CN110316345A - 一种新型对转桨船舶侧向推进系统 - Google Patents

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常晓雷
史东伟
张道翔
马君亭
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Abstract

本发明适用于船舶推进系统技术领域，提供了一种新型对转桨船舶侧向推进系统，包括驱动锥齿轮轴，以及由两个从动锥齿轮、两个桨轴和两个螺旋桨构成的对转桨机构；所述驱动锥齿轮轴下端的驱动锥齿轮与所述的两个从动锥齿轮啮合,且两个从动锥齿轮相对称地设置在驱动锥齿轮轴下端的两侧，两个从动锥齿轮分别与各自对应的桨轴的一端固定连接，各桨轴的另一端固定连接对应的螺旋桨。本发明安装好过后，将驱动锥齿轮轴连接外部动力机构，驱动锥齿轮轴旋转时，两个螺旋桨相对旋转，形成对转桨侧向推进装置，两个螺旋桨分别互相作为前桨和后桨，前桨尾流的旋转动能损失可被后桨所利用而得到回收，从而提高效率。

Description

一种新型对转桨船舶侧向推进系统
技术领域
本发明属于船舶推进系统的技术领域，主要应用于对侧推器有尺寸限制的船舶侧向推进器，尤其涉及一种新型对转桨船舶侧向推进系统。
背景技术
随着航运的发展，各码头越来越繁忙，对于船舶的停靠时间要求越来越高，侧向推进器作为一种能够为船舶提供左右侧向推力的特殊推进器，能够大大增加船舶靠港时的操纵性能。一般来说，侧向推进器的推力大小由螺旋桨直径及输入功率决定，输入功率越大、螺旋桨直径越大，则推力越大。考虑到空泡、振动等因素的影响，螺旋桨能够吸收的功率有限，对一个特定的螺旋桨直径来说，侧推器输入功率存在限定值。
受船体结构限制，特别是对于高航速及浅水域航行的船舶，对侧向推进器的螺旋桨直径有限制，但考虑到船舶操纵对侧推器推力的要求，侧推器的功率要求较大，往往超出常规的功率限制。附图2为传统侧向推进器示意图，随着功率的增加，传统侧向推进器的各传动部件尤其是从动锥齿轮尺寸也相应增加，导致齿轮箱体尺寸增加，从而增加了被齿轮箱体阻挡的水流，影响推力的发挥。
对转桨作为一种特殊的螺旋桨型式，原理是前桨尾流的旋转动能损失可被后桨所利用而得到回收，从而提高效率，又由于推力负荷由两个桨分担，故每个桨的推力负荷减轻了，对于限定直径的螺旋桨，可以吸收更大的功率。但是传统的对转桨由于前桨和后桨的进流条件不同，因此两桨的螺距和直径都有差别，在使用时有特定的方向性，反转时效果很差，与侧向推进系统的工作要求不符，因此常用于全回转推进器，未能在侧推器上得到使用。
发明内容
本发明针对船舶侧推器受螺旋桨直径限制的问题，提供一种新型对转桨船舶侧向推进系统。
本发明是这样实现的，一种新型对转桨船舶侧向推进系统，包括驱动锥齿轮轴，以及由两个从动锥齿轮、两个桨轴和两个螺旋桨构成的对转桨机构；所述驱动锥齿轮轴下端的驱动锥齿轮与所述的两个从动锥齿轮啮合,且两个从动锥齿轮相对称地设置在驱动锥齿轮轴下端的两侧，两个从动锥齿轮分别与各自对应的桨轴的一端固定连接，各桨轴的另一端固定连接对应的螺旋桨。
本发明还提供优选的，所述两个螺旋桨的设计参数一致，直径相同、转速相同；在工作时，旋转方向相反，在正转和反转时，均能够发出大小相同的推力。
本发明还提供优选的，该系统还包括齿轮箱体，所述齿轮箱体套设在所述桨轴和从动锥齿轮的外侧，且齿轮箱体的两端与桨轴转动连接，所述齿轮箱体的顶部开设有供所述驱动锥齿轮轴伸入的一个开口。
本发明还提供优选的，该系统还包括圆筒体，所述圆筒体套设在螺旋桨和齿轮箱体的外侧且固定连接所述齿轮箱体，前述圆筒体的两侧为对应两个螺旋桨的输水口，圆筒体两端通过焊接或其他连接方式与船体管隧连接。
本发明还提供优选的，所述圆筒体的内壁，对应于螺旋桨的安装位置设有不锈钢防护环。
本发明还提供优选的，所述圆筒体的外壁上固定有多个安装筋板，所述安装筋板通过焊接或其他连接方式将推进系统固定在船体上。
本发明还提供优选的，所述桨轴与对应的螺旋桨通过锥度或者法兰固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的一种新型对转桨船舶侧向推进系统，驱动锥齿轮轴的一端连接外部动力机构，另一端连接两从动锥齿轮，且能够同时驱动两从动锥齿轮通过浆轴所连接的螺旋桨进行旋转，两个螺旋桨分别作为前桨和后桨，前桨尾流的旋转动能损失可被后桨所利用而得到回收，从而提高效率。
本发明采用了对转桨，功率分配给两个螺旋桨承担，减小了单桨的负荷，在限制直径的情况下，可以吸收更大的功率。同时，由于单桨的负荷减小，内部传动件尺寸减小，齿轮箱体尺寸相应减少，从而减轻了齿轮箱体对水流的阻挡作用，另外对转桨的后桨可以吸收前桨尾流的旋转动能损失，大大减少了推力损失。
本发明的对转桨结构，特殊设计了两个尺寸一致的螺旋桨解决了前后桨进流条件不同的问题，具有相同的水动力性能特征，同时对转桨的机械结构也使齿轮箱体的外形左右对称，因此本发明在正转和反转时推力大小相同，有利于船舶左右操纵性能的均衡。
附图说明
图1为本发明的一种新型对转桨船舶侧向推进系统的整体结构示意图。
图2为为传统侧向推进器示意图。
图中：1-驱动锥齿轮轴、2-从动锥齿轮、3-桨轴、4-螺旋桨、5-齿轮箱体、6-圆筒体、7-不锈钢防护环、8-安装筋板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种新型对转桨船舶侧向推进系统，包括驱动锥齿轮轴1、从动锥齿轮2、桨轴3和螺旋桨4。
驱动锥齿轮轴1的下端固定有一体连接的驱动锥齿轮，从动锥齿轮2设置有相对设置的两个，两个从动锥齿轮2均啮合驱动锥齿轮，桨轴3设置有两个且分别对应两个从动锥齿轮2，螺旋桨4设置有两个且分别对应两个桨轴3，桨轴3的一端固定连接对应的从动锥齿轮2，另一端固定连接对应的螺旋桨4，且桨轴3位于从动锥齿轮2和螺旋桨4的旋转轴上。
在本实施方式中，驱动锥齿轮轴1与桨轴3相互垂直，驱动锥齿轮轴1的下端固定在驱动锥齿轮的旋转轴心处，驱动锥齿轮轴1的上端连接外部动力机构的输出端从而获得动力来源，从动锥齿轮2与驱动锥齿轮轴1啮合从驱动锥齿轮轴1获得动力，两个螺旋桨4为对称设置，两个螺旋桨4分别互相作为前桨和后桨，前桨尾流的旋转动能损失可被后桨所利用而得到回收，两个螺旋桨4相对旋转，形成对转桨侧向推进装置，当需要改变推力大小时，调整源动力的输入转速即可，当需要改变推力方向时，改变原动力的输入旋转方向，此时两个螺旋桨均向相反方向旋转，两个螺旋桨的水动力特征一致，反转时的推力大小与正转相同。
进一步的，对转桨船舶侧向推进系统还包括齿轮箱体5，齿轮箱体5套设在桨轴3和从动锥齿轮2的外侧，且两端分别转动连接桨轴3，齿轮箱体5的顶部开设有供驱动锥齿轮轴1伸入的一个开口。
在本实施方式中，齿轮箱体5与桨轴3和驱动锥齿轮轴1之间通过旋转密封机构连接。
进一步的，该系统还包括圆筒体6，所述圆筒体6套设在螺旋桨4和齿轮箱体5的外侧且固定连接所述齿轮箱体5，前述圆筒体6的两侧为分别对应两个螺旋桨4的输水口，圆筒体(6)的两端通过焊接或其他连接方式与船体管隧连接；圆筒体6的内壁，对应于螺旋桨4的安装位置设有不锈钢防护环7。
在本实施方式中，圆筒体6用于将整个推进系统安装在船体上；圆筒体6的内壁，对应于螺旋桨4的安装位置设有不锈钢防护环7，在螺旋桨4的工作过程中，圆形防护环7用于防止圆筒体6对应位置处内壁的空泡剥蚀。
进一步的，圆筒体6的外壁上固定有多个安装筋板8，，所述安装筋板8通过焊接或其他连接方式将推进系统固定在船体上。
进一步的，桨轴3与对应的螺旋桨4通过锥度或者法兰固定连接。
本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，将驱动锥齿轮轴1连接外部动力机构，驱动锥齿轮轴1旋转时，两个螺旋桨4相对旋转，形成对转桨侧向推进装置，当需要改变推力大小时，调整源动力的输入转速即可，当需要改变推力方向时，需要改变原动力的输入旋转方向，此时两个螺旋桨4均向相反方向旋转，两个螺旋桨4的水动力特征一致，反转时的推力大小与正转相同。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型对转桨船舶侧向推进系统，其特征在于：包括驱动锥齿轮轴(1)，以及由两个从动锥齿轮(2)、两个桨轴(3)和两个螺旋桨(4)构成的对转桨机构；所述驱动锥齿轮轴(1)下端的驱动锥齿轮与所述的两个从动锥齿轮(2)啮合,且两个从动锥齿轮(2)相对称地设置在驱动锥齿轮轴(1)下端的两侧，两个从动锥齿轮(2)分别与各自对应的桨轴(3)的一端固定连接，各桨轴(3)的另一端固定连接对应的螺旋桨(4)。
2.根据权利要求1所述的一种新型对转桨船舶侧向推进系统，其特征在于：所述两个螺旋桨(4)的设计参数一致，直径相同、转速相同；在工作时，旋转方向相反，在正转和反转时，均能够发出大小相同的推力。
3.根据权利要求1所述的一种新型对转桨船舶侧向推进系统，其特征在于：该系统还包括齿轮箱体(5)，所述齿轮箱体(5)套设在所述桨轴(3)和从动锥齿轮(2)的外侧，且齿轮箱体(5)的两端与桨轴(3)转动连接，所述齿轮箱体(5)的顶部开设有供所述驱动锥齿轮轴(1)伸入的一个开口。
4.根据权利要求3所述的一种新型对转桨船舶侧向推进系统，其特征在于：该系统还包括圆筒体(6)，所述圆筒体(6)套设在螺旋桨(4)和齿轮箱体(5)的外侧且固定连接所述齿轮箱体(5)，前述圆筒体(6)的两侧为分别对应两个螺旋桨(4)的输水口，圆筒体(6)的两端通过焊接或其他连接方式与船体管隧连接。
5.根据权利要求4所述的一种新型对转桨船舶侧向推进系统，其特征在于：所述圆筒体(6)的内壁，对应于螺旋桨(4)的安装位置设有不锈钢防护环(7)。
6.根据权利要求4所述的一种新型对转桨船舶侧向推进系统，其特征在于：所述圆筒体(6)的外壁上固定有多个安装筋板(8)，所述安装筋板(8)通过焊接或其他连接方式将推进系统固定在船体上。
7.根据权利要求4所述的一种新型对转桨船舶侧向推进系统，其特征在于：所述桨轴(3)与对应的螺旋桨(4)通过锥度或者法兰固定连接。
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