CN109018239A - 可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，其特征在于，包括：安装座，安装在舷舭部中；第一液压摆缸，固定安装在安装座上，包含：第一缸体，收放用转轴，第一缸体叶片，转轴叶片，以及两个油口；连接件，下端与收放用转轴固定相连；第二液压摆缸，与连接件的上端固定相连，并且轴向与第一液压摆缸轴向相垂直，包含：第二缸体，鳍轴，相对向地设置在第二缸体内壁上、朝向鳍轴凸起、并沿着轴向延伸的两个第二缸体叶片，相背向地设置在鳍轴上、朝向第二缸体内壁凸起、并沿着轴向延伸的两个鳍轴叶片，以及开设在第二缸体上、与两个第二缸体叶片相对应的两组油口；以及鳍翼，与鳍轴的伸出端固定相连。

Description

可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置

技术领域

本发明属于船舶及海洋工程领域，涉及一种可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置。

背景技术

由于海浪的作用，船舶在海上航行时会产生纵摇、升沉、横摇、艏摇、横漂和纵漂六种运动。其中，尤以横摇运动对船舶适航性、人员舒适性、设备安全性的影响为最大。减摇鳍是减小船舶横向摇摆、提高船舶稳定性的重要装置。

现有的减摇鳍是通过复杂的传动机构将直线油缸输出的直线运动转化为鳍轴和鳍翼的转动。这样设计存在三个不足，一、其传动链长，导致响应慢，且其传动过程中是非线性的关系，大大的增加控制的难度；二、其执行机构均采用的曲柄连杆的驱动机构而所能达到的最大转鳍角度非常有限，大约在正负40°，这样的转角范围并不能满足船舶在无法预测的航海环境中需要；三、其结构复杂，占用空间大，给有限的空间布置带来了困难。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，结构简单、占用空间小，能够通过液压摆缸输出的往复转动直接驱动鳍轴和鳍翼，实现往复转动，并且最大转鳍角度能达到90°以上，切实满足船舶航海需求。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，其特征在于，包括：安装座，安装在舷舭部中；第一液压摆缸，固定安装在安装座上，包含：内部呈中空柱状的第一缸体，沿着第一缸体轴向向外伸出的收放用转轴，设置在第一缸体内壁上、朝向收放用转轴凸起、并沿着轴向延伸的第一缸体叶片，设置在收放用转轴上、朝向第一缸体内壁凸起、并沿着轴向延伸的转轴叶片，以及开设在第一缸体上、分别位于第一缸体叶片的左右两侧两个油口，两个油口均与控油装置相连从而可被轮流通入高压油、进而驱动转轴叶片带动收放用转轴进行正转和反转，当一个油口被通入高压油，另一个出油口则作为出油口；连接件，下端与收放用转轴固定相连；第二液压摆缸，与连接件的上端固定相连，并且轴向与第一液压摆缸轴向相垂直，包含：内部呈中空柱状的第二缸体，沿着第二缸体轴向向外伸出的鳍轴，相对向地设置在第二缸体内壁上、朝向鳍轴凸起、并沿着轴向延伸的两个第二缸体叶片，相背向地设置在鳍轴上、朝向第二缸体内壁凸起、并沿着轴向延伸的两个鳍轴叶片，以及开设在第二缸体上、与两个第二缸体叶片相对应的两组油口，每组油口包含分别位于第二缸体叶片的左右两侧两个油口，两个油口均与控油装置相连从而可被轮流通入高压油、进而驱动鳍轴叶片带动鳍轴进行正转和反转，当一个油口被通入高压油，另一个出油口则作为出油口；以及鳍翼，与鳍轴的伸出端固定相连，其中，每个第二缸体叶片的两个侧面均分别与两个鳍轴叶片的侧面相对向。

进一步，本发明所涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，还可以具有这样的特征：设第二缸体叶片的圆心角为A，鳍轴叶片的圆心角为B，则A+B≤90°。

进一步，本发明所涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，还可以包括：第二缸体叶片的圆心角与鳍轴叶片的圆心角均为45°。

进一步，本发明所涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，还可以具有这样的特征：第一缸体包含：内部呈中空柱状的第一主体，安装在第一主体上的盖板，和设置在盖板和第一主体之间、环绕收放用转轴的端面密封圈。

进一步，本发明所涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，还可以具有这样的特征：鳍轴的伸出端的前部作为长键伸入鳍翼的安装口，伸出端的中部外径大于前部、并通过截面为工字型的轴翼连接套与鳍翼固定相连。

发明的作用与效果

1、在第一液压摆缸中，可通过高压油驱动转轴叶片转动直接带动收放用转轴进行正转和反转，从而将鳍翼旋进舷舭部内(收)，或者从舷舭部中旋出(放)，实现了整个减摇鳍装置的收放，在海浪很小不需要减摇航行的情况下，能够将减摇鳍装置整个收回舷舭部中，有效减小航行过程中的阻力。

2、由于鳍轴叶片安装在鳍轴上，液压力作用在鳍轴叶片上即可直接驱动鳍轴转动，其传动链缩短，响应快，降低了控制难度。

3、由于液压摆缸的缸体叶片和鳍轴叶片的圆心角A+B≤90°，因此，最大转鳍角度能够增大到90°以上；例如，当缸体叶片和鳍轴叶片的圆心角A和B都是45°时，最大转鳍角度能够达到90°。

4、由于液压摆缸具有输出转矩大，体积小、结构紧凑等优点，因此整个装置的稳定性强，结构简单，占用空间小，容易布置。

附图说明

图1是本发明实施例涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置的结构示意图；

图2是本发明实施例涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置的分解图；

图3是本发明实施例涉及的安装座和第一液压摆缸的剖示图；

图4是本发明实施例涉及的安装座和第一液压摆缸的俯视图(为了便于显示，移除了上侧的端面密封圈和盖板)；

图5是本发明实施例涉及的第二液压摆缸的侧视图(为了便于显示，移除了端面密封圈和盖板)；

图6是本发明实施例涉及的第二液压摆缸的部分结构示意图；

图7是本发明实施例涉及的第二液压摆缸和鳍翼的剖示图。

具体实施方式

下参照附图对本发明所涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置作详细阐述。

<实施例>

如图1和2所示，可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置10包括安装座11、第一液压摆缸12、连接件13、第二液压摆缸14、以及鳍翼15。

安装座11安装在舷舭部中，并且与第一液压摆缸12固定相连。安装座11一方面起到将整个可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置10安装固定在舷舭部中的作用；另一方面，安装座11还作为第一液压摆缸12的下侧的盖板，对第一液压摆缸12进行盖合。本实施例中，安装座11是通过螺纹固定方式，将整个减摇鳍装置10安装固定在舷舭部中，并且也是通过螺纹固定方式与第一液压摆缸12相连。

如图1至4所示，第一液压摆缸12固定安装在安装座11上，它包含第一缸体121、收放用转轴122、第一缸体叶片123、转轴叶片124、以及两个油口125a和125b。

第一缸体121的内部呈中空柱状，它包含第一主体121a、盖板121b、和两个端面密封圈121c。第一主体121a的内部呈中空柱状。盖板121b盖合安装在第一主体121a上侧。一个端面密封圈121c设置在盖板121b和第一主体121a之间；另一个端面密封圈121c设置在安装座11与第一液压摆缸12之间；并且两个端面密封圈121c都环绕收放用转轴122，通过密封圈的设置可以保证密封性，避免漏油。

收放用转轴122沿着第一缸体121轴向方向(如图1中箭头Y所示方向)向上伸出。

第一缸体叶片123设置在第一缸体121内壁上，朝向收放用转轴122凸起，并沿着轴向延伸。

转轴叶片124设置在收放用转轴122上，朝向第一缸体121内壁凸起，并沿着轴向延伸，长度与第一缸体叶片123相等，并且转轴叶片124的两个侧面分别与第一缸体叶片123的两个侧面相对向。

两个油口125a和125b均开设在第一主体121a上，并且分别位于第一缸体叶片123的左右两侧，两个油口125a和125b均与控油装置相连。当控油装置向一个油口125a通入高压油，高压油通过液压驱动转轴叶片124沿着顺时针方向转动，转轴叶片124再带动收放用转轴122进行同步转动，能量转换后的低压油则从另一个油口125b流出；当控油装置控油装置，则驱动转轴叶片124沿着逆时针方向转动，收放用转轴122进行同步转动，低压油则从油口125a流出。通过这样的方式，使得收放用转轴122进行正转和反转。

如图1至3所示，连接件13的下端与收放用转轴122固定相连，具体在本实施例中，连接件13的下端是通过键和沉头孔螺纹与收放用转轴122固定连接。并且，连接件13的上端是通过螺纹与第二液压摆缸14固定连接。这里键和螺纹分别起到周向、轴向定位的作用。另外，本实施例中所提及的“固定相连”或“固定连接”都是指的开拆卸式、非转动连接。

如图1～2和5～7所示，第二液压摆缸14与连接件13的上端固定相连，并且轴向与第一液压摆缸12轴向相垂直。第二液压摆缸14包含第二缸体141、鳍轴142、第二缸体叶片143、鳍轴叶片144、以及四个油口145a～145d。

如图5～7所示，第二缸体141的内部呈中空柱状，结构与第一缸体121相同，包含第二主体141a、前后两个盖板141b、和两个端面密封圈141c，因与上文所描述的结构相同，故这里不再展开详述。

鳍轴142沿着第二缸体141轴向(如图1中箭头X所示方向)向右伸出作为伸出端。伸出端的前部142a作为长键伸入鳍翼的安装口；伸出端的中部142b外径大于前部142a，并且通过截面为工字型的轴翼连接套142c和周向固定的螺母与鳍翼15固定相连。

如图5和6所示，两个第二缸体叶片143相对向地设置在第二缸体141内壁上，朝向鳍轴142凸起、并沿着轴向延伸。

两个鳍轴叶片144相背向地设置在鳍轴142上，朝向第二缸体141内壁凸起，并沿着轴向延伸，长度与第二缸体叶片143相等，并且每个第二缸体叶片143的两个侧面均分别与两个鳍轴叶片144的侧面相对向。

如图6所示，四个油口145a～145d均开设在第二缸体141上，并且分别与两个第二缸体叶片143相对应。其中，油口145a和145b分别位于一个第二缸体叶片143的左右两侧，油口145c和145d分别位于另一个第二缸体叶片143的左右两侧。这四个油口145a～145d均与控油装置相连，将油口145a和145c作为第一组油口，油口145b和145d作为第二组油口；当油口145a和145c被控油装置通入高压油，高压油通过液压同时驱动两个鳍轴叶片144沿着顺时针方向转动，两个鳍轴叶片144再带动鳍轴142进行同步转动，能量转换后的低压油则从另外两个油口145b和145d流出；当控油装置向油口145b和145d通入高压油，则驱动两个鳍轴叶片144沿着逆时针方向转动，鳍轴142进行同步转动，低压油则从油口145a和145c流出。通过这样的方式，使得鳍轴142进行正转和反转，从而带动鳍翼15进行旋转。

设第二缸体叶片143的圆心角为A，鳍轴叶片144的圆心角为B，鳍翼15的最大转鳍角度＝180°－(A+B)，为了使鳍翼15的最大转鳍角度不小于90°，则应使A+B≤90°。本实施例中，如图5所示，第二缸体叶片143的圆心角与鳍轴叶片144的圆心角均为45°，在这种情况下，鳍翼15的最大转鳍角度为90°。为了满足需要的转角，可相应的改变叶片的圆心角A和B。

本实施例中，液压摆缸(第一液压摆缸12和第二液压摆缸14)的工作原理是通过叶片(第一缸体叶片123和转轴叶片124，或第二缸体叶片143和鳍轴叶片144)将缸体圆周方向的空腔隔成几个腔体，分别为高压腔和低压腔，采用端面密封圈和盖板进行密封。在高压腔中通入高压油，推动转轴叶片124或者鳍轴叶片144转动，输出转矩，采用不同油口通入高压油，使得高压腔和低压腔在往复转动的过程中进行互换，从而改变收放用转轴122或鳍轴142的转向。

鳍翼15与鳍轴142的伸出端固定相连。

基于以上结构，本实施例提供的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置10的具体使用方法为：

在需要旋出鳍翼15进行工作的情况下，启动第一液压摆缸12，油口125a被通入高压油；高压油驱动转轴叶片124沿着顺时针方向转动，带动收放用转轴122进行同步转动；再由收放用转轴122带动连接件13、第二液压摆缸14以及鳍翼15一起沿着顺时针方向转动，从而将鳍翼15从舷舭部中向外旋出。然后，启动第二液压摆缸14，轮流向第一组和第二组油口通入一定时间的高压油，从而驱使两个鳍轴叶片144带动鳍轴142周期性地正转和反转；再由鳍轴142带动鳍翼15周期性地正转和反转，实现往复转动，起到减摇的效果，保证船舶的稳定性。

在海浪很小时航行，不需要鳍翼15工作的时候，启动第一液压摆缸12，油口125b被通入高压油；高压油驱动转轴叶片124沿着逆时针方向转动，带动收放用转轴122进行同步转动；再由收放用转轴122带动连接件13、第二液压摆缸14以及鳍翼15一起沿着逆时针方向转动，从而将鳍翼15向内收回舷舭部中，使得整个减摇鳍装置10处于舷舭部内，减少航行过程中的阻力。

以上仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置并不仅仅限定于在以上中所描述的结构，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

Claims (5)

1.一种可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，其特征在于，包括：

安装座，安装在所述舷舭部中；

第一液压摆缸，固定安装在所述安装座上，包含：内部呈中空柱状的第一缸体，沿着所述第一缸体轴向向外伸出的收放用转轴，设置在所述第一缸体内壁上、朝向所述收放用转轴凸起、并沿着轴向延伸的第一缸体叶片，设置在所述收放用转轴上、朝向所述第一缸体内壁凸起、并沿着轴向延伸的转轴叶片，以及开设在所述第一缸体上、分别位于所述第一缸体叶片的左右两侧两个油口，两个所述油口均与控油装置相连从而可被轮流通入高压油、进而驱动所述转轴叶片带动所述收放用转轴进行正转和反转，当一个所述油口被通入高压油，另一个所述出油口则作为出油口；

连接件，下端与所述收放用转轴固定相连；

第二液压摆缸，与所述连接件的上端固定相连，并且轴向与所述第一液压摆缸轴向相垂直，包含：内部呈中空柱状的第二缸体，沿着所述第二缸体轴向向外伸出的鳍轴，相对向地设置在所述第二缸体内壁上、朝向所述鳍轴凸起、并沿着轴向延伸的两个第二缸体叶片，相背向地设置在所述鳍轴上、朝向所述第二缸体内壁凸起、并沿着轴向延伸的两个鳍轴叶片，以及开设在所述第二缸体上、与两个所述第二缸体叶片相对应的两组油口，每组所述油口包含分别位于所述第二缸体叶片的左右两侧两个油口，两个所述油口均与控油装置相连从而可被轮流通入高压油、进而驱动所述鳍轴叶片带动所述鳍轴进行正转和反转，当一个所述油口被通入高压油，另一个所述出油口则作为出油口；以及

鳍翼，与所述鳍轴的伸出端固定相连，

其中，每个所述第二缸体叶片的两个侧面均分别与两个所述鳍轴叶片的侧面相对向。

2.根据权利要求1所述的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，其特征在于：

其中，设所述第二缸体叶片的圆心角为A，所述鳍轴叶片的圆心角为B，则A+B≤90°。

3.根据权利要求1所述的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，其特征在于：

其中，所述第二缸体叶片的圆心角与鳍轴叶片的圆心角均为45°。

4.根据权利要求1所述的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，其特征在于：

其中，所述第一缸体包含：内部呈中空柱状的第一主体，安装在第一主体上的盖板，和设置在所述盖板和所述第一主体之间、环绕所述收放用转轴的端面密封圈。

5.根据权利要求1所述的可收放式液压摆缸直接驱动减摇鳍装置，其特征在于：

其中，所述鳍轴的伸出端的前部作为长键伸入所述鳍翼的安装口，所述伸出端的中部外径大于所述前部、并通过截面为工字型的轴翼连接套与所述鳍翼固定相连。