CN109159881B - 一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船舶技术领域，尤其为一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，包括固定安装在船艉内壁上的环形基座，所述环形基座的一侧设有第一轴套，第一轴套远离环形基座的一侧转动安装有第一环形卡块，第一环形卡块远离第一轴套的一侧焊接有多个支撑杆，多个支撑杆远离第一环形卡块的一端焊接有同一个第二轴套。本发明实用性强，操作简单，通过安装准零刚度隔振器，避免了推力轴的“窜轴”问题并隔离轴系的纵向低频激励力，通过电机提供动力就能快速的转动第一环形卡块，从而调节径向隔振器接驳机构的角度，便于准确接驳，同时能够快速的对接驳机构进行伸缩调整，以适应不同的径向隔振器，提高了隔振效果。
Description
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置。
背景技术
准零刚度隔振器是一种将正负刚度弹性元件并联在静平衡位置获得零刚度的组合隔振器，具有较大的静刚度，能够承受被隔离设备的重量，设备在静平衡位置振动时，刚度趋于零，有利于低频隔振，保护设备，随着科技的不断发展，准零刚度隔振器被广泛应用，主要应用于矿机、发电机和轮机等技术领域，尤其是船舶轮机的推力轴承设备，经检索，申请公布号为CN107891962A的专利文件公开了一种用于船舶的低噪声推力轴承装置，推力轴承基座，推力轴承总成沿轴向安装在所述推力轴承基座上，在所述推力轴承总成的一端通过高弹性联轴节连接原动机，所述推力轴承总成的另一端与艉轴连接，所述推力轴承基座还与船体艉部结构固接，于推力轴承总成与推力轴承基座之间安装多个纵向准零刚度隔振器组件，各纵向准零刚度隔振器组件均沿轴线方向设置；在所述推力轴承总成与船体艉部结构之间还安装多个用于实现支撑连接的径向隔振器支撑吊件，各径向隔振器支撑吊件以所述推力轴承总成为中心沿径向布置，本发明中推力轴承总成于推力轴承基座在装配后满足圆周对称，降低了降低了推进轴系向船体结构传递激励力的不均匀性及由其引起的振动响应。
但是，上述设计还存在不足之处，由于轴系纵向激励力的频率通常为低频或超低频，为了隔离其纵向激励力，推力轴承的纵向隔振器的固有频率通常做得比较小，这样弹簧偏软，造成推力轴的纵向静位移过大，容易引起“窜轴”现象；此外其推力轴承总成不能进行旋转微调，不便于径向隔振器的准确安装，另外其推力轴承总成不具有可伸缩接驳机构，导致不能进行伸缩调整，不便于适应不同的径向隔振器，降低了隔振效果，不便于人们使用，为此，提出一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点而提出的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，包括固定安装在船艉内壁上的环形基座，所述环形基座的一侧设有第一轴套，第一轴套远离环形基座的一侧转动安装有第一环形卡块，第一环形卡块远离第一轴套的一侧焊接有多个支撑杆，多个支撑杆远离第一环形卡块的一端焊接有同一个第二轴套，环形基座上设有多个纵向准零刚度隔振器，多个纵向准零刚度隔振器均与第一轴套固定连接，第一轴套远离环形基座的一侧开设有第一环形凹槽，第一环形凹槽内转动安装有第二环形卡块，第二环形卡块远离环形基座的一侧焊接在第一环形卡块上，且第二环形卡块远离第一环形卡块的一侧焊接有第一锥型齿轮，第一锥型齿轮为环形结构，且第一锥型齿轮转动安装在第一环形凹槽内，第一环形凹槽的顶部内壁上开设有第一凹槽，第一凹槽内转动安装有第一转轴，第一转轴的底端延伸至第一环形凹槽内并焊接有第二锥型齿轮，第二锥型齿轮与第一锥型齿轮啮合，第一转轴的顶端焊接有涡轮，第一凹槽远离环形基座的一侧内壁上开设有第一通孔，第一轴套远离环形基座的一侧固定安装有第一电机，第一电机的输出轴转动安装在第一通孔内并焊接有第二转轴，第二转轴转动安装在第一通孔内，且第二转轴远离第一电机的一端延伸至第一凹槽内并焊接有蜗杆，蜗杆与涡轮相啮合，船艉的内壁上固定安装有四个径向隔振器，四个径向隔振器呈环形排布，径向隔振器上设有第一弹簧，第一弹簧靠近第一环形卡块的一端焊接有第三环形卡块，第一环形卡块上固定安装有四个安装座，安装座靠近第一轴套的一侧固定安装有第二电机，且安装座上转动安装有内螺纹套筒，内螺纹套筒上固定套设有第一齿轮，第一齿轮为环形结构，第二电机的输出轴上焊接有第二齿轮，第二齿轮与对应的第一齿轮相啮合，内螺纹套筒内螺纹安装有丝杆，丝杆远离第一环形卡块的一端延伸至对应的内螺纹套筒外，且丝杆与对应的第三环形卡块相适配。
优选的，所述安装座上设有安装槽，内螺纹套筒转动安装在对应的安装槽内。
优选的，所述丝杆上固定套设有第四环形卡块，第四环形卡块与对应的第三环形卡块相接触。
优选的，所述丝杆靠近第一环形卡块的一端开设有第二凹槽，第二凹槽的两侧内壁上均开设有限位槽，且第二凹槽内滑动安装有滑杆，滑杆的一端延伸至对应的第二凹槽外并焊接在安装槽靠近第一环形卡块的内壁上。
优选的，所述滑杆上焊接有两个限位块，两个限位块分别滑动安装在对应的限位槽内。
优选的，所述第一环形凹槽的内壁上开设有第二环形凹槽，第二环形凹槽内转动安装有第五环形卡块，第五环形卡块固定套设在第二环形卡块上。
优选的，所述第一凹槽内固定安装有卡块，卡块上开设有第二通孔，第一转轴上固定套设有轴承，轴承的外圈固定安装在第二通孔的内壁上。
优选的，所述环形基座上开设有多个第三通孔，纵向准零刚度隔振器上设有滑柱，滑柱滑动安装在对应的第三通孔内，滑柱的两端均延伸至第三通孔外，且滑柱上滑动套设有两个第二弹簧，两个第二弹簧分别位于环形基座的两侧。
优选的，所述纵向准零刚度隔振器上设有四个斜弹簧，四个斜弹簧均与环形基座固定连接，滑柱远离第一轴套的一端设有圆形块，远离第一轴套的两个斜弹簧均与圆形块固定连接，远离圆形块的两个斜弹簧均与第一轴套固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过第一电机、第二转轴、第一通孔、蜗杆、第一凹槽、涡轮、第一转轴、第二锥型齿轮、第一环形凹槽、第一锥型齿轮、第二环形卡块、第一环形卡块、第一轴套、径向隔振器和安装座相配合，开启第一电机，第一电机的输出轴带动第二转轴在第一通孔内转动，第二转轴带动蜗杆在第一凹槽内转动，涡轮被蜗杆带动在第一凹槽内转动，涡轮带动第一转轴转动，第二锥型齿轮被第一转轴带动在第一环形凹槽内转动，第二锥型齿轮带动第一锥型齿轮在第一环形凹槽内转动，第二环形卡块被第一锥型齿轮带动在第一环形凹槽内转动，第二环形卡块带动第一环形卡块在第一轴套上转动，四个安装座被带动转动并对准对应的径向隔振器，关停第一电机，通过第二电机、第二齿轮、第一齿轮、内螺纹套筒、安装槽、滑杆、第二凹槽、限位槽、限位块、丝杆、第一环形卡块、第三环形卡块和第四环形卡块相配合，开启第二电机，第二电机的输出轴带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第一齿轮转动，内螺纹套筒被第一齿轮带动在对应的安装槽内转动，因为滑杆、第二凹槽、限位槽和限位块配合起到限位作用，丝杆只能进行垂直方向的运动，丝杆被内螺纹套筒带动远离第一环形卡块，同时第三环形卡块滑动套设在对应的丝杆上直至与第四环形卡块相接触，第一环形卡块与径向隔振器接驳完毕，四个径向隔振器对推力轴承总成提供支撑并有效降低推力轴承总成的径向振动，同时多个纵向准零刚度隔振器对推力轴承总成提供纵向隔振，其推力轴的纵向静位移较小，避免了轴系的纵向“窜轴”，同时可以隔离低频纵向激励力。
本发明实用性强，操作简单，通过安装准零刚度隔振器，避免了推力轴的“窜轴”问题并隔离轴系的纵向低频激励力，通过电机提供动力就能快速的转动第一环形卡块，从而调节径向隔振器接驳机构的角度，便于准确接驳，同时能够快速的对接驳机构进行伸缩调整，以适应不同的径向隔振器，提高了隔振效果。
附图说明
图1为本发明的俯视剖视结构示意图；
图2为图1中A部分的俯视剖视结构示意图；
图3为图1中B部分的俯视剖视结构示意图；
图4为图1中C部分的俯视剖视结构示意图；
图5为图1中第一环形卡块的正视结构示意图。
图中：1、船艉；2、环形基座；3、第一轴套；4、第一环形卡块；5、支撑杆；6、第二轴套；7、纵向准零刚度隔振器；8、第一环形凹槽；9、第二环形卡块；10、第一锥型齿轮；11、第一凹槽；12、第一转轴；13、第二锥型齿轮；14、涡轮；15、第一通孔；16、第一电机；17、第二转轴；18、蜗杆；19、径向隔振器；20、第一弹簧；21、第三环形卡块；22、安装座；23、内螺纹套筒；24、第一齿轮；25、第二电机；26、第二齿轮；27、丝杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1-5，本发明提供一种技术方案：一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，包括固定安装在船艉1内壁上的环形基座2，环形基座2的一侧设有第一轴套3，第一轴套3远离环形基座2的一侧转动安装有第一环形卡块4，第一环形卡块4远离第一轴套3的一侧焊接有多个支撑杆5，多个支撑杆5远离第一环形卡块4的一端焊接有同一个第二轴套6，环形基座2上设有多个纵向准零刚度隔振器7，多个纵向准零刚度隔振器7均与第一轴套3固定连接，第一轴套3远离环形基座2的一侧开设有第一环形凹槽8，第一环形凹槽8内转动安装有第二环形卡块9，第二环形卡块9远离环形基座2的一侧焊接在第一环形卡块4上，且第二环形卡块9远离第一环形卡块4的一侧焊接有第一锥型齿轮10，第一锥型齿轮10为环形结构，且第一锥型齿轮10转动安装在第一环形凹槽8内，第一环形凹槽8的顶部内壁上开设有第一凹槽11，第一凹槽11内转动安装有第一转轴12，第一转轴12的底端延伸至第一环形凹槽8内并焊接有第二锥型齿轮13，第二锥型齿轮13与第一锥型齿轮10啮合，第一转轴12的顶端焊接有涡轮14，第一凹槽11远离环形基座2的一侧内壁上开设有第一通孔15，第一轴套3远离环形基座2的一侧固定安装有第一电机16，第一电机16的输出轴转动安装在第一通孔15内并焊接有第二转轴17，第二转轴17转动安装在第一通孔15内，且第二转轴17远离第一电机16的一端延伸至第一凹槽11内并焊接有蜗杆18，蜗杆18与涡轮14相啮合，船艉1的内壁上固定安装有四个径向隔振器19，四个径向隔振器19呈环形排布，径向隔振器19上设有第一弹簧20，第一弹簧20靠近第一环形卡块4的一端焊接有第三环形卡块21，第一环形卡块4上固定安装有四个安装座22，安装座22靠近第一轴套3的一侧固定安装有第二电机25，且安装座22上转动安装有内螺纹套筒23，内螺纹套筒23上固定套设有第一齿轮24，第一齿轮24为环形结构，第二电机25的输出轴上焊接有第二齿轮26，第二齿轮26与对应的第一齿轮24相啮合，内螺纹套筒23内螺纹安装有丝杆27，丝杆27远离第一环形卡块4的一端延伸至对应的内螺纹套筒23外，且丝杆27与对应的第三环形卡块21相适配；
安装座22上设有安装槽，内螺纹套筒23转动安装在对应的安装槽内，丝杆27上固定套设有第四环形卡块，第四环形卡块与对应的第三环形卡块21相接触，丝杆27靠近第一环形卡块4的一端开设有第二凹槽，第二凹槽的两侧内壁上均开设有限位槽，且第二凹槽内滑动安装有滑杆，滑杆的一端延伸至对应的第二凹槽外并焊接在安装槽靠近第一环形卡块4的内壁上，滑杆上焊接有两个限位块，两个限位块分别滑动安装在对应的限位槽内，第一环形凹槽8的内壁上开设有第二环形凹槽，第二环形凹槽内转动安装有第五环形卡块，第五环形卡块固定套设在第二环形卡块9上，第一凹槽11内固定安装有卡块，卡块上开设有第二通孔，第一转轴12上固定套设有轴承，轴承的外圈固定安装在第二通孔的内壁上，环形基座2上开设有多个第三通孔，纵向准零刚度隔振器7上设有滑柱，滑柱滑动安装在对应的第三通孔内，滑柱的两端均延伸至第三通孔外，且滑柱上滑动套设有两个第二弹簧，两个第二弹簧分别位于环形基座2的两侧，纵向准零刚度隔振器7上设有四个斜弹簧，四个斜弹簧均与环形基座2固定连接，滑柱远离第一轴套3的一端设有圆形块，远离第一轴套3的两个斜弹簧均与圆形块固定连接，远离圆形块的两个斜弹簧均与第一轴套3固定连接，通过第一电机16、第二转轴17、第一通孔15、蜗杆18、第一凹槽11、涡轮14、第一转轴12、第二锥型齿轮13、第一环形凹槽8、第一锥型齿轮10、第二环形卡块9、第一环形卡块4、第一轴套3、径向隔振器19和安装座22相配合，开启第一电机16，第一电机16的输出轴带动第二转轴17在第一通孔15内转动，第二转轴17带动蜗杆18在第一凹槽11内转动，涡轮14被蜗杆18带动在第一凹槽11内转动，涡轮14带动第一转轴12转动，第二锥型齿轮13被第一转轴12带动在第一环形凹槽8内转动，第二锥型齿轮13带动第一锥型齿轮10在第一环形凹槽8内转动，第二环形卡块9被第一锥型齿轮10带动在第一环形凹槽8内转动，第二环形卡块9带动第一环形卡块4在第一轴套3上转动，四个安装座22被带动转动并对准对应的径向隔振器19，关停第一电机16，通过第二电机25、第二齿轮26、第一齿轮24、内螺纹套筒23、安装槽、滑杆、第二凹槽、限位槽、限位块、丝杆27、第一环形卡块4、第三环形卡块21和第四环形卡块相配合，开启第二电机25，第二电机25的输出轴带动第二齿轮26转动，第二齿轮26带动第一齿轮24转动，内螺纹套筒23被第一齿轮24带动在对应的安装槽内转动，因为滑杆、第二凹槽、限位槽和限位块配合起到限位作用，丝杆27只能进行垂直方向的运动，丝杆27被内螺纹套筒23带动远离第一环形卡块4，同时第三环形卡块21滑动套设在对应的丝杆27上直至与第四环形卡块相接触，第一环形卡块4与径向隔振器19接驳完毕，四个径向隔振器19对推力轴承总成提供支撑并有效降低推力轴承总成的径向振动，同时多个纵向准零刚度隔振器7对推力轴承总成提供纵向隔振，其推力轴的纵向静位移较小，避免了轴系的纵向“窜轴”，同时可以隔离低频纵向激励力，本发明实用性强，操作简单，通过安装准零刚度隔振器，避免了推力轴的“窜轴”问题并隔离轴系的纵向低频激励力，通过电机提供动力就能快速的转动第一环形卡块4，从而调节径向隔振器19接驳机构的角度，便于准确接驳，同时能够快速的对接驳机构进行伸缩调整，以适应不同的径向隔振器19，提高了隔振效果。
工作原理：使用时，当需要调整四个安装座22的角度时，先开启第一电机16，第一电机16的输出轴带动第二转轴17在第一通孔15内转动，同时第二转轴17带动蜗杆18在第一凹槽11内转动，使得涡轮14被蜗杆18带动在第一凹槽11内转动，同时涡轮14带动第一转轴12转动，使得第二锥型齿轮13被第一转轴12带动在第一环形凹槽8内转动，同时第二锥型齿轮13带动第一锥型齿轮10在第一环形凹槽8内转动，使得第二环形卡块9被第一锥型齿轮10带动在第一环形凹槽8内转动，同时第二环形卡块9带动第一环形卡块4在第一轴套3上转动，使得四个安装座22被带动转动并对准对应的径向隔振器19，随后关停第一电机16，当需要调整丝杆27与对应的径向隔振器19之间的距离时，先开启第二电机25，第二电机25的输出轴带动第二齿轮26转动，同时第二齿轮26带动第一齿轮24转动，使得内螺纹套筒23被第一齿轮24带动在对应的安装槽内转动，因为滑杆、第二凹槽、限位槽和限位块配合起到限位作用，丝杆27只能进行垂直方向的运动，使得丝杆27被内螺纹套筒23带动远离第一环形卡块4，同时第三环形卡块21滑动套设在对应的丝杆27上直至与第四环形卡块相接触，此时第一环形卡块4与径向隔振器19接驳完毕，四个径向隔振器19对推力轴承总成提供支撑并有效降低推力轴承总成的径向振动，同时多个纵向准零刚度隔振器7对推力轴承总成提供纵向隔振。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，包括固定安装在船艉(1)内壁上的环形基座(2)，其特征在于：所述环形基座(2)的一侧设有第一轴套(3)，第一轴套(3)远离环形基座(2)的一侧转动安装有第一环形卡块(4)，第一环形卡块(4)远离第一轴套(3)的一侧焊接有多个支撑杆(5)，多个支撑杆(5)远离第一环形卡块(4)的一端焊接有同一个第二轴套(6)，环形基座(2)上设有多个纵向准零刚度隔振器(7)，多个纵向准零刚度隔振器(7)均与第一轴套(3)固定连接，第一轴套(3)远离环形基座(2)的一侧开设有第一环形凹槽(8)，第一环形凹槽(8)内转动安装有第二环形卡块(9)，第二环形卡块(9)远离环形基座(2)的一侧焊接在第一环形卡块(4)上，且第二环形卡块(9)远离第一环形卡块(4)的一侧焊接有第一锥型齿轮(10)，第一锥型齿轮(10)为环形结构，且第一锥型齿轮(10)转动安装在第一环形凹槽(8)内，第一环形凹槽(8)的顶部内壁上开设有第一凹槽(11)，第一凹槽(11)内转动安装有第一转轴(12)，第一转轴(12)的底端延伸至第一环形凹槽(8)内并焊接有第二锥型齿轮(13)，第二锥型齿轮(13)与第一锥型齿轮(10)啮合，第一转轴(12)的顶端焊接有涡轮(14)，第一凹槽(11)远离环形基座(2)的一侧内壁上开设有第一通孔(15)，第一轴套(3)远离环形基座(2)的一侧固定安装有第一电机(16)，第一电机(16)的输出轴转动安装在第一通孔(15)内并焊接有第二转轴(17)，第二转轴(17)转动安装在第一通孔(15)内，且第二转轴(17)远离第一电机(16)的一端延伸至第一凹槽(11)内并焊接有蜗杆(18)，蜗杆(18)与涡轮(14)相啮合，船艉(1)的内壁上固定安装有四个径向隔振器(19)，四个径向隔振器(19)呈环形排布，径向隔振器(19)上设有第一弹簧(20)，第一弹簧(20)靠近第一环形卡块(4)的一端焊接有第三环形卡块(21)，第一环形卡块(4)上固定安装有四个安装座(22)，安装座(22)靠近第一轴套(3)的一侧固定安装有第二电机(25)，且安装座(22)上转动安装有内螺纹套筒(23)，内螺纹套筒(23)上固定套设有第一齿轮(24)，第一齿轮(24)为环形结构，第二电机(25)的输出轴上焊接有第二齿轮(26)，第二齿轮(26)与对应的第一齿轮(24)相啮合，内螺纹套筒(23)内螺纹安装有丝杆(27)，丝杆(27)远离第一环形卡块(4)的一端延伸至对应的内螺纹套筒(23)外，且丝杆(27)与对应的第三环形卡块(21)相适配。
2.根据权利要求1所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述安装座(22)上设有安装槽，内螺纹套筒(23)转动安装在对应的安装槽内。
3.根据权利要求1所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述丝杆(27)上固定套设有第四环形卡块，第四环形卡块与对应的第三环形卡块(21)相接触。
4.根据权利要求1所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述丝杆(27)靠近第一环形卡块(4)的一端开设有第二凹槽，第二凹槽的两侧内壁上均开设有限位槽，且第二凹槽内滑动安装有滑杆，滑杆的一端延伸至对应的第二凹槽外并焊接在安装槽靠近第一环形卡块(4)的内壁上。
5.根据权利要求4所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述滑杆上焊接有两个限位块，两个限位块分别滑动安装在对应的限位槽内。
6.根据权利要求1所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述第一环形凹槽(8)的内壁上开设有第二环形凹槽，第二环形凹槽内转动安装有第五环形卡块，第五环形卡块固定套设在第二环形卡块(9)上。
7.根据权利要求1所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述第一凹槽(11)内固定安装有卡块，卡块上开设有第二通孔，第一转轴(12)上固定套设有轴承，轴承的外圈固定安装在第二通孔的内壁上。
8.根据权利要求1所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述环形基座(2)上开设有多个第三通孔，纵向准零刚度隔振器(7)上设有滑柱，滑柱滑动安装在对应的第三通孔内，滑柱的两端均延伸至第三通孔外，且滑柱上滑动套设有两个第二弹簧，两个第二弹簧分别位于环形基座(2)的两侧。
9.根据权利要求1所述的一种具有低频隔振效果的船舶推力轴承装置，其特征在于：所述纵向准零刚度隔振器(7)上设有四个斜弹簧，四个斜弹簧均与环形基座(2)固定连接，滑柱远离第一轴套(3)的一端设有圆形块，远离第一轴套(3)的两个斜弹簧均与圆形块固定连接，远离圆形块的两个斜弹簧均与第一轴套(3)固定连接。
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