CN107448472A - 一种刚度可调型水润滑艉轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刚度可调型水润滑艉轴承，该艉轴承包括承衬套、轴承支座和刚度可调型轴瓦；刚度可调型轴瓦为具有密闭空腔的柔性结构；刚度可调型轴瓦通过轴承支座固定连接在轴承套的内部，刚度可调型轴瓦沿轴承套周向分布，刚度可调型轴瓦的表面高出轴承衬套内径表面，刚度可调型轴瓦之间形成间隔流水槽，刚度可调型轴瓦通过对其密闭空腔充放高压气的形式实现轴承的刚度可调。本发明能够解决现有水润滑艉轴承在更换或维修时维修周期和维修工作量大、无法调整水润滑轴承刚度以适应艉部轴系振动的问题。
Description
技术领域
本发明属于船用轴承结构技术领域，具体涉及一种水润滑艉轴承，用于船舶推进轴系、舵轴系等大直径轴系在舷外部分的支撑。
背景技术
目前我国应用普遍的水润滑艉轴承，包括轴承衬套和轴瓦，轴承衬套为圆筒形，轴承衬套外圆为安装面，内圆用于支撑轴瓦，轴瓦主要有两种结构形式：轴径≤Φ250mm的小轴径情况下一般采用整体式轴瓦，将轴瓦材料直接硫化在轴承衬套内圆上。轴径﹥Φ250mm的大轴径情况下一般采用板条式轴瓦，上述两种形式的水润滑轴承，都是固定联接的形式，轴承板条产生磨损或损坏后，首先需拆桨抽轴，将轴承衬套从轴毂内拔出，然后才能进行相关的更换或维修工作，维修周期和维修工作量大，同时由于轴承板条是固定安装在轴承衬套上，其刚度不可调整，目前我国潜艇在实际运行过程中，艉部轴系振动情况复杂，水润滑轴承是该位置轴系的主要支点，其刚度对轴系振动影响明显，刚度固定的条件下无法针对轴系振动情况进行适应性调整。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种刚度可调型水润滑艉轴承，能够解决现有水润滑艉轴承在更换或维修时维修周期和维修工作量大、无法调整水润滑轴承刚度以适应艉部轴系振动的问题。
一种刚度可调型水润滑艉轴承，该艉轴承包括承衬套、轴承支座和刚度可调型轴瓦；
所述刚度可调型轴瓦为具有密闭空腔的柔性结构；
所述刚度可调型轴瓦通过轴承支座固定连接在轴承套的内部，刚度可调型轴瓦沿轴承套周向分布，刚度可调型轴瓦的表面高出轴承衬套内径表面，刚度可调型轴瓦之间形成间隔流水槽，刚度可调型轴瓦通过对其密闭空腔充放高压气的形式实现轴承的刚度可调。
进一步地，所述轴承衬套外表面为圆筒形，内孔上布置有燕尾槽形结构，轴承支座沿着轴向安装在燕尾槽结构内部。
进一步地，所述轴承支座的截面形状为燕尾槽结构，轴承支座背面安装在轴承衬套上，轴承支座背面上沿轴线方向开了一个矩形的槽，轴承支座正面为凹形结构，可调型轴瓦的背面也是矩形结构，其安装到轴承支座正面凹形结构后，在轴承支座背面的矩形槽拧紧紧固螺钉，实现轴瓦的安装。
进一步地，所述刚度可调型轴瓦由金属背衬、可调气囊和轴瓦层构成，轴瓦层为耐磨材料，可调气囊为橡胶材料，轴瓦层以及金属背衬硫化作用在可调气囊上，金属背衬的作用是将轴瓦固定安装在轴承支座上，金属背衬设置有安装紧固螺钉和充气接头两种形式的螺纹孔。
进一步地，所述刚度可调型轴瓦的运行是与舱内的轴系振动监测系统相互配合使用，测量系统测量到轴系振动相关参数，然后分析系统对测量到的轴系振动数据进行分析，根据分析结果，控制外部的充气系统对可调气囊内的充气压力进行调整，从而调整轴瓦刚度以实现轴系振动降低。
进一步地，还包括止挡环和止挡环，止挡环和止挡环通过螺钉安装在轴承衬套端面上，止挡环为圆柱形结构，止挡环为带中空孔的圆柱形结构，止挡环的作用是挡住轴承支座和刚度可调型轴瓦在轴向方向上的串动，中空孔的作用是布置充气系统管路。
进一步地，所述充气接头采用螺纹安装形式安装在金属背衬上，充气接头一端和可调气囊内部相通，另一端和充气接管相连，每个刚度可调型轴瓦均有一个充气接管，各充气接管汇总到充气总管上进行统一充放气，以此保证各轴瓦内部气压的均匀性。
进一步地，为保证水润滑轴承耐蚀性和使用寿命，所有金属部件均采用铜合金材料进行制造。
有益效果：
本发明结构简单可靠，技术特点新颖。轴承衬套通过端面法兰安装在轴承轴毂上，衬套内表面为燕尾槽形式，轴瓦支座背面是和衬套内表面相适应的燕尾槽结构，可沿轴向安装至衬套内表面，刚度可调型轴瓦通过背部螺钉安装在轴瓦支座上，轴瓦支座和刚度可调型轴瓦安装完毕后，两端用挡环止挡，防止轴瓦支座和轴瓦在轴向方向的串动，当轴瓦发生磨损或损坏需要进行修理更换时，可将两端的挡环拆卸，将轴瓦支座整体从轴承衬套内拆卸出来，拆卸轴瓦支座背面紧固螺钉，可实现对轴瓦的快速维修更换，大大减少了维修成本，周期和牵连工程；刚度可调型轴瓦是本发明的核心部件，其和轴系振动监测控制装置共同使用，轴系振动监测控制装置对轴系振动数据进行分析并根据结果对舷外支撑的水润滑轴瓦内可调气囊进行充放气，改变气囊内气体压力实现轴承刚度的调节，最终减少轴系振动，刚度可调型轴瓦能在不改变潜艇艉部轴系结构的前提下对轴系振动情况进行实时的调整，可避免出现轴系共振、消除轴系振动异常等故障，具有极大的工程应用价值和经济效益。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为图1中的局部放大图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为图3中的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的一个实施例，一种刚度可调型水润滑艉轴承，轴承衬套1外表面为圆筒形，通过其法兰上的螺栓孔安装在轴承轴毂内，内孔上布置有燕尾槽形结构，轴承支座沿着轴向安装在燕尾槽结构内部
如附图3所示，轴承支座2的截面形状为燕尾槽形状，轴承支座背面安装在轴承衬套1上，轴承支座2背面上沿轴线方向开了一个矩形的槽，轴承支座2正面为凹形结构，可调型轴瓦3的背面也是矩形结构，其安装到轴承支座2正面凹形结构后，在轴承支座2背面的矩形槽拧紧紧固螺钉，实现轴瓦的安装。
如附图4所示，刚度可调型轴瓦3由金属背衬11、可调气囊10和轴瓦层9构成，轴瓦层9为高分子耐磨材料。可调气囊10为橡胶材料，轴瓦层9以及金属背衬11硫化作用在可调气囊10上，刚度可调型轴瓦3安装完毕后，左右两端会用止挡环6和止挡环5将刚度可调型轴瓦3挡住，防止其在轴向方向上的串动。金属背衬11主要作用是将轴瓦固定安装在轴承支座2上，金属背衬11设置有安装紧固螺钉和充气接头两种形式的螺纹孔。
刚度可调型轴瓦3是此型水润滑轴承的核心部件，它的运行应该和舱内的轴系振动监测系统相互配合使用，测量系统测量到轴系振动相关参数，然后分析系统对测量到的轴系振动数据进行分析，根据分析结果，控制系统操作充气系统相关管路附件对可调气囊10内的充气压力进行调整，从而调整轴瓦刚度以实现轴系振动降低。
刚度可调型轴瓦3安装至轴承支座2后，其表面高出轴承衬套1的内径表面，各刚度可调型轴瓦3之间形成了间隔流水槽，轴承运行过程中，冷却水流经流水槽，对轴瓦层9起到了润滑和冷却的作用。
所述止挡环6和止挡环5通过螺钉安装在轴承衬套端面上，止挡环6为圆柱形结构，止挡环5为带中空孔的圆柱形结构，止挡环的作用是挡住轴承支座和轴瓦在轴向方向上的串动，中空孔的作用是布置充气系统管路。
如附图2所示，充气接头7是螺纹安装形式，安装在金属背衬11上，充气接头一端和可调气囊10内部相通，另一端和充气接管8相连，每个刚度可调型轴瓦3均有一个充气接管8，各充气接管8汇总到充气总管上进行统一充放气，以此保证各刚度可调型轴瓦3内部气压的均匀性。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，该艉轴承包括承衬套、轴承支座和刚度可调型轴瓦；
所述刚度可调型轴瓦为具有密闭空腔的柔性结构；
所述刚度可调型轴瓦通过轴承支座固定连接在轴承套的内部，刚度可调型轴瓦沿轴承套周向分布，刚度可调型轴瓦的表面高出轴承衬套内径表面，刚度可调型轴瓦之间形成间隔流水槽，刚度可调型轴瓦通过对其密闭空腔充放高压气的形式实现轴承的刚度可调。
2.如权利要求1所述的刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，所述轴承衬套外表面为圆筒形，内孔上布置有燕尾槽形结构，轴承支座沿着轴向安装在燕尾槽结构内部。
3.如权利要求1或2所述的刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，所述轴承支座的截面形状为燕尾槽结构，轴承支座背面安装在轴承衬套上，轴承支座背面上沿轴线方向开了一个矩形的槽，轴承支座正面为凹形结构，可调型轴瓦的背面也是矩形结构，其安装到轴承支座正面凹形结构后，在轴承支座背面的矩形槽拧紧紧固螺钉，实现轴瓦的安装。
4.如权利要求1所述的刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，所述刚度可调型轴瓦由金属背衬、可调气囊和轴瓦层构成，轴瓦层为耐磨材料，可调气囊为橡胶材料，轴瓦层以及金属背衬硫化作用在可调气囊上，金属背衬的作用是将轴瓦固定安装在轴承支座上，金属背衬设置有安装紧固螺钉和充气接头两种形式的螺纹孔。
5.如权利要求1所述的刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，所述刚度可调型轴瓦的运行是与舱内的轴系振动监测系统相互配合使用，测量系统测量到轴系振动相关参数，然后分析系统对测量到的轴系振动数据进行分析，根据分析结果，控制外部的充气系统对可调气囊内的充气压力进行调整，从而调整轴瓦刚度以实现轴系振动降低。
6.如权利要求5所述的刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，还包括止挡环和止挡环，止挡环和止挡环通过螺钉安装在轴承衬套端面上，止挡环为圆柱形结构，止挡环为带中空孔的圆柱形结构，止挡环的作用是挡住轴承支座和刚度可调型轴瓦在轴向方向上的串动，中空孔的作用是布置充气系统管路。
7.如权利要求4所述的刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，所述充气接头采用螺纹安装形式安装在金属背衬上，充气接头一端和可调气囊内部相通，另一端和充气接管相连，每个刚度可调型轴瓦均有一个充气接管，各充气接管汇总到充气总管上进行统一充放气，以此保证各轴瓦内部气压的均匀性。
8.如权利要求1所述的刚度可调型水润滑艉轴承，其特征在于，金属部件均采用铜合金材料进行制造。
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