CN101195410A - 整体全回转升降式舵桨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整体全回转升降式舵桨装置，它包括一个动力传动机构，一个回转操纵机构，一个升降机构，及一个与升降机构相配合的升降式支撑机构，其特征在于：所述的升降式支撑机构是由套筒、艉柱、升降滑杆、连接板、推力板组成的推力架，套筒分两组设于船艉开设的U型槽及螺旋桨的两侧，其上端与船艉固定，下端与艉柱固定，两组升降滑杆穿过两组套筒，其上端通过连接板与升降平台可拆式连接，下端与推力板连接，动力传动机构穿过船艉U型槽，其下部的一支撑轴与推力板转动连接，螺旋桨整体可在推力架内360度全回转。本舵桨装置能够360度全回转，螺旋桨升降范围大，船舶空载航行时不需要压载。

Description

整体全回转升降式舵桨装置

技术领域

本发明涉及一种内河船舶动力装置，特别是一种整体全回转可升降的舵桨装置。

背景技术

中国专利ZL 200520039691.2公开了一种整体回转升降式舵桨装置，该舵桨装置主要由装在船艉的升降平台、液压油缸、机架、上下齿轮箱、螺旋桨、连接套、主机、回转机构等组成，整个舵桨装置在回转机构的驱动下可整体作左右各小于或等于90度的回转，同时还能随升降平台一起上下移动，这种结构的舵桨装置虽然解决了Z型推进装置传动效率不高和单悬臂结构所引起的附加力矩问题，但由于其下齿轮箱上的支撑轴直接插在船舶艉柱的轴承孔中，一方面使螺旋桨的升降范围受到限制(一般最大升降值只有桨叶直径的三分之一，在船舶空载航行时往往仍然需要压载)；另一方面当螺旋桨在低位运行时，由于船舶艉柱的阻挡，桨叶的回转角度只能限定在左右各90度的范围内，上齿轮箱须设倒车装置才能满足船舶各种运行工况的需要，而且倒车时动力装置的推进效率远不及正车时来得高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有整体回转升降式舵桨装置的不足，提供一种能够360度全回转、螺旋桨升降范围大、船舶空载航行时不需要压载的新型内河船用舵桨装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种整体全回转升降式舵桨装置，它包括一个驱动螺旋桨旋转的动力传动机构，一个操纵螺旋桨及其动力传动机构回转的回转操纵机构，一个带动回转操纵机构、动力传动机构、螺旋桨升降的升降机构，及一个与升降机构相配合的升降式支撑机构，所述回转操纵机构设有一支承动力传动机构一起回转的回转支承装置，所述升降机构具有一个升降平台，其特征在于：所述的升降式支撑机构是由套筒、艉柱、升降滑杆、连接板、推力板组成的推力架，套筒分两组设于船艉开设的U型槽及螺旋桨的两侧，其上端与船艉固定，下端与艉柱固定，两组升降滑杆穿过两组套筒，其上端通过连接板与升降平台可拆式连接，下端与推力板连接，动力传动机构穿过船艉U型槽，其下部的一支撑轴与推力板转动连接，所述螺旋桨整体可在推力架内360度全回转。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下进一步的技术方案：

所述的回转操纵机构为后驾驶室回转操纵机构，分正航和倒航回转操纵机构，所述正航回转操纵机构由正航舵轮驱动正航大链轮，正航大链轮通过传动链带动正航小链轮，正航小链轮依次通过蜗杆轴、蜗轮蜗杆齿轮箱、回转驱动轴、回转驱动齿轮，驱动回转支承装置，倒航回转操纵机构由倒航舵轮驱动倒航大链轮，倒航大链轮通过传动链带动倒航小链轮，倒航小链轮依次通过蜗杆轴、蜗轮蜗杆齿轮箱、回转驱动轴、回转驱动齿轮，驱动回转支承装置。

所述的回转操纵机构为前后主副驾驶室回转操纵机构，前驾驶室回转操纵机构是正航回转操纵机构，后驾驶室回转操纵机构是倒航操纵机构，所述正航回转操纵机构、倒航操纵机构由正航舵轮或倒航舵轮通过油泵及其液压回路驱动液压马达，进而带动回转驱动齿轮，回转驱动齿轮驱动回转支承装置，所述正航回转操纵机构和倒航操纵机构由一控制阀控制正航与倒航的切换。

所述的动力传动机构是由主机、离合器、上齿轮箱、连接套、中间传动轴、下齿轮箱组成，主机通过飞轮与离合器的一端相连接，离合器的另一端与上齿轮箱的输入轴相连，上齿轮箱与下齿轮箱通过一穿过回转支承装置内圈、船艉U型槽的连接套连接成一整体，位于连接套内的中间传动轴，其上端与上齿轮箱输出轴相连，下端与下齿轮箱输入轴相连，下齿轮箱驱动螺旋桨旋转。

所述的上下齿轮箱分别各设有一对相互啮合的锥齿轮。

所述的回转支承装置安装在升降平台上，它设有一回转圈，其上设有一安装主机、离合器、上齿轮箱的机架，回转圈的外侧设有与回转驱动齿轮啮合的齿轮。

所述连接套的截面呈流线形。

所述升降机构的升降平台下设有栅栏式升降架，升降架上设有液压油缸，船艉上设有支撑柱，支撑柱穿过设于升降平台上的滑套，使升降平台可以上下移动。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1.操纵性能极其优越，整个装置可作360度回转，使船舶的转弯半径比常规船舶显著减小而且能够原地调头。

2.在船艉开设了U型槽，在升降机构的驱动下，螺旋桨可以穿过该U型槽升到甲板上来，这样给螺旋桨等部件的修理尤其是抢修工作带来了极大的方便。

3.与Z型推进装置相比，整体全回转升降式舵桨装置的主机动力通过离合器直接与上齿轮箱连接，中间减掉了万向传动轴，并且主机连同舵桨装置一起整体回转，使机械传动效率提高。

4.设置了升降式支撑装置，使螺旋桨发出的推力通过该装置传递给船体，改善了螺旋桨推力传递的受力状况。

5.操纵系统由正航和倒航两套装置分别控制，对长度较大的船舶设置了首、尾两个驾驶室分别操控，船舶的正倒航驾驶视线都得到了保证，而且倒航时舵桨装置的推进效率也不降低，这样当船舶在挖入式港池或支线航道内遇到宽度不足无法调头情况时，可先倒航行驶一段距离，等到行驶到分叉航段或航道宽度足够时再进行调头作业，从而解决了长度较大船舶在狭窄航道中调头困难的难题，大大提高了船舶的适航性。

6.通过升降机构与升降式支撑机构的相配合，可根据船舶吃水的变化上下调整螺旋桨的吃水深度，当船舶空载时，螺旋桨叶梢可以低于船底的深度并达到规定的浸没值，使船舶空载时不用压载也能正常航行，从而一方面增加了船舱装货空间，节省了船舶配置压载系统的费用，另一方面也降低了空载航行时的船体阻力。

附图说明

图1为后驾驶室式舵桨装置结构示意图；

图2为连接套结构的纵向剖视图；

图3为连接套结构的俯视图；

图4为下齿轮箱结构的纵向剖视图；

图5为下齿轮箱结构的俯视图；

图6为下齿轮箱底盖结构的纵向剖视图；

图7为下齿轮箱底盖结构的俯视图；

图8为前后主副驾驶室式舵桨装置结构示意图；

图9为支撑系统结构艉部方向投影示意图；

图10为升降系统结构立体图；

图11为船艉U型槽示意图。

图中1.上齿轮箱、2.离合器、3.主机、4.机架、5.液压油缸、6.升降平台、7.支撑柱、8.上轴套、9.下轴套、10.栅栏式升降架、11.船艉、12.连接套、13.中间连接轴、14.螺旋桨、15.尾轴密封装置、16.下齿轮箱、17.下齿轮箱底盖、18.推力板、19.艉柱、20.蜗轮蜗杆齿轮箱、21.蜗杆轴、22.倒航小链轮、23.正航小链轮、24.正航传动链条、25.正航大链轮、26.正航舵轮、27.倒航舵轮、28.倒航大链轮、29.倒航传动链条、30.回转驱动齿轮、31.回转驱动轴、32.回转支承装置、33.连接板、34.液压马达、35.倒航驱动油泵、36.进出两路油管、37.正倒航切换控制阀、38.进出两路油管、39.升降滑杆、40.垂直套筒、41.橡胶软管、42.进出两路油管、43.正航驱动油泵、44.支撑轴、45.回转圈、A.齿轮、B.上锥齿轮、C.下锥齿轮、D.船艉U型槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述：

本发明是中国专利ZL 200520039691.2的改进，它主要包括一个驱动螺旋桨旋转的动力传动机构，一个操纵螺旋桨及其动力传动机构回转的回转操纵机构，一个带动回转操纵机构、动力传动机构、螺旋桨升降的升降机构，及一个与升降机构相配合的升降式支撑机构。

动力传动机构(见图1)，由主机3、离合器2、上齿轮箱1、中间传动轴13和连接套12、下齿轮箱16、尾轴密封装置15、下齿轮箱底盖17、螺旋桨14组成。主机3与上齿轮箱1之间有一个独立的离合器2，主机3通过飞轮与离合器2的一端相连接，离合器2的另一端与上齿轮箱1的输入轴相连，上齿轮箱1与下齿轮箱16通过连接套12连接成一整体，位于连接套12内的中间传动轴13，其上端与上齿轮箱1输出轴相连，下端与下齿轮箱16输入轴相连，下齿轮箱16驱动螺旋桨14旋转。上、下齿轮箱内分别设置一对相互啮合的锥齿轮B和C，为减少舵桨装置水下部分的阻力，连接套12的截面形状做成流线形(见图2、图3)，而下齿轮箱体16的形状是在流线形截面的基础上横接一个圆柱形筒体，筒体的一端用球面封头(见图4、图5)。中间传动轴13的两端均带有十字万向节，并且其一端的万向节固定叉和带花键的轴头做成一体。下齿轮箱底盖17中心位置设置支撑轴44(见图6、图7)，该支撑轴44的两侧设有加强筋以加强受力方向的刚性。

升降机构(见图1和图10)由升降平台6、栅栏式升降架10、液压油缸5、上轴套8、下轴套9组成。上轴套8和下轴套9分别套接在栅栏式升降架10一侧第一、第二根横杆中部，并且该侧上下两根横杆的两端分别与升降平台6和船艉铰接，而相对一侧上下两根横杆的两端各装有一只滑轮。液压油缸5的柱塞伸缩就可使栅栏式升降架10上下移动，进而带动升降平台6及整个舵桨装置作上下升降，在船艉11焊接四个垂直的支撑柱7，它穿过位于升降平台6上对应位置的滑套使升降平台6可以上下移动，同时将螺旋桨产生的部分水平推力传给船体。升降平台6的中部设置一回转支承装置32，它设有一回转圈45，回转圈45上安装机架4，机架4上安装有上齿轮箱1和主机3，在上齿轮箱1和主机3之间有一个离合器2，连接套12穿过回转支承装置32内圈。

回转操纵机构分为后驾驶室和前后主副驾驶室两种形式：

图1中反映的是后驾驶室回转操纵机构，分正航和倒航回转操纵机构，正航回转操纵机构由正航舵轮26驱动正航大链轮25，正航大链轮25通过传动链24带动正航小链轮23，正航小链轮23依次通过蜗杆轴21、蜗轮蜗杆齿轮箱20、回转驱动轴31、回转驱动齿轮30，驱动回转支承装置32，倒航回转操纵机构由倒航舵轮27驱动倒航大链轮28，倒航大链轮28通过传动链29带动倒航小链轮22，倒航小链轮22依次通过蜗杆轴21、蜗轮蜗杆齿轮箱20、回转驱动轴31、回转驱动齿轮30，驱动回转支承装置32，其中回转支承装置32上设有回转圈45，回转圈45上外侧带有齿轮A与回转驱动齿轮30啮合。

前后主副驾驶室回转操纵机构见图8，这种形式的回转操纵机构有前后两个驾驶室分别进行正航操纵和倒航操纵，前驾驶室回转操纵机构是正航回转操纵机构，后驾驶室回转操纵机构是倒航操纵机构，正航回转操纵机构由正航舵轮26通过正航驱动油泵43，倒航回转操纵机构由倒航舵轮27通过倒航驱动油泵35以及进出两路油管36、38、42和二路橡胶软管41驱动液压马达34，进而带动回转驱动齿轮30，回转驱动齿轮30驱动回转支承装置32，正航回转操纵机构和倒航操纵机构由一控制阀37控制正航与倒航的切换。这种舵桨装置在正航时由前驾驶室的正航舵轮操控，倒航时则由后驾驶室的倒航舵轮操控，正航和倒航由正倒航切换控制阀控制并且只能择其一路进行正常工作，另外，前后驾驶室之间需安装有线直通电话，以便在靠离码头、倒航和危险航段航行时协调前后操纵，而正常航行时只需在前驾驶室操纵即可。整个回转操纵机构可设置在升降平台6上，可随升降平台6的上下升降，驾驶舱顶棚做成拆卸式，以方便主机的整体吊装修理。

升降式支撑机构(见图8、图9和图11)由垂直套筒40、艉柱19、升降滑杆39、推力板18和连接板33组成，分布在船艉开设的U型槽D、螺旋桨14二侧的四根或六根垂直套筒40的上部与船艉焊接，其下部与艉柱焊成一体，形成一个推力架。而升降滑杆39穿过套筒40，其下端与推力板18连接，上端与连接板33相接，连接板33用螺栓和升降平台6可拆式连接，推力板18中心设置一个轴承孔，动力传动机构的连接套12穿过回转支承装置32内圈、及U型槽D，其下端的下齿轮箱底盖17上的支撑轴44插在该轴承孔中，使支撑轴44与推力板18转动连接，该轴承孔的中心线需与回转支承装置32的回转中心线重合，螺旋桨整体可在推力架内360度全回转。

主机3发出的动力经离合器2、上齿轮箱1中的一对锥齿轮B传给中间连接轴12，再由中间连接轴12传入下齿轮箱16，最后经下齿轮箱16中的一对锥齿轮C传到螺旋桨14。回转操纵机构按照船舶正倒航的不同要求，操纵正(倒)航舵轮26、27，经正(倒)航大链轮25、28、正(倒)航传动链条24、29、正(倒)航小链轮22、23、蜗杆轴21、蜗轮蜗杆齿轮箱20、回转驱动轴31、回转驱动齿轮30，带动回转支承装置回转圈45上的齿轮A作左右回转，进而使连接套12、机架4及固定在机架4上的主机3、上齿轮箱1也跟着一起左右回转，同时连接套12也带动下齿轮箱16及螺旋桨14一起回转，升降机构通过液压油缸5中的柱塞伸缩来调节栅栏式升降架10起落，进而带动升降平台6上下移动，从而使回转支承装置32、机架4和装在机架4上的整个动力传动机构及螺旋桨、回转操纵机构、和升降平台6相连的升降滑杆39以及与之相连的推力板13一起上下升降，并且在船艉开设了U型槽D，在升降机构的驱动下，螺旋桨14可以穿过该U型槽D升到甲板上来，左右两侧的连接板33连接螺栓可与升降平台6脱开，左右两侧的支撑柱7也可与升降平台6的滑套脱开，这样给螺旋桨等部件的修理尤其是抢修工作带来了极大的方便。

Claims (9)

1.一种整体全回转升降式舵桨装置，它包括一个驱动螺旋桨旋转的动力传动机构，一个操纵螺旋桨及其动力传动机构回转的回转操纵机构，一个带动回转操纵机构、动力传动机构、螺旋桨升降的升降机构，及一个与升降机构相配合的升降式支撑机构，所述回转操纵机构设有一支承动力传动机构一起回转的回转支承装置(32)，所述升降机构具有一个升降平台(6)，其特征在于：所述的升降式支撑机构是由套筒(40)、艉柱(19)、升降滑杆(39)、连接板(33)、推力板(18)组成的推力架，套筒(40)分两组设于船艉开设的U型槽D及螺旋桨(14)的两侧，其上端与船艉固定，下端与艉柱(19)固定，两组升降滑杆(39)穿过两组套筒(40)，其上端通过连接板(33)与升降平台(6)可拆式连接，下端与推力板(18)连接，动力传动机构穿过船艉U型槽D，其下部的一支撑轴(44)与推力板(33)转动连接，所述螺旋桨(14)整体可在推力架内360度全回转。

2.如权利要求1所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述的回转操纵机构为后驾驶室回转操纵机构，分正航和倒航回转操纵机构，所述正航回转操纵机构由正航舵轮(26)驱动正航大链轮(25)，正航大链轮通过传动链(24)带动正航小链轮(23)，正航小链轮(23)依次通过蜗杆轴(21)、蜗轮蜗杆齿轮箱(20)、回转驱动轴(31)、回转驱动齿轮(30)，驱动回转支承装置(32)；倒航回转操纵机构由倒航舵轮(27)驱动倒航大链轮(28)，倒航大链轮(28)通过传动链(29)带动倒航小链轮(22)，倒航小链轮(22)依次通过蜗杆轴(21)、蜗轮蜗杆齿轮箱(20)、回转驱动轴(31)、回转驱动齿轮(30)，驱动回转支承装置(32)。

3.如权利要求1所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述的回转操纵机构为前后主副驾驶室回转操纵机构，前驾驶室回转操纵机构是正航回转操纵机构，后驾驶室回转操纵机构是倒航操纵机构，所述正航回转操纵机构、倒航操纵机构由正航舵轮(26)或倒航舵轮(27)通过油泵及其液压回路驱动液压马达(34)，进而带动回转驱动齿轮(30)，回转驱动齿轮(30)驱动回转支承装置(32)，所述正航回转操纵机构和倒航操纵机构由一控制阀(37)控制正航与倒航的切换。

4.如权利要求1或2或3所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述的动力传动机构是由主机(3)、离合器(2)、上齿轮箱(1)、连接套(12)、中间传动轴(13)、下齿轮箱(16)组成，主机(3)通过飞轮与离合器(2)的一端相连接，离合器(2)的另一端与上齿轮箱(1)的输入轴相连，上齿轮箱(1)与下齿轮箱(16)通过一穿过回转支承装置(32)内圈、船艉U型槽D的连接套(12)连接成一整体，位于连接套(12)内的中间传动轴(13)，其上端与上齿轮箱(1)输出轴相连，下端与下齿轮箱(16)输入轴相连，下齿轮箱(16)驱动螺旋桨(14)旋转。

5.如权利要求4所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述的上下齿轮箱(1)、(16)分别各设有一对相互啮合的锥齿轮B、C。

6.如权利要求4所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述的回转支承装置(32)安装在升降平台(6)上，它设有一回转圈(45)，其上设有一安装主机(3)、离合器(2)、上齿轮箱(1)的机架(4)，回转圈(45)的外侧设有与回转驱动齿轮(30)啮合的齿轮。

7.如权利要求4所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述连接套(12)的截面呈流线形。

8.如权利要求1或2或3所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述升降机构的升降平台(6)下设有栅栏式升降架(10)，升降架(10)上设有液压油缸(5)，船艉上设有支撑柱(7)，支撑柱(7)穿过设于升降平台(6)上的滑套，使升降平台(6)可以上下移动。

9.如权利要求4所述的一种整体全回转升降式舵桨装置，其特征在于：所述升降机构的升降平台(6)下设有栅栏式升降架(10)，升降架(10)上设有液压油缸(5)，船艉上设有支撑柱(7)，支撑柱(7)穿过设于升降平台(6)上的滑套，使升降平台(6)可以上下移动。

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