一种变刚度艉轴承的制作方法

本实用新型涉及船舶艉轴系统
技术领域：
，特别涉及一种变刚度艉轴承。
背景技术：
：艉轴承在船舶艉轴系统中应用比较广泛，大多数采用橡胶材料。但是橡胶材料容易老化失效，导致影响橡胶艉轴承的可靠性和使用寿命，同时橡胶内部应力应变分布不均匀，易形成应力应变集中显现，从而产生应力疲劳破坏，甚至产生断裂失效等现象，给艉轴承的稳定工作带来隐患。技术实现要素：基于此，本实用新型的目的是提供一种变刚度艉轴承，便于采用贴片的方式与电路板焊接，以提高生产效率。一种变刚度艉轴承，用于支撑艉轴，包括钢套，所述钢套的内壁上固定贴设有橡胶内衬，所述艉轴穿设于所述橡胶内衬中，所述橡胶内衬采用磁流变超材料制成，且所述橡胶内衬的端面上设有多个轴向贯穿所述橡胶内衬的通孔；所述钢套的外壁上固定贴设有个数相同的上软磁体和下软磁体，所述上软磁体和下软磁体均匀对称分布在所述钢套的水平横截面的上方和下方，当所述上软磁体和下软磁体之间形成的磁场发生变化时，所述艉轴承的刚度发生变化。相较现有技术，本实用新型所述变刚度艉轴承中，由于所述橡胶内衬采用磁流变超材料制成，所以具有显著的吸声、抑振效果，还可以根据艉轴的运行工况改变刚度以保障船舶推进轴系的良好运行，具有广泛的应用前景。进一步地，所述艉轴承的刚度与所述磁场的磁场强度成正比。进一步地，多个所述通孔在所述橡胶内衬的端面上随机或均匀排列。进一步地，所述橡胶内衬包括内衬环，以及以圆周阵列方式设于所述内衬环内壁上多个内衬凸起，所述内衬凸起的凸出表面为圆弧状。进一步地，所述上软磁体中漆包线的缠绕方向为逆时针，所述下软磁体中漆包线的缠绕方向为顺时针，形成以所述上软磁体为n极、所述下软磁体为s极的磁场。进一步地，所述上软磁体和下软磁体的漆包线中通电流大小变化、电流方向不变的直流电，且电压恒定。进一步地，所述橡胶内衬和所述艉轴之间充满润滑液。进一步地，所述钢套通过螺钉与所述橡胶内衬固定连接，通过螺栓与所述上软磁体和下软磁体固定连接。进一步地，所述钢套的一端固定在法兰上，该法兰固定在船体上。进一步地，所述钢套与所述法兰之间通过键连接、螺栓连接或焊接方式固定连接。附图说明图1为本实用新型一实施例中变刚度艉轴承的横截面示意图；图2为图1中a-a截面的剖面示意图；图3为图1中上软磁体中漆包线的绕线方向示意图；图4为本实用新型中橡胶内衬和艉轴的装配示意图。主要元件符号说明：上软磁体1下软磁体2磁力线3橡胶内衬4钢套5法兰6漆包线7通孔8艉轴9如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。具体实施方式为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1至图4，本实用新型一实施例中提供的一种变刚度艉轴承，用于支撑艉轴9，包括钢套5，所述钢套5的内壁上固定贴设有橡胶内衬4，所述艉轴9穿设于所述橡胶内衬中，所述橡胶内衬4采用磁流变超材料制成，且所述橡胶内衬4的端面上设有多个轴向贯穿所述橡胶内衬的通孔8；所述钢套5的外壁上固定贴设有个数相同的上软磁体1和下软磁体2，所述上软磁体1和下软磁体2均匀对称分布在所述钢套5的水平横截面的上方和下方，当所述上软磁体1和下软磁体2之间形成的磁场发生变化时，所述艉轴承的刚度发生变化。具体的，本实施例中，所述艉轴承的刚度与所述磁场的磁场强度成正比，即所述磁场的磁场强度越大，所述艉轴承的刚度越大。需要说明的是，由于磁流变超材料是一种具有人工微结构的新型材料，在力学方面有着显著的静态和动态特性，在其它条件不变的情况下，其刚度可根据控制电流的强弱发生变化，刚度的可变范围大，同时，磁流变超材料还有显著的吸声、抑振效果。所以用磁流变超材料制备的所述橡胶内衬4用在所述艉轴承中，不但可以使得所述艉轴承根据轴系运行工况改变刚度，而且对所述艉轴承起到良好的减振降噪作用，可以提高水润滑橡胶艉轴承以及船舶的静音水平，具有广泛的应用前景。进一步需要说明的是，通过设置所述通孔8，可以增加所述艉轴承的刚度变化范围，例如：在相同的磁场强度范围内，含有通孔8的所述艉轴承的刚度可以在0-10kn/m范围内变动；未含有通孔8的所述艉轴承的刚度则在9-10kn/m范围内变动。请参阅图1和图4，多个所述通孔8在所述橡胶内衬4的端面上随机排列，这样的设计的目的是为了降低加工难度，在加工通孔8的时候可以在所述橡胶内衬4上随机选择开孔位置，同时，这样不会降低所述艉轴承原来的力学性能。可以理解的，在其它实施例中，多个所述通孔8在所述橡胶内衬4的端面上还可以呈均匀状态排列。具体的，本实施例中，所述通孔8的截面形状为圆形，可以理解的，在其它实施例中，所述通孔8的截面形状还可以为椭圆形、三角形或四边形。请参阅图1和图4，所述橡胶内衬4包括内衬环，以及以圆周阵列方式设于所述内衬环内壁上多个内衬凸起，所述内衬凸起的凸出表面为圆弧状，这样设置可以在所述艉轴9在旋转过程中，减小所述内衬凸起对所述艉轴9外壁的损伤。请参阅图1和图3，所述上软磁体1中漆包线7的缠绕方向为逆时针，所述下软磁体2中漆包线的缠绕方向为顺时针，形成以所述上软磁体1为n极、所述下软磁体2为s极的磁场。这样设置可以保证所述上软磁体1和下软磁体2的磁极为异性，即所述上软磁体1的n极对应所述下软磁体2的s极，这样可在n极和s极之间形成良好的稳定的磁力线3。需要说明的是，本实施例中，所述上软磁体1和下软磁体2的漆包线中通电流大小变化、电流方向不变的直流电，且电压恒定。这样设置可以保证所述上软磁体1和下软磁体2中的n极和s极的方向保持不变，同时通过改变电流大小来调节所述磁场的磁场强度。进一步地，为了减小磨损，所述橡胶内衬4和所述艉轴9之间充满润滑液。具体的，所述钢套5通过螺钉与所述橡胶内衬4固定连接，通过螺栓与所述上软磁体1和下软磁体2固定连接。所述钢套5的一端固定在法兰6上，该法兰6固定在船体上。所述钢套5与所述法兰6之间通过键连接、螺栓连接或焊接方式固定连接。本实用新型的工作原理如下：首先漆包线7断电，在此状态下对船舶推进轴系进行校中计算，并按此校中结果进行船舶推进轴系的安装，以保证漆包线7断电状态下，船舶推进轴系的良好运行；漆包线7断电，艉轴9处于静止状态时，艉轴9在自重作用下压在橡胶内衬4上，橡胶内衬4内的通孔8被挤压而变形，艉轴9在y负方向产生位移，进而有效地缓解了螺旋桨自重对艉轴承的边缘效应；当漆包线7断电，艉轴9以一定的速度转动时，艉轴9和橡胶内衬4之间的间隙中充满润滑液，在润滑液的作用下艉轴9被抬升，可保证船舶推进轴系运行；当艉轴承-艉轴系统运行过程中，船体遇到大风浪而产生大变形时，艉轴9校中状态发生变化，需要调整艉轴承和艉轴9在y方向位移时，对漆包线7通直流电，保持电流方向不变，随着电流的增强，橡胶内衬4内的通孔8在磁场的作用下，由被挤压状态逐渐恢复至圆形通孔状态，艉轴9在y方向产生正位移，即被举升，当漆包线7内电流减弱时，橡胶内衬4内的通孔8在磁场的作用下，由被挤压，艉轴9在y方向产生负位移，即艉轴位移下降。综上，本实用新型所述变刚度艉轴承中，由于所述橡胶内衬4采用磁流变超材料制成，所以具有显著的吸声、抑振效果，还可以根据艉轴9的运行工况改变刚度以保障船舶推进轴系的良好运行，具有广泛的应用前景。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12