适用于船舶轴系的智能减振联轴器的制作方法

文档序号:15334683发布日期:2018-09-04 21:24阅读:178来源:国知局

本发明涉及舰船轴系减振领域,具体涉及舰船轴系纵向智能减振,特别涉及适用于船舶轴系的智能减振联轴器。



背景技术:

舰船轴系是船舶动力装置的重要组成部分之一。轴系的工作好坏将直接影响船舶的推进特性和正常航行,并对船舶主机的正常工作也有直接的影响。如果轴系设计质量欠佳,将会引起机体振动、传动系统零部件损坏,轴承过度磨损、甚至轴件折断等事故。

舰船推进轴系在运转时,受到螺旋桨水动力及船体变形等多种因素的共同影响,将不可避免的产生振动。轴系振动共分为三种:扭转振动、纵向振动和回旋振动。这里主要针对舰船轴系纵向振动。

舰船轴系纵向振动是由于推进器在不均匀的尾流场中工作,从而产生不均匀的推力及主机装置产生的不均匀的轴向力,使得轴系产生周期性的拉压变形现象。推进轴系纵向振动的危害性主要表现在以下几个方面:一是曲柄销过大的弯曲应力和拉压应力,甚至会产生曲轴的弯曲疲劳破坏;二是传动齿轮加速齿面磨损,甚至损坏;三轮齿过大的附加弯曲负荷,是产生推进轴承的附加交变负荷;四是轴系纵向振动产生二次激励力引起船体梁垂向振动、机舱构件的局部振动和上层建筑的纵向振动。

常规舰船轴系被动减振方法虽结构简单、易维护、无需外加能源,但缺乏跟踪和调节能力且依赖外部载荷的普特性和结构的动态特性。现随着船舶的越大型化、复杂化、以及不同的行驶海域和复杂的海况,舰船轴系振动越复杂化,传统轴系被动减振越难满足需求。

相比被动减振,智能减振具有实时性、追踪性和可预测性,可以通过调节和控制满足复杂的振动情况。因此实现智能减振将具有重大的意义。

磁流变阻尼器技术是智能减振技术中的一种。磁流变阻尼器具有结构简单、阻尼力连续逆顺可调并且可调范围大、响应快、良好的温度稳定性以及可与微机控制结合等优良特性,且在海洋平台已有初步的应用。

因此,针对舰船轴系传统被动减振技术的缺点,本发明引入磁流变阻尼器技术实现智能减振的目的。



技术实现要素:

1、所要解决的技术问题:

不同的形势海域和复杂的海况,舰船轴系振动越复杂,常规舰船轴系被动减振方法难以满足传统轴系被动减振需求。

2、技术方案:

为了解决以上问题,本发明提供了一种适用于船舶轴系的智能减振联轴器,包括定子1和转子2,所述转子2设置在舰船轴系推力轴9和中间轴10之间,所述转子2包括复合外缸壁2-1,活塞杆2-3,多段装配式复合活塞盘2-4,端盖2-5,端盘2-6,梅花弹性块2-7,所述多段装配式复合活塞盘2-4设置在复合外缸壁2-1内紧靠着复合外缸壁2-1,所述的活塞杆2-3设置在复合外缸壁2-1内,所述活塞杆2-3一端通过梅花弹性块2-7半嵌入端盘2-6,所述活塞杆2-3另一端通过端盖2-5连接推力轴9,所述端盘2-6的另一端连接中间轴10,所述的定子1包括外包管1-1、线圈1-2、外包管阻磁隔层1-3,所述线圈1-2、外包管阻磁隔层1-3布置在外包管1-1中,所述的线圈1-2为多组线圈,所述的外保管1-1被线圈缠绕的部分为磁芯,所述外包管1-1与基座稳固连接。

所述梅花弹性块2-7的右端隔有一被动减振橡胶2-8。

所述的复合外缸壁2-1,包括三个外缸壁,分别为第一外缸壁2-1-1、第二外缸壁2-1-3和第三外缸壁2-1-5,相邻外缸壁之间设有阻磁隔层,分别为第一阻磁隔层2-1-2和第二阻磁隔层2-1-4,所诉第一外缸壁2-1-1、第一阻磁隔层2-1-2、第二外缸壁2-1-3、第二阻磁隔层2-1-4和第三外缸壁2-1-5从左到右依次排放,设置在端盖2-5至端盘2-6之间。

所述第一外缸壁2-1-1、第一阻磁隔层2-1-2、第二外缸壁2-1-3、第二阻磁隔层2-1-4和第三外缸壁2-1-5为一个整体。

所述的多段装配式复合活塞盘2-4包括第一内通道活塞盘2-4-1,第一永磁体2-4-2,螺纹活塞盘2-4-3,第二永磁体2-4-4,第二内通道活塞盘2-4-5,所述第一内通道活塞盘2-4-1,第一永磁体2-4-2,螺纹活塞盘2-4-3,第二永磁体2-4-4,第二内通道活塞盘2-4-5从左到右依次连接。

还设有磁流变液2-2,设置在活塞杆2-3两端的端盖和多段装配式复合活塞盘2-4之间,所述的端盖2-5和端盘2-6稳固连接。

所述的线圈有6个,所述的磁芯也为6个。

3、有益效果:

本发明提供的适用于船舶轴系的智能减振联轴器安装在舰船轴系推力轴9和中间轴10之间,通过改变直动型剪切阀式磁流变阻尼器整体结构布置,将线圈移至外缸壁外层外包管处,并配合传统联轴器工作,在传递扭矩的同时起到舰船轴系纵向减振的效果。

附图说明

图1为适用于船舶轴系的智能减振联轴器在舰船轴系位置的示意图。

图2为定子和转子结构示意图。

图3为外包管结构示意图。

图4为适用于船舶轴系的智能减振联轴器的转子总结构示意图。

图5为复合外缸壁和多段装配式复合活塞盘示意图。

图6为联轴器传递扭矩的部件结构示意图。

图7为适用于船舶轴系的智能减振联轴器简易磁路示意图。

具体实施方式

下面通过附图来实施例来对本发明进行详细说明。

如图1所示,一种适用于船舶轴系的智能减振联轴器,包括定子1和转子2,所述转子2设置在舰船轴系推力轴9和中间轴10之间。

如图4和图6所示,所述转子结构为包括复合外缸壁2-1,活塞杆2-3,多段装配式复合活塞盘2-4,端盖2-5,端盘2-6,梅花弹性块2-7,所述多段装配式复合活塞盘2-4设置在复合外缸壁2-1内紧靠着复合外缸壁2-1,所述的活塞杆2-3设置在复合外缸壁2-1内,所述活塞杆2-3一端通过梅花弹性块2-7半嵌入端盘2-6,所述活塞杆2-3另一端通过端盖2-5连接推力轴9,所述端盘2-6的另一端连接中间轴10。

如图3所示,相配合的定子1的结构为包括外包管1-1、线圈1-2、外包管阻磁隔层1-3,所述线圈1-2、外包管阻磁隔层1-3布置在外包管1-1中,所述的线圈1-2为多组线圈,所述的外保管1-1被线圈缠绕的部分为磁芯,所述外包管1-1与基座稳固连接。

本发明提供的适用于船舶轴系的智能减振联轴器将定子1的线圈1-2移至外缸壁外层外包管1-1处,并配合传统联轴器工作,达到在传递扭矩的同时起到舰船轴系纵向减振的目的。

如图5所示,所述的复合外缸壁2-1,包括三个外缸壁,分别为第一外缸壁2-1-1、第二外缸壁2-1-3和第三外缸壁2-1-5,相邻外缸壁之间设有阻磁隔层,分别为第一阻磁隔层2-1-2和第二阻磁隔层2-1-4,所诉第一外缸壁2-1-1、第一阻磁隔层2-1-2、第二外缸壁2-1-3、第二阻磁隔层2-1-4和第三外缸壁2-1-5从左到右依次排放,设置在端盖2-5至端盘2-6之间。

如图5所示,所述的多段装配式复合活塞盘2-4包括第一内通道活塞盘2-4-1,第一永磁体2-4-2,螺纹活塞盘2-4-3,第二永磁体2-4-4,第二内通道活塞盘2-4-5,所述第一内通道活塞盘2-4-1,第一永磁体2-4-2,螺纹活塞盘2-4-3,第二永磁体2-4-4,第二内通道活塞盘2-4-5从左到右依次连接。其中第二永磁体2-4-4用于线圈1-2零电流状态下的阻尼通道处的工作磁场供给、阻碍磁流变液颗粒的沉降,提供更高的阻尼调节系数。

如图6所示,还设有磁流变液2-2,设置在活塞杆2-3两端的端盖和多段装配式复合活塞盘2-4之间,所述的端盖2-5和端盘2-6稳固连接。

从以上可以看出,所述复合外缸壁2-1结构满足对磁流变液的密封要求。

所述外包管1-1,第一外缸壁2-1-1、第二外缸壁2-1-3、第三外缸壁2-1-5,第一内通道活塞盘2-4-1、第二内通道活塞盘2-4-5,螺纹活塞盘2-4-3为导磁材料,配和第一永磁体2-4-2、第二永磁体2-4-4形成磁回路。所述第一外缸壁阻磁隔层2-1-2、第二外缸壁阻磁隔层2-1-4为非导磁材料,阻碍复合外缸壁2-1结构形成纵向磁路。外包管阻磁隔层1-3为非导磁材料。

实施例

线圈1-2有6个,分别为第一线圈1-2-1、第二线圈1-2-2、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈,对应磁芯也有6个,分别为第一磁芯、第二磁芯、第三磁芯、第四磁芯、第五磁芯、第六磁芯。

所述适用于船舶轴系的智能减振联轴器工作磁场由第一线圈1-2-1、第二线圈1-2-2、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈和第一永磁体2-4-2、第二永磁体2-4-4共同激发,磁通从第一磁芯、第二磁芯、第三磁芯、第四磁芯、第五磁芯、第六磁芯流出,穿过第二外缸壁2-1-3,经阻尼通道进入螺纹活塞盘2-4-3分为两部分,分别穿过第一永磁体2-4-2、第二永磁体2-4-4进入第一内通道活塞盘2-4-1、第二内通道活塞盘2-4-5活塞盘,再次经阻尼通道,穿过第一外缸壁2-1-1、第三外缸壁2-1-5进入外包管1-1,回到磁芯另一端,构成闭合磁回路,如图七所示。

所述适用于船舶轴系的智能减振联轴器工作时:由外部振动响应控制中心向外包管中的线圈输入矢量电流,由线圈通过导磁材料,间接对永磁体进行充磁和退磁,达到由阻尼通道处磁场强弱升降来改变阻尼力从而实现智能减振的目的。

原文以上的实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。

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