CN105564623B - 舰船用双向离合器主轴系统 - Google Patents

舰船用双向离合器主轴系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及舰船用双向离合器主轴系统，主要结构由主动力端、双向非逆止超越离合器箱体、电动机端、气胎摩擦联轴器、螺旋桨组成，双向非逆止超越离合器箱体包括双向非逆止超越离合器、转速传感器、联轴器、磁流变阻尼器。主动端输入动力时，双向非逆止超越离合器的外座圈驱动主传动轴及螺旋桨正反转，此时电动机被动旋转。当电动机端输出动力时，直接驱动螺旋桨正反转，此时主动力端不随动。主动端失去动力时，离合器处于双向脱开状态，磁流变阻尼器和电动机端能控制从动端转速立即下降。该装置能满足各种船舶、舰艇的混合动力传动系统的需求，应用范围广。

Description

舰船用双向离合器主轴系统
技术领域
本发明属于船舶动力装置的主轴系统，具体涉及一种舰船用双向离合器主轴系统。
背景技术
随着我国船舶工业的不断发展，船舶在海面上运行时的工况越来越复杂，而且特别是对于联合动力传动系统中，如何实现各个动力之间的相互稳定的切换，以及切换动力后的动力装置单独传递动力时二者互不影响，是目前船舶动力总成的关键技术问题。
目前的舰船传动轴系中大多采用离合器来实现各个动力的切换，但是在现有的离合器无法实现双向契合、双向分离以及不同的动力装置单独传递动力时二者互不影响的功能。而且当主动力端需倒车时，如何使离合器快速刹车，在刹车时保持螺旋桨不失控，进而立即平稳倒车。都是传统的系统中难以解决的问题。
发明内容
本发明专利是要解决舰船混合动力主轴系统中，多种动力联合传动时不同动力相互切换时，能够迅速契合、脱开、刹车、倒车等各种不同工况的系统。本发明按如下方式实现：
本发明一种舰船用双向离合器主轴系统，其主要结构由主动力端、双向非逆止超越离合器箱体(包括双向非逆止超越离合器、转速传感器、联轴器、磁流变阻尼器)、电动机端、气胎摩擦联轴器、螺旋桨组成。
所述双向非逆止超越离合器箱体包括双向非逆止超越离合器、转速传感器、联轴器和磁流变阻尼器。该双向非逆止超越离合器箱体，具有自动刹车的功能。当主动力端停机后，由于汽轮机自带阻尼较大，可能使双向非逆止超越离合器的外座圈先停止，而内圈跟着螺旋桨继续转动，此时离合器处于脱开状态。当转速传感器检测到外座圈停止的信号后，控制磁流变阻尼器得电，使系统转速立即下降直至停止后磁流变阻尼器失电。主动力端即可反向运转，实现平稳倒车。
所述电动机端也具有自动刹车功能。当主动力端停机后，尽管螺旋桨在惯性力的作用下离合器是处于脱开的状态，但是此时螺旋桨可以由电动机端控制转速。因为此时的电动机处于发电机工况，当电路形成回路后，可以较大增加系统阻尼，让离合器的内座圈及后面的螺旋桨及时停车。主动力端倒车反转，就能与螺旋桨平稳契合。这样整个切换过程螺旋桨都是可控的。
所述气胎摩擦联轴器，具有自动补偿功能。当船舶在海面上晃动时，可能导致整个传动轴系不在一个水平面上。气胎摩擦联轴器是由两个冲满气带状气胎所构成，带状气胎向内膨胀，并相互紧压。因此当轴系不在一个水平面上时，由于气胎的膨胀性，可以让其倾斜一定角度，也能结合，并且传递扭矩。极大的增加了整个系统稳定性。
所述螺旋桨具有自动控制功能。当船在水面抛锚时，水流可能会冲击螺旋桨自转，但由于螺旋桨与电动机端及双向非逆止超越离合器的内座圈刚性连接，其转速由主动力端与电动机端转速较高者决定，避免螺旋桨转速失控。
本发明的有益效果是，系统在传递动力时，可以较好的满足各种船舶、舰艇的混合动力传动系统的需求。在不同的动力系统传递功率时，能平稳切换，始终保持螺旋桨受控。在外界环境较为恶劣的情况仍旧能够保持系统平稳、安全的运行。
通过本发明，该舰船用双向离合器主轴系统基本上克服其他动力系统的种种不足之处，适用于各种原动机所组成的动力系统，应用范围广。
附图说明
图1是本发明舰船用双向离合器主轴系统的原理示意图。
图中：1、主动力端，2、双向非逆止超越离合器箱体，21、双向非逆止超越离合器，22、转速传感器，23、联轴器，24、磁流变阻尼器，3、电动机端，4、气胎摩擦联轴器，5、螺旋桨。
具体实施方式
如图1所示，下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种舰船用双向离合器主轴系统，该系统的主动力端(1)输出轴直接与双向非逆止超越离合器箱体(2)内的双向非逆止超越离合器(21)的外座圈相连。联轴器(23)与双向非逆止超越离合器(21)的内座圈联接，联轴器(23)伸出至双向非逆止超越离合器箱体(2)外部后与电动机端(3)联接；转速传感器(22)设置在双向非逆止超越离合器(21)的周向位置，联轴器(23)上安装有有一个磁流变阻尼器(24)，磁流变阻尼器(24)的控制信号来源于转速传感器(22)对双向非逆止超越离合器(21)的转速检测；双向非逆止超越离合器箱体(2)的输出轴与气胎摩擦联轴器(4)联接，用于补偿间隙；气胎摩擦联轴器(4)直接与螺旋桨(5)相连。
该系统的主动力端(1)输出动力时，经双向非逆止超越离合器(21)的外座圈驱动主传动轴、气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)正反转，此时电动机端(3)被动旋转。当电动机端(3)输出动力时，直接驱动螺旋桨正反转，双向非逆止超越离合器(21)处于脱开状态，此时主动力端(1)不随动。
该系统的主动力端(1)刹车时，双向非逆止超越离合器(21)外座圈停止，双向非逆止超越离合器(21)处于脱开状态，螺旋桨(5)会继续转动。转速传感器(22)检测到双向非逆止超越离合器(21)外座圈停止的信号后，控制磁流变阻尼器(24)得电，使气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)转速立即下降。与此同时，由于电动机端(3)与气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)直连，当螺旋桨(5)自转时，电动机端(3)处于发电机工况，系统阻尼较大，也能使气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)转速立即下降。
舰船用双向离合器主轴系统的螺旋桨(5)、电动机端(3)及双向非逆止超越离合器(21)的内座圈刚性连接，其转速由主动力端(1)与电动机端(3)转速较高者决定，避免螺旋桨转速失控。

Claims (4)

1.舰船用双向离合器主轴系统，其特征在于：该系统的主动力端(1)输出轴直接与双向非逆止超越离合器箱体(2)内的双向非逆止超越离合器(21)的外座圈相连；联轴器(23)与双向非逆止超越离合器(21)的内座圈联接，联轴器(23)伸出至双向非逆止超越离合器箱体(2)外部后与电动机端(3)联接；转速传感器(22)设置在双向非逆止超越离合器(21)的周向位置，联轴器(23)上安装有有一个磁流变阻尼器(24)，磁流变阻尼器(24)的控制信号来源于转速传感器(22)对双向非逆止超越离合器(21)的转速检测；双向非逆止超越离合器箱体(2)的输出轴与气胎摩擦联轴器(4)联接，用于补偿间隙；气胎摩擦联轴器(4)直接与螺旋桨(5)相连。
2.根据权利要求1所述的舰船用双向离合器主轴系统，其特征在于：该系统的主动力端(1)输出动力时，经双向非逆止超越离合器(21)的外座圈驱动输出轴、气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)正反转，此时电动机端(3)被动旋转；当电动机端(3)输出动力时，直接驱动螺旋桨正反转，双向非逆止超越离合器(21)处于脱开状态，此时主动力端(1)不随动。
3.根据权利要求1所述的舰船用双向离合器主轴系统，其特征在于：该系统的主动力端(1)刹车时，双向非逆止超越离合器(21)外座圈停止，双向非逆止超越离合器(21)处于脱开状态，螺旋桨(5)会继续转动；转速传感器(22)检测到双向非逆止超越离合器(21)外座圈停止的信号后，控制磁流变阻尼器(24)得电，使气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)转速立即下降；与此同时，由于电动机端(3)与气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)直连，当螺旋桨(5)自转时，电动机端(3)处于发电机工况，系统阻尼较大，也能使气胎摩擦联轴器(4)及螺旋桨(5)转速立即下降。
4.根据权利要求1所述的舰船用双向离合器主轴系统，其特征在于：舰船用双向离合器主轴系统的螺旋桨(5)、电动机端(3)及双向非逆止超越离合器(21)的内座圈刚性连接，其转速由主动力端(1)与电动机端(3)转速较高者决定，避免螺旋桨转速失控。
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