mm。

进一步的，衬套100与轴瓦200之间可采用过盈配合，这样能够令衬套100和轴瓦200固定连接。

进一步的，导水槽300沿垂直于导水槽300的长度延伸方向的截面形状可以为多中国，例如：半圆形、三角形或者梯形等等。

本实施例提供的水润滑轴承，包括衬套100和轴瓦200。在使用过程中，根据动压润滑的原理，过水部210设置在上方，过水部210上的多个导水槽300能够令轴承润滑冷却水沿其流通；承载部220设置在下方，用于承受载荷。其中，当承载部220沿垂直于承载部220长度延伸方向的截面弧度为100-150°时，该水润滑轴承能够在保证水的流通量的情况下，达到最好的承载效果，并且还具有良好的抗泥沙性能。

另外，衬套100的设置能够提高装置的刚度，保证水润滑轴承在偏载的作用下保持轴瓦200的尺寸的稳定性，从而保证水润滑轴承润滑的效果。

由上可知，过水部210和承载部220的设置能够提高水润滑轴承的承载效果，有利于水润滑轴承形成稳定的动压润滑状态。

在上述实施例的基础上，进一步的，导水槽300的数量与轴瓦200的内径尺寸成正比。

其中，在设计过程中，可根据轴瓦200的内径和使用环境来确定导水槽300的形状和数量。

一般情况下可以采用如下选择：当轴瓦200的内径大于15mm，小于35mm时，导水槽300的数量为4个；当轴瓦200的内径大于等于35mm，小于65mm时，导水槽300的数量为6个；当轴瓦200的内径大于等于65mm，小于95mm时，导水槽300的数量为8个；当轴瓦200的内径大于等于95mm，小于145mm时，导水槽300的数量为10个；当轴瓦200的内径大于等于145mm时，导水槽300的数量为12个。

进一步的，导水槽300的宽度可按其占轴瓦200内孔周长比例计算而得，一般为0.7-0.88；导水槽300的深度可设计为1-8mm不等。通常情况下，轴瓦200的内与导水槽300的深度成正比。

进一步的，在设计过程中，在确定好水润滑轴承的内外径尺寸，导水槽300的数量、形状和分布后，应根据水润滑轴承两端的受力情况确定轴承间隙。

接着，轴瓦200的最小水膜厚度能够根据轴承间隙和偏心率计算得到：轴瓦200最小水膜厚度＝轴承间隙×(1-偏心率)。

通过计算不同轴承间隙下的最小水膜厚度，可以计算得到使轴瓦200最小水膜厚度最大的轴承间隙，即为最优的设计间隙。

由上可知，水润滑轴承的设计包括以下步骤：

1)根据运行环境，包括海水浓度、泥沙颗粒尺寸、水温、工况和安装尺寸等因素确定水润滑轴承内外径尺寸；

2)根据材料的吸水率、弹性模量、摩擦磨损等特性确定导水槽300的数量；

3)确定导水槽300的从装、尺寸和分布；

4)根据水润滑轴承两端的受力情况确定轴承间隙。

本实施例中，当轴瓦200的内径尺寸越大时，导水槽300的数量越多。这样能够有利于使水润滑轴瓦200的表面充分形成动压水膜，减少摩擦和磨损。

在上述实施例的基础上，进一步的，承载部220沿垂直于承载部220的长度延伸方向的截面弧度与轴瓦200的内径尺寸成反比。

本实施例中，当轴瓦200的内径尺寸较大时，需要流通的水量更多，导水槽300的设置应更多，这样就需要减少承载部220的面积，从而保证过水量。

如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，导水槽300沿垂直于导水槽300的长度延伸方向的截面形状为矩形。

本实施例中，在导水槽300的深度相同的情况下，矩形槽令流通的水量更多，且方便加工。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，水润滑轴承还包括压圈400；压圈400与衬套100的一端固定连接。

其中，压圈400与衬套100的连接方式可以为多种，例如：粘接或者卡接等等。

本实施例中，在使用过程中，使用者通过压圈400将轴瓦200安装如衬套100的内部。压圈400能够起到良好的密封效果，同时还能减少外界对衬套100和轴瓦200的伤害。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，轴瓦200呈圆环状，且轴瓦200各处的内径相同。

其中，该轴瓦200适用于水润滑轴承承受载荷均匀的情况。

本实施例中，轴瓦200各处的内径相同。当水润滑轴承承受载荷时，承载部220呈用于承受载荷，这样能够有利于水润滑轴承形成稳定的动压润滑状态，保证水润滑轴承的润滑效果，且加工方便。

图4为本实用新型另一实施例提供的水润滑轴承的结构示意图；图5为图4中C-C处的剖视图；如图4和图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，轴瓦200包括第一环形部230和第二环形部240；第一环形部230与第二环形部240固定连接，且第二环形部240设置在靠近压圈400的一端；第一环形部230由靠近第二环形部240的一端向另一端，内径逐渐增大；第二环形部240各处的内径相同。

其中，该轴瓦200适用于水润滑轴承承受载荷不均匀，且承重过大的情况。由于螺旋桨的自重大会带至推进轴系的载荷分布不均，第一环形部230由靠近第二环形部240的一端向另一端，内径逐渐增大的设置能够令水润滑轴承负载更均匀，从而使得水润滑轴承靠近螺旋桨的一端不易磨损。但是，第二环形部240无法承载。

本实施例中，轴瓦200包括第一环形部230和第二环形部240。在使用过程中，当水润滑轴承承受载荷时，第二环形部240的设置能够令水润滑轴承负载更加均匀，第一环形部230处的承载部220用于承载。这种设置方式能够令水润滑轴承靠近螺旋桨的一端不易产生磨损。

在上述实施例的基础上，进一步的，压圈400上设置有多个用于穿设固定螺栓的第一螺栓孔；衬套100靠近压圈400的一端设置有多个用于穿设固定螺栓的第二螺栓孔；多个第一螺栓孔和多个第二螺栓孔一一对应设置。

其中，多个第一螺栓孔沿压圈400的周向依次间隔设置。多个第二螺栓孔在衬套100的端面上沿衬套100的周向依次间隔设置。这种设置能够令压圈400与衬套100连接的更加稳定，且密封效果更好。

本实施例中，使用者利用压圈400将轴瓦200压入衬套100中后，将固定螺栓依次穿设过第一螺栓孔和第二螺栓孔，然后旋紧，从而将压圈400与衬套100固定连接，进而防止压圈400与轴瓦200之间产生位移，保证装置的稳定性。螺栓连接的方式能够方便使用者拆装或者更换结构件，且制造成本较低。

如图1、图2、图4以及图5，所示在上述实施例的基础上，进一步的，衬套100上固定设置有连接法兰500；连接法兰500设置在衬套100远离压圈400的一端；连接法兰500用于与传动轴连接。

本实施例中，衬套100上固定设置有连接法兰500。在使用过程中，连接法兰500传动轴连接，从而令衬套100与传动轴连接，进而令水润滑轴承与传动轴连接。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实用新型实施例还提供了一种传动装置，传动装置包括水润滑轴承。

其中，传动装置还包括传动轴，传动轴与水润滑轴承连接。

本实施例中，传动装置包括水润滑轴承。水润滑轴承包括衬套100和轴瓦200。在使用过程中，根据动压润滑的原理，过水部210设置在上方，过水部210上的多个导水槽300能够令轴承润滑冷却水沿其流通；承载部220设置在下方，用于承受载荷。其中，当承载部220沿垂直于承载部220长度延伸方向的截面弧度为100-150°时，该水润滑轴承能够在保证水的流通量的情况下，达到最好的承载效果，并且具有良好的抗泥沙性能。

另外，衬套100的设置能够提高装置的刚度，保证水润滑轴承在偏载的作用下保持轴瓦200的尺寸的稳定性，从而保证水润滑轴承润滑的效果。

由上可知，过水部210和承载部220的设置能够提高水润滑轴承的承载效果，有利于水润滑轴承形成稳定的动压润滑状态。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。