CN103612736A - 一种带齿轮箱的喷水推进系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带齿轮箱的喷水推进系统，包括主机、喷水推进装置和与喷水推进装置集成为一体的齿轮箱。主机通过连接在主机输出轴一端的联轴器与设置在齿轮箱的联轴器法兰连接，联轴器法兰与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮啮合连接，被动齿轮通过设置在喷水推进装置的叶轮主轴与叶轮连接。本发明可根据不同功率和转速的主机，选择适合的主动齿轮和被动齿轮与其进行匹配，从而仅需设计一种螺距的叶轮，降低了喷水推进箱体的整体成本。本发明结构简单，设计合理合理，特别适用于100～250kW小功率范围内带齿轮箱的喷水推进系统。

Description

一种带齿轮箱的喷水推进系统

技术领域

本发明涉及一种喷水推进系统，尤其涉及一种带齿轮箱的喷水推进系统。

背景技术

在现有喷水推进系统的设计中，是通过设计多种螺距的叶轮与选择合适减速比的齿轮箱来与主机进行匹配的。在小功率的范围内(100～250kW)，主机转速和功率种类繁多，要应对不同用户所指定的主机，就要设计多种螺距的叶轮，选择不同减速比的齿轮箱才能达到最优的匹配，这样的匹配方案大大增加了工作量和成本。此外，如果主机的中心线相对喷水推进装置中心线过高，则需要一根万向联轴节连接喷水推进装置和主机，如图1所示。在该方案中，轴承座支撑轴承，轴承支撑着主轴，主轴的左端是叶轮，右端是连接法兰。连接法兰通过万向联轴节或其他连接装置与主机直连，不同的主机转速需要配合不同规格的叶轮，当所需叶轮转速与主机转速相差较大时，则需要额外配置独立的齿轮箱，以降低叶轮的转速。

现有喷水推进装置与主机的匹配及布置方案存在以下缺点：①不同的主机转速需要配合不同规格的叶轮，多种螺距的叶轮设计较为繁琐，且制造费用高。大部分喷水推进装置的叶轮是铸造的，每种螺距的叶轮都需要反复设计校核，且在铸造时都需要重新开模铸造，增加了工作量和成本。②在主机额定转速超过喷水推进装置叶轮所能承受的最大转速时，必须匹配合适的齿轮箱，将叶轮转速降至合适的范围内，增加了动力装置的成本。③在主机的中心线相对喷水推进装置叶轮中心线过高时，万向联轴节必须有足够的长度保证其与水平面的夹角不至于过大，以减少对扭矩传递的影响，但过长的万向联轴节不仅增加了主机功率在连接部分的损失，同时导致整个动力装置在水线方向上的布置过长，占用了大量宝贵的船体空间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于100～250kW小功率范围内带齿轮箱的喷水推进系统。该系统中的喷水推进装置只需设计一种螺距的叶轮，通过改变自带齿轮箱的减速比，实现喷水推进装置与不同功率和转速的主机匹配。

本发明的目的是这样实现的：一种带齿轮箱的喷水推进系统，包括主机、主机输出轴、连接在主机输出轴一端的联轴器、喷水推进装置、喷水推进装置本体、叶轮主轴和叶轮，其特征在于：所述的主机与喷水推进装置之间通过齿轮箱连接，所述的齿轮箱与喷水推进装置集成为一体。

所述的齿轮箱包括箱体、主动齿轮、被动齿轮、盖板和联轴器法兰，所述的齿轮箱的箱体与所述的喷水推进装置的本体集成为一体，主动齿轮设置在箱体内的上部，被动齿轮设置在箱体内的下部，盖板设置在箱体的开口端；主机通过连接在主机输出轴一端的联轴器与齿轮箱的联轴器法兰连接，联轴器法兰穿过盖板与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮啮合连接，被动齿轮通过叶轮主轴与叶轮连接。

所述的主动齿轮通过圆锥滚子轴承设置在箱体内的上部，圆锥滚子轴承与箱体之间设置有挡板。

所述的被动齿轮通过推力轴承设置在箱体内的下部，推力轴承与盖板之间设置有垫片。

所述的联轴器为弹性联轴器。

所述的齿轮箱的上部设置有空气滤清器。

本发明主机启动后，主机的扭矩通过连接在主机输出轴一端的联轴器传递到联轴器法兰，带动与联轴器法兰连接的主动齿轮旋转，主动齿轮带动被动齿轮旋转，被动齿轮通过叶轮主轴带动叶轮旋转，通过调整主动齿轮与被动齿轮的减速比，将主机转速减至叶轮所需的转速，叶轮正常工作时，推力轴承将叶轮的推力传递到喷水推进装置，从而传递给船体。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、主机无需经过独立的齿轮箱减速，可直接与集成在喷水推进装置本体上的齿轮箱连接，通过调整自带齿轮箱的减速比来实现与主机的最佳匹配，降低了动力装置的整体成本。

2、只需设计一种螺距的叶轮，而可以设计多组不同减速比的齿轮，齿轮的设计和制造相对于叶轮要简单很多，这样叶轮可以只有一种型号，齿轮可以有不同减速比的齿轮，并能大批量储备和生产，齿轮的制造和储备成本也相对较低，提高了产品的互换性和利用率。

3、即使在主机的中心线相对喷水推进装置叶轮中心线过高时，也可以通过对主机安装高度的微调来使喷水推进装置输入端中心线与主机中心线重合，同时使用弹性联轴器连接喷水推进装置和主机，不仅减少了主机功率在连接部分的损失，同时使得整个动力装置在水线方向上的布置更加紧凑，节约了大量宝贵的船体空间。

附图说明

图1是现有喷水推进系统结构示意图。

图2本发明结构示意图。

图3是图2中减速齿轮箱的剖视结构示意图。

图4是图3的左视图。

图中：主机1、主机输出轴11、联轴器12、喷水推进装置2、喷水推进装置本体21、叶轮主轴22和叶轮23、万向联轴节3、齿轮箱4、箱体41、主动齿轮42、被动齿轮43、盖板44、联轴器法兰45、圆锥滚子轴承46、挡板47、推力轴承48、垫片49、空气滤清器410、唇形密封411、密封圈412、油标尺413、泄油软管414。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图2，一种带齿轮箱的喷水推进系统，包括主机1、主机输出轴11、连接在主机输出轴11一端的联轴器12、喷水推进装置2、喷水推进装置本体21、叶轮主轴22和叶轮23。主机1与喷水推进装置2之间通过齿轮箱4连接，所述的齿轮箱4与喷水推进装置2设置为一体。

参见图3、图4，齿轮箱4包括箱体41、主动齿轮42、被动齿轮43、盖板44、联轴器法兰45、圆锥滚子轴承46、挡板47、推力轴承48、垫片49、空气滤清器410、唇形密封411、密封圈412、油标尺413和泄油软管414。齿轮箱4的箱体41与喷水推进装置2的本体21集成为一体，主动齿轮42设置在箱体41内的上部，被动齿轮43设置在箱体41内的下部，盖板44设置在箱体41的开口端。主机1通过连接在主机输出轴11一端的联轴器12与齿轮箱4的联轴器法兰45连接，联轴器法兰45穿过盖板44与主动齿轮42固定连接，主动齿轮42与被动齿轮43啮合连接，被动齿轮43通过叶轮主轴22与叶轮23固定连接。联轴器12为弹性联轴器。

主动齿轮42通过圆锥滚子轴承46设置在箱体41内的上部，主动齿轮42与圆锥滚子轴承46之间设置有挡板47。被动齿轮43通过推力轴承48设置在箱体41内的下部，被动齿轮43与推力轴承48之间设置有垫片49。挡板47和垫片49用来调整主动齿轮42和被动齿轮43的轴向位置，保证主动齿轮42和被动齿轮43的啮合良好。在齿轮箱4的上部设置有空气滤清器410，用于在齿轮箱4工作时排除齿轮箱4内的空气。在联轴器法兰45穿过盖板44处设置有唇形密封411，用于对联轴器法兰45进行密封。在喷水推进装置本体21与盖板44之间、箱体41与盖板44之间设置有密封圈412，保证齿轮箱的密封良好。在齿轮箱4的上部设置有油标尺413，下部设置有泄油软管414。

所有零部件装配好之后，拉起油标尺413，对齿轮箱4进行注油，注油后，使用油标尺413测量齿轮箱4油液液位满足要求。当需要更换主动齿轮42和被动齿轮43时，通过泄油软管414将齿轮箱4内的齿轮油排空后进行更换。

本发明可根据不同功率和转速的主机，选择适合的主动齿轮和被动齿轮与其进行匹配，从而仅需设计一种螺距的叶轮，降低了喷水推进系统的成本。本发明已经在100～250kW小功率喷水推进系统匹配的实船应用中验证了其可行性和合理性，故而有着广泛的应用前景。

Claims (6)

1.一种带齿轮箱的喷水推进系统，包括主机（1）、主机输出轴（11）、连接在主机输出轴（11）一端的联轴器（12）、喷水推进装置（2）、喷水推进装置本体（21）、叶轮主轴（22）和叶轮（23），其特征在于：所述的主机（1）与喷水推进装置（2）之间通过齿轮箱（4）连接，所述的齿轮箱（4）与喷水推进装置（2）集成为一体。

2.根据权利要求1所述的一种带齿轮箱的喷水推进系统，其特征在于所述的齿轮箱（4）包括箱体（41）、主动齿轮（42）、被动齿轮（43）、盖板（44）和联轴器法兰（45），所述的齿轮箱（4）的箱体（41）与所述的喷水推进装置（2）的本体（21）集成为一体，主动齿轮（42）设置在箱体（41）内的上部，被动齿轮（43）设置在箱体（41）内的下部，盖板（44）设置在箱体（41）的开口端；主机（1）通过连接在主机输出轴（11）一端的联轴器（12）与齿轮箱（4）的联轴器法兰（45）连接，联轴器法兰（45）穿过盖板（44）与主动齿轮（42）连接，主动齿轮（42）与被动齿轮（43）啮合连接，被动齿轮（43）通过叶轮主轴（22）与叶轮（23）连接。

3.根据权利要求2所述的一种带齿轮箱的喷水推进系统，其特征在于所述的主动齿轮（42）通过圆锥滚子轴承（46）设置在箱体（41）内的上部，主动齿轮（42）与圆锥滚子轴承（46）之间设置有挡板（47）。

4.根据权利要求2所述的一种带齿轮箱的喷水推进系统，其特征在于所述的被动齿轮（43）通过推力轴承（48）设置在箱体（41）内的下部，被动齿轮（43）与推力轴承（48）之间设置有垫片（49）。

5.根据权利要求1或2所述的一种带齿轮箱的喷水推进系统，其特征在于所述的联轴器（12）为弹性联轴器。

6.根据权利要求1或2所述的一种带齿轮箱的喷水推进系统，其特征在于所述的齿轮箱（4）的上部设置有空气滤清器（410）。

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