CN101973382A

CN101973382A - 全回转式舵桨

Info

Publication number: CN101973382A
Application number: CN2010105220527A
Authority: CN
Inventors: 吕爱萍
Original assignee: Wuxi Baonan Machinery Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Wuxi Baonan Machinery Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: CN101973382B

Abstract

本发明涉及一种桨舵合一的全回转式舵桨。它包括上传动装置、中间传动回转装置和下传动装置；上传动装置包括输入短轴、上齿轮箱、动力轴、离合器和中间轴；中间传动回转装置包括回转轴承、回转支承法兰、回转管、回转法兰、回转马达和联轴机构；下传动装置包括下箱体、垂直齿轮轴、螺旋桨轴和下齿轮箱。本发明结构巧妙合理，以舵桨合一的方式代替传统的舵桨组合系统的推进方式，推进螺旋桨随舵桨本体可以绕垂直轴线360°任意方向回转，通过控制推进螺旋桨的各个回转角度，可获得全方位的最大推力和舵效，使船舶的操纵性、机动性获得极大的提高。

Description

全回转式舵桨

技术领域

本发明涉及一种新型的船舶推进装置，具体是一种桨舵合一的全回转式舵桨。

背景技术

舵和桨是船舶推进系统的主要组成部分，舵用于控制船舶的行进方向，桨给船舶的行进提供推动力。现有技术中，船舶上的桨和舵是各自分离，组合工作的，其在工作过程中存在下述的几个缺点：（1）、舵转动的角度在某些情形下不能完全到位，无法获得最大推力和舵效，船舶的操纵性、机动性不足。（2）大功率、高转速的舵桨动力传动轴系在运行中存在扭转振动、回转振动以及系统发热等问题，影响传动轴系的工作稳定性及使用寿命。（3）大功率、高强度螺伞齿轮的设计、制造的要求极高，精密性要求高，制造成本昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构巧妙合理的全回转式舵桨，它以舵桨合一的方式代替传统的舵桨组合系统的推进方式，推进螺旋桨随舵桨本体可以绕垂直轴线360°任意方向回转，通过控制推进螺旋桨的各个回转角度，可获得全方位的最大推力和舵效，使船舶的操纵性、机动性获得极大的提高。

按照本发明提供的技术方案：一种全回转式舵桨，其特征在于：包括上传动装置、中间传动回转装置和下传动装置；上传动装置包括输入短轴、上齿轮箱、动力轴、离合器和中间轴；输入短轴通过轴承组件装在输入轴承座内，输入轴承座安装在离合器箱体上，输入短轴的内端与离合器联接；离合器箱体安装在上齿轮箱上，动力轴利用轴承组件水平安装在上齿轮箱内，动力轴一端与离合器联接，动力轴位于上齿轮箱内的部分套装有上箱主动伞齿轮；中间轴承座安装在上齿轮箱的下部，中间轴利用轴承件竖直安装在中间轴承座内，中间轴的上端安装有上箱被动伞齿轮，上箱被动伞齿轮与上箱主动伞齿轮啮合传动；中间轴的下端伸入中间传动回转装置内；中间传动回转装置包括回转轴承、回转支承法兰、回转管、回转法兰和回转马达；回转轴承的外圈支承在围井的舵管上，上齿轮箱放置在回转轴承的外圈上并固定连接，回转轴承的内圈下部连接回转支承法兰；回转管装在中间轴承座外并密封装配在舵管内，回转管与舵管之间设置有滚柱轴承，回转管可在舵管内自由转动；回转管上端连接在回转支承法兰下部，回转管下端连接回转法兰；所述回转马达安装在上齿轮箱上，回转马达的输出轴安装有驱动齿，在回转轴承的内圈上设有回转齿，回转齿与驱动齿啮合传动；下传动装置包括下箱体、垂直齿轮轴、螺旋桨轴和下齿轮箱；下箱体连接在回转法兰下部，垂直齿轮轴利用轴承组件竖直安装在下箱体内，垂直齿轮轴上端伸入回转法兰内并通过联轴机构与中间轴的下端联接，垂直齿轮轴下端伸入下齿轮箱内并设置有下箱传动伞齿轮；螺旋桨轴利用轴承组件水平安装在下齿轮箱内，螺旋桨轴上安装有下箱被动伞齿轮，下箱被动伞齿轮与下箱传动伞齿轮啮合传动。

作为本发明的进一步改进，所述离合器采用液压多片式离合器，离合器的摩擦盘部件与输入短轴的内端联接，动力轴一端伸入离合器腔内并利用平键联接，动力轴另一端连接有用于通入压力油的旋转接头，在旋转接头和动力轴上开设有通至离合器腔内部的压力油道。

作为本发明的进一步改进，所述联轴机构包括第一外齿套、联接齿套、第二外齿套；所述中间轴的下端部设置成锥面形，第一外齿套套装在中间轴下端并利用压紧板压紧，过盈式固定在中间轴上，第一外齿套外周面设置有外齿；所述垂直齿轮轴的上端部设置成锥面形，第二外齿套套装在垂直齿轮轴上端并利用压紧板压紧，过盈式固定在垂直齿轮轴上，第二外齿套外周面设置有外齿；联接齿套的上下端对应套装在中间轴的下端部和垂直齿轮轴的上端部，联接齿套上下两端的内周面上设置有内齿，该内齿分别与第一外齿套、第二外齿套外周面上的外齿啮合传动。

作为本发明的进一步改进，所述全回转式舵桨配装有应急转舵装置，应急转舵装置包括应急转舵轴承座和齿轮轴，应急转舵轴承座下部固定支撑在上齿轮箱上，齿轮轴通过轴承组件竖直安装在轴承座内，齿轮轴上端面设有用于转动齿轮轴的内六角孔，齿轮轴下端的齿轮与回转轴承内圈上设有的回转齿啮合传动。

作为本发明的进一步改进，所述输入短轴的外端设置成锥面形，输入短轴的外端套装有动力法兰，动力法兰利用压紧板压紧，过盈式固定在输入短轴上。

作为本发明的进一步改进，所述上齿轮箱包括上齿轮箱体、前轴承座和后轴承座，前轴承座、后轴承座安装在上齿轮箱体上；所述动力轴前部通过前轴承支承安装在前轴承座上，前轴承内圈与离合器之间设置有隔套；动力轴后部利用两个后轴承支承安装在后轴承座上，内侧的后轴承通过锁紧螺母锁紧固定，外侧的后轴承通过固定连接在动力轴上的压板压紧固定。

作为本发明的进一步改进，所述下齿轮箱包括下齿轮箱体和内轴承座；下齿轮箱体安装在下箱体底部，内轴承座固定安装在下齿轮箱体的后部；螺旋桨轴利用轴承组件支承安装在下齿轮箱内，螺旋桨轴前端伸出下齿轮箱体，螺旋桨轴与下齿轮箱体之间密封装配；在内轴承座后部安装有将军帽。

本发明与现有技术相比，优点在于：结构巧妙合理，以舵桨合一的方式代替传统的舵桨组合系统的推进方式，推进螺旋桨随舵桨本体可以绕垂直轴线360°任意方向回转，通过控制推进螺旋桨的各个回转角度，可获得全方位的最大推力和舵效，使船舶的操纵性、机动性获得极大的提高。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例中应急转舵装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示：实施例中的全回转式舵桨主要由上传动装置、中间传动回转装置和下传动装置组成。

如图1所示，上传动装置主要由输入短轴3、上齿轮箱、动力轴10、离合器5和中间轴24组成。输入短轴3通过轴承组件装在输入轴承座4内，输入轴承座4安装在离合器箱体6上，输入短轴3的内端与离合器5联接，离合器5用于在主机怠速时进行啮合或脱开的操作；所述离合器5采用液压多片式离合器5，离合器5的摩擦盘部件与输入短轴3的内端联接。离合器箱体6安装在上齿轮箱上，动力轴10利用轴承组件水平安装在上齿轮箱内，动力轴10一端伸入离合器5腔内并利用平键联接，动力轴10另一端连接有用于通入压力油的旋转接头16，在旋转接头16和动力轴10上开设有通至离合器5腔内部的压力油道15，离合器5通过压力油来控制啮合或脱开。动力轴10位于上齿轮箱内的部分套装有上箱主动伞齿轮9；中间轴承座22安装在上齿轮箱的下部，中间轴24利用轴承件竖直安装在中间轴承座22内，中间轴24的上端安装有上箱被动伞齿轮21，上箱被动伞齿轮21与上箱主动伞齿轮9啮合传动；中间轴24的下端伸入中间传动回转装置内。

如图1所示，为了确保输入短轴3的强度和更长的使用寿命，所述输入短轴3与动力设备的联接为无键联接。输入短轴3的外端设置成锥面形，输入短轴3的外端套装有动力法兰2，动力法兰2利用压紧板1压紧，过盈式固定在输入短轴3上。

如图1所示，所述上齿轮箱主要由上齿轮箱体11、前轴承座7和后轴承座12组成，前轴承座7、后轴承座12安装在上齿轮箱体11上；所述动力轴10前部通过前轴承8支承安装在前轴承座7上，前轴承8内圈与离合器5之间设置有隔套；动力轴10后部利用两个后轴承13支承安装在后轴承座12上，内侧的后轴承13通过锁紧螺母锁紧固定，外侧的后轴承13通过固定连接在动力轴10上的压板14压紧固定。

如图1所示，中间传动回转装置主要由回转轴承19、回转支承法兰23、回转管25、回转法兰28和回转马达17组成。回转轴承19的外圈支承在围井20的舵管26上，上齿轮箱放置在回转轴承19的外圈上并利用螺钉固定连接，回转轴承19的内圈下部利用螺钉连接回转支承法兰23。回转管25装在中间轴承座22外并密封装配在舵管26内，回转管25与舵管26之间设置有滚柱轴承27，回转管25可在舵管26内自由转动；所述滚柱轴承27具有径向间隙小的优点，有利于提高回转管25与舵管26之间的密封性。回转管25上端利用螺钉连接在回转支承法兰23下部，回转管25下端连接回转法兰28；所述回转马达17安装在上齿轮箱上，回转马达17的输出轴安装有驱动齿18，在回转轴承19的内圈上设有回转齿，回转齿与驱动齿18啮合传动。

如图1所示，下传动装置主要由下箱体29、垂直齿轮轴30、螺旋桨轴33和下齿轮箱组成。下箱体29连接在回转法兰28下部，垂直齿轮轴30利用轴承组件竖直安装在下箱体29内，垂直齿轮轴30上端伸入回转法兰28内并通过联轴机构与中间轴24的下端联接，垂直齿轮轴30下端伸入下齿轮箱内并设置有下箱传动伞齿轮32；螺旋桨轴33利用轴承组件水平安装在下齿轮箱内，螺旋桨轴33上安装有下箱被动伞齿轮34，下箱被动伞齿轮34与下箱传动伞齿轮32啮合传动。

如图1所示，所述联轴机构主要由第一外齿套39、联接齿套38、第二外齿套37组成；所述中间轴24的下端部设置成锥面形，第一外齿套39套装在中间轴24下端并利用压紧板压紧，过盈式固定在中间轴24上，第一外齿套39外周面设置有外齿；所述垂直齿轮轴30的上端部设置成锥面形，第二外齿套37套装在垂直齿轮轴30上端并利用压紧板压紧，过盈式固定在垂直齿轮轴30上，第二外齿套37外周面设置有外齿；联接齿套38的上下端对应套装在中间轴24的下端部和垂直齿轮轴30的上端部，联接齿套38上下两端的内周面上设置有内齿，该内齿分别与第一外齿套39、第二外齿套37外周面上的外齿啮合传动。

如图1所示，所述下齿轮箱包括下齿轮箱体31和内轴承座35；下齿轮箱体31安装在下箱体29底部，内轴承座35固定安装在下齿轮箱体31的后部；螺旋桨轴33利用轴承组件支承安装在下齿轮箱内，螺旋桨轴33前端伸出下齿轮箱体31，螺旋桨轴33与下齿轮箱体31之间密封装配；在内轴承座35后部安装有将军帽36。

当船舶失去动力后，船舶上的常规转舵机构已经失去作用。为了提高船舶的整体安全性，使船舶在失去动力的情况下不会无法控制方向，所述全回转式舵桨配装有应急转舵装置，应急转舵装置的结构如图2所示，应急转舵装置包括应急转舵轴承座40和齿轮轴41，应急转舵轴承座40下部固定支撑在上齿轮箱上，齿轮轴41通过轴承组件竖直安装在轴承座内，齿轮轴41上端面设有用于转动齿轮轴41的内六角孔42，齿轮轴41下端的齿轮与回转轴承19内圈上设有的回转齿啮合传动。

本发明的工作过程和工作原理如下：

动力设备（如柴油机）带动输入短轴3转动，输入短轴3通过离合器5带动动力轴10转动，动力轴10上的上箱主动伞齿轮9转动并与中间轴24上的上箱被动伞齿轮21啮合传动，从而使中间轴24转动，中间轴24通过联轴机构带动垂直齿轮轴30转动，垂直齿轮轴30下端安装的下箱传动伞齿轮32与螺旋桨轴33上安装的下箱被动伞齿轮34啮合传动，从而驱使螺旋桨轴33及推进螺旋桨转动，给船舶提供动力。

当需要转向时，回转马达17启动，回转马达17输出轴转动，输出轴上的驱动齿18与回转轴承19的内圈上的回转齿啮合传动，从而使回转轴承19的内圈转动，回转轴承19内圈转动时带动与其连接的回转管25转动，回转管25进而带动整个下传动装置转动，从而使推进螺旋桨随舵桨本体可以绕垂直轴线360°任意方向回转。通过控制推进螺旋桨的各个回转角度，可获得全方位的最大推力和舵效，使船舶的操纵性、机动性获得极大的提高。

Claims

1.一种全回转式舵桨，其特征在于：它包括上传动装置、中间传动回转装置和下传动装置；

上传动装置包括输入短轴（3）、上齿轮箱、动力轴（10）、离合器（5）和中间轴（24）；输入短轴（3）通过轴承组件装在输入轴承座（4）内，输入轴承座（4）安装在离合器箱体（6）上，输入短轴（3）的内端与离合器（5）联接；离合器箱体（6）安装在上齿轮箱上，动力轴（10）利用轴承组件水平安装在上齿轮箱内，动力轴（10）一端与离合器（5）联接，动力轴（10）位于上齿轮箱内的部分套装有上箱主动伞齿轮（9）；中间轴承座（22）安装在上齿轮箱的下部，中间轴（24）利用轴承件竖直安装在中间轴承座（22）内，中间轴（24）的上端安装有上箱被动伞齿轮（21），上箱被动伞齿轮（21）与上箱主动伞齿轮（9）啮合传动；中间轴（24）的下端伸入中间传动回转装置内；

中间传动回转装置包括回转轴承（19）、回转支承法兰（23）、回转管（25）、回转法兰（28）和回转马达（17）；回转轴承（19）的外圈支承在围井（20）的舵管（26）上，上齿轮箱放置在回转轴承（19）的外圈上并固定连接，回转轴承（19）的内圈下部连接回转支承法兰（23）；回转管（25）装在中间轴承座（22）外并密封装配在舵管（26）内，回转管（25）与舵管（26）之间设置有滚柱轴承（27），回转管（25）可在舵管（26）内自由转动；回转管（25）上端连接在回转支承法兰（23）下部，回转管（25）下端连接回转法兰（28）；所述回转马达（17）安装在上齿轮箱上，回转马达（17）的输出轴安装有驱动齿（18），在回转轴承（19）的内圈上设有回转齿，回转齿与驱动齿（18）啮合传动；

下传动装置包括下箱体（29）、垂直齿轮轴（30）、螺旋桨轴（33）和下齿轮箱；下箱体（29）连接在回转法兰（28）下部，垂直齿轮轴（30）利用轴承组件竖直安装在下箱体（29）内，垂直齿轮轴（30）上端伸入回转法兰（28）内并通过联轴机构与中间轴（24）的下端联接，垂直齿轮轴（30）下端伸入下齿轮箱内并设置有下箱传动伞齿轮（32）；螺旋桨轴（33）利用轴承组件水平安装在下齿轮箱内，螺旋桨轴（33）上安装有下箱被动伞齿轮（34），下箱被动伞齿轮（34）与下箱传动伞齿轮（32）啮合传动。

2.如权利要求1所述的全回转式舵桨，其特征在于：所述离合器（5）采用液压多片式离合器（5），离合器（5）的摩擦盘部件与输入短轴（3）的内端联接，动力轴（10）一端伸入离合器（5）腔内并利用平键联接，动力轴（10）另一端连接有用于通入压力油的旋转接头（16），在旋转接头（16）和动力轴（10）上开设有通至离合器（5）腔内部的压力油道（15）。

3.如权利要求1所述的全回转式舵桨，其特征在于：所述联轴机构包括第一外齿套（39）、联接齿套（38）、第二外齿套（37）；所述中间轴（24）的下端部设置成锥面形，第一外齿套（39）套装在中间轴（24）下端并利用压紧板压紧，过盈式固定在中间轴（24）上，第一外齿套（39）外周面设置有外齿；所述垂直齿轮轴（30）的上端部设置成锥面形，第二外齿套（37）套装在垂直齿轮轴（30）上端并利用压紧板压紧，过盈式固定在垂直齿轮轴（30）上，第二外齿套（37）外周面设置有外齿；联接齿套（38）的上下端对应套装在中间轴（24）的下端部和垂直齿轮轴（30）的上端部，联接齿套（38）上下两端的内周面上设置有内齿，该内齿分别与第一外齿套（39）、第二外齿套（37）外周面上的外齿啮合传动。

4.如权利要求1所述的全回转式舵桨，其特征在于：所述全回转式舵桨配装有应急转舵装置，应急转舵装置包括应急转舵轴承座（40）和齿轮轴（41），应急转舵轴承座（40）下部固定支撑在上齿轮箱上，齿轮轴（41）通过轴承组件竖直安装在轴承座内，齿轮轴（41）上端面设有用于转动齿轮轴（41）的内六角孔（42），齿轮轴（41）下端的齿轮与回转轴承（19）内圈上设有的回转齿啮合传动。

5.如权利要求1所述的全回转式舵桨，其特征在于：所述输入短轴（3）的外端设置成锥面形，输入短轴（3）的外端套装有动力法兰（2），动力法兰（2）利用压紧板（1）压紧，过盈式固定在输入短轴（3）上。

6.如权利要求1所述的全回转式舵桨，其特征在于：所述上齿轮箱包括上齿轮箱体（11）、前轴承座（7）和后轴承座（12），前轴承座（7）、后轴承座（12）安装在上齿轮箱体（11）上；所述动力轴（10）前部通过前轴承（8）支承安装在前轴承座（7）上，前轴承（8）内圈与离合器（5）之间设置有隔套；动力轴（10）后部利用两个后轴承（13）支承安装在后轴承座（12）上，内侧的后轴承（13）通过锁紧螺母锁紧固定，外侧的后轴承（13）通过固定连接在动力轴（10）上的压板（14）压紧固定。

7.如权利要求1所述的全回转式舵桨，其特征在于：所述下齿轮箱包括下齿轮箱体（31）和内轴承座（35）；下齿轮箱体（31）安装在下箱体（29）底部，内轴承座（35）固定安装在下齿轮箱体（31）的后部；螺旋桨轴（33）利用轴承组件支承安装在下齿轮箱内，螺旋桨轴（33）前端伸出下齿轮箱体（31），螺旋桨轴（33）与下齿轮箱体（31）之间密封装配；在内轴承座（35）后部安装有将军帽（36）。