CN111981069B - 适用于水下推进器的橡胶隔振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了适用于水下推进器的橡胶隔振装置，能够实现两个自由度方向上的减振降噪，满足水下推进器的隔振降噪需求。该装置设置在电机与螺旋桨之间实现隔振，具体为：隔振座包括中心轴和安装部，中心轴内壁上内花键与电机轴上外花键配合连接；安装部为中心轴圆柱的侧面周向凸起的凸台，凸台下端面周向设有凹槽；凹槽与凸台上端面具有贯通的第一安装孔。第一隔振橡胶与凹槽匹配安装。螺旋桨的中心轴孔套装在隔振座的中心轴上，螺旋桨的端面上沿中心轴周向均匀开设第五安装孔。第二隔振橡胶设置在第一隔振橡胶与螺旋桨端面之间。第一安装孔和第五安装孔贯通对齐；连接螺钉通过第一至第五安装孔的贯通部分，拧紧在第五安装孔内。

Description

适用于水下推进器的橡胶隔振装置
技术领域
本发明涉及水下航行器隔振降噪技术领域，具体涉及适用于水下推进器的橡胶隔振装置。
背景技术
水下航行器的隐身性能与噪声密切相关，对其作战性能影响重大，因此降低水下航行器的噪声对其综合能力的提升有重大意义。
推进器作为航行器的主要噪声来源，主要有电机电磁波动引起的电磁噪声、电机旋转引起的机械噪声、推进器与不均匀流作用引起的推进器噪声。为了满足水下航行器辐射噪声低，操纵性适应能力强的需求，解决水下航行器推进器噪声源的问题，减小振源和被隔振物体的动态耦合，减小不良振动在电机与螺旋桨之间的互相传递，提出一种适用于水下推进器的隔振装置。
近年来，一大批新型隔振器如：金属丝网隔振器、钢丝绳隔振器、复合阻尼隔振器、无谐振峰隔振器相继产生，但由于橡胶隔振器制造简单、安装使用方便、成本低廉，既可使用在压缩状态，又可使用在剪切状态，且橡胶隔振器同时还具备足够的内阻尼，并且可以做成各种形状以适应空间的需求，仍然是隔振装置的首选。
因此如何采用橡胶隔振的方式实现对水下推进器的隔振降噪需求是目前亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了适用于水下推进器的橡胶隔振装置，能够实现两个自由度方向上的减振降噪，满足水下推进器的隔振降噪需求。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：本发明适用于水下推进器的橡胶隔振装置，用于设置在电机与螺旋桨7之间实现隔振，包括隔振座1、第一隔振橡胶2、第二隔振橡胶3以及连接螺钉6。
隔振座1包括中心轴和安装部，中心轴为中空的圆柱，其内壁上设内花键，中心轴上内花键与电机轴上外花键配合连接，隔振座1的一端面顶死在电机的轴肩上；安装部为中心轴圆柱的侧面周向凸起的凸台，凸台下端面沿中心轴圆柱周向设有凹槽；凹槽与凸台上端面具有贯通的第一安装孔。
第一隔振橡胶2与凹槽匹配安装。
螺旋桨的中心轴孔套装在隔振座1的中心轴上，螺旋桨的端面上沿中心轴周向均匀开设第五安装孔。
第二隔振橡胶3设置在第一隔振橡胶2与螺旋桨端面之间。
第一安装孔和第五安装孔对齐，且第一安装孔至第五安装孔贯通；连接螺钉6通过第一安装孔至第五安装孔贯通部分，拧紧在第五安装孔内。
优选地，第一隔振橡胶2结构为圆环形橡胶片上周向均匀设有n个腰型凸台；每个腰型凸台中央均开设第二安装孔，第二安装孔贯通第一隔振橡胶2；n个腰型凸台固定配合安装在n个腰型凹槽内；n为大于1的整数。
则隔振座1上的凹槽为腰型凹槽，腰型凹槽数量为n，在凸台下端面沿中心轴圆柱周向均匀分布。
安装部上端面对应n个腰型凹槽开设n个第一安装孔，第一安装孔贯通安装部上端面和腰型凹槽。
进一步地，第二隔振橡胶3为圆环形橡胶片，其上周向均匀开设第三安装孔；第二隔振橡胶3环绕隔振座1的中心轴，且设置在第一隔振橡胶2与螺旋桨端面之间；第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第五安装孔对齐。
优选地，第二隔振橡胶3为横截面为Z字形。
进一步地，该装置还包括金属垫片4；金属垫片4包括上垫片和下垫片，上垫片和下垫片均为圆环形垫片，周向均匀开设第四安装孔；第二隔振橡胶3固定设置于上垫片和下垫片之间，第三安装孔和第四安装孔对齐；金属垫片4与第二隔振橡胶3一同设置在第一隔振橡胶2与螺旋桨端面之间；第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔对齐。
金属垫片4的外径尺寸与螺旋桨端面上凹槽配合。
进一步地，该装置还包括套筒5；套筒5穿过第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔顶在在螺旋桨的端面上；连接螺钉6从套筒5中穿过固定在第五安装孔内。
有益效果：
1本发明适用于水下航行器减振降噪，结构紧凑，充分利用航行器推进器的尾部空间，装卸方便，不增加航行器的额外阻力。本发明第一隔振橡胶的存在能够阻隔电机轴系扭转振动传递至螺旋桨，减小螺旋桨的被激辐射噪声，同时也阻隔螺旋桨扭振向电机轴系传递，减小电机负载波动引起的调制电磁噪声。本发明第二隔振橡胶的存在可以阻隔螺旋桨推力纵振向电机传递，从而减小航行器的结构噪声和自噪声。
附图说明
图1是隔振装置整体三维结构示意图；
图2是隔振装置三维结构截面示意图；
图3是第一隔振橡胶的结构示意图；
图4是第二隔振橡胶与金属垫片粘接截面图；
其中：1-隔振座；2-第一隔振橡胶；3-第二隔振橡胶；4-金属垫片；5-套筒；6-连接螺钉；7-螺旋桨。
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。
图1示出了本发明提供的适用于水下推进器的橡胶隔振装置整体图。
其中该橡胶隔振装置设置在电机与螺旋桨7之间实现隔振，其具体组成如图2所示，图2是隔振装置三维结构截面示意图，如图2所示，该装置包括隔振座1、第一隔振橡胶2、第二隔振橡胶3以及连接螺钉6。
隔振座1包括中心轴和安装部，中心轴为中空的圆柱，其内壁上设内花键，中心轴上内花键与电机轴上外花键配合连接，隔振座1的一端面顶死在电机的轴肩上；安装部为中心轴圆柱的侧面周向凸起的凸台，凸台下端面沿中心轴圆柱周向设有凹槽；凹槽与凸台上端面具有贯通的第一安装孔。
第一隔振橡胶2与凹槽匹配安装。
螺旋桨的中心轴孔套装在隔振座1的中心轴上，螺旋桨的端面上沿中心轴周向均匀开设第五安装孔。
第二隔振橡胶3设置在第一隔振橡胶2与螺旋桨端面之间。
第一安装孔和第五安装孔对齐，且第一安装孔至第五安装孔贯通；连接螺钉6通过第一安装孔至第五安装孔贯通部分，拧紧在第五安装孔内。
如图2隔振装置三维结构截面示意图所示：隔振座1和螺旋桨之间预留足够的空间让第一隔振橡胶2和第二隔振橡胶3变形吸振，其具体空间需求可以根据推进器的最大扭矩及最大推力计算橡胶的最大变形去预留足够的空间。
本发明实施例中，如图3所示，第一隔振橡胶2为圆形平板加腰型凸台的形式。即第一隔振橡胶2结构为圆环形橡胶片上周向均匀设有n个腰型凸台；每个腰型凸台中央均开设第二安装孔，第二安装孔贯通第一隔振橡胶2；n个腰型凸台固定配合安装在n个腰型凹槽内；n为大于1的整数。其腰型凸台的尺寸根据电机传递的扭矩大小及对推进器模态分析中扭转运动固有频率去做相应的调整。图3中第一隔振橡胶2的腰型凸台上的小圆孔可以减小第一隔振橡胶2的扭转压缩刚度。n可以依据装置隔振效果设定，本发明实施例中n优选为8。
则隔振座1上的凹槽为腰型凹槽，腰型凹槽数量为n，在凸台下端面沿中心轴圆柱周向均匀分布。
安装部上端面对应n个腰型凹槽开设n个第一安装孔，第一安装孔贯通安装部上端面和腰型凹槽。
本发明实施例中，第二隔振橡胶3为圆环形橡胶片，其上周向均匀开设第三安装孔；第二隔振橡胶3环绕隔振座1的中心轴，且设置在第一隔振橡胶2与螺旋桨端面之间；第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第五安装孔对齐。如图4所示，第二隔振橡胶3为圆柱形，其厚度和截面形状可以根据螺旋桨的轴向推力及推进器模态分析中轴向运动固有频率去做相应的调整。图4中第二隔振橡胶3的截面被加工成Z字形，减小第二隔振橡胶3的轴向刚度。
本发明一个实施例中，该装置还包括金属垫片4；金属垫片4包括上垫片和下垫片，上垫片和下垫片均为圆环形垫片，周向均匀开设第四安装孔；第二隔振橡胶3固定设置于上垫片和下垫片之间，第三安装孔和第四安装孔对齐。
金属垫片4与第二隔振橡胶3一同设置在第一隔振橡胶2与螺旋桨端面之间。
第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔对齐。
两块薄金属垫片4粘接在第二隔振橡胶3的两端面能够保证第二隔振橡胶3的准确安装。螺旋桨端面上开设一个与金属垫片4的外径尺寸匹配的凹槽，便于安装。
本发明实施例中，该装置还包括套筒5；
套筒5穿过第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔顶在在螺旋桨的端面上。
连接螺钉6从套筒5中穿过固定在第五安装孔内。套筒5能够防止第一隔振橡胶和第二隔振橡胶被连接螺钉磨损。套筒随着螺旋桨向前压缩第二隔振橡胶3一起向前运动。
第一隔振橡胶和第二隔振橡胶相互独立，互不干扰。若只需阻隔电机和螺旋桨间扭振传递，可以去掉第二隔振橡胶，并将第二隔振橡胶的位置用一刚性结构件代替即可，若只需阻隔电机和螺旋桨间纵振传递，可以去掉第一隔振橡胶，并将第一隔振橡胶的位置用一刚性结构件代替即可，此装置结构形式灵活多变。
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 (3)

1.适用于水下推进器的橡胶隔振装置，用于设置在电机与螺旋桨(7)之间实现隔振，其特征在于，包括隔振座(1)、第一隔振橡胶(2)、第二隔振橡胶(3)以及连接螺钉(6)；
所述隔振座(1)包括中心轴和安装部，所述中心轴为中空的圆柱，其内壁上设内花键，中心轴上内花键与电机轴上外花键配合连接；所述安装部为所述中心轴圆柱的侧面周向凸起的凸台，凸台下端面沿中心轴圆柱周向设有凹槽；凹槽与凸台上端面具有贯通的第一安装孔；
所述第一隔振橡胶(2)与所述凹槽匹配安装；
螺旋桨的中心轴孔套装在隔振座(1)的中心轴上，螺旋桨的端面上沿中心轴周向均匀开设第五安装孔；
所述第二隔振橡胶(3)设置在第一隔振橡胶(2)与螺旋桨端面之间；
第一安装孔和第五安装孔对齐，且第一安装孔至第五安装孔贯通；连接螺钉(6)通过第一安装孔至第五安装孔贯通部分，拧紧在所述第五安装孔内；
所述第一隔振橡胶(2)结构为圆环形橡胶片上周向均匀设有n个腰型凸台；每个腰型凸台中央均开设第二安装孔，第二安装孔贯通所述第一隔振橡胶(2)；n个腰型凸台固定配合安装在n个腰型凹槽内；n为大于1的整数；n依据装置隔振效果设定；
则所述隔振座(1)上的凹槽为腰型凹槽，腰型凹槽数量为n，在凸台下端面沿中心轴圆柱周向均匀分布；
安装部上端面对应n个腰型凹槽开设n个第一安装孔，第一安装孔贯通安装部上端面和所述腰型凹槽；
所述第二隔振橡胶(3)为圆环形橡胶片，其上周向均匀开设第三安装孔；第二隔振橡胶(3)环绕所述隔振座(1)的中心轴，且设置在第一隔振橡胶(2) 与螺旋桨端面之间；第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第五安装孔对齐；
所述第二隔振橡胶(3)为横截面为Z字形；第二隔振橡胶(3)的厚度和截面形状根据螺旋桨的轴向推力及推进器模态分析中轴向运动固有频率去做相应的调整；
第一隔振橡胶和第二隔振橡胶相互独立，互不干扰。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括金属垫片(4)；所述金属垫片(4)包括上垫片和下垫片，上垫片和下垫片均为圆环形垫片，周向均匀开设第四安装孔；所述第二隔振橡胶(3)固定设置于上垫片和下垫片之间，第三安装孔和第四安装孔对齐；
金属垫片(4)与第二隔振橡胶(3)一同设置在第一隔振橡胶(2)与螺旋桨端面之间；
第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔对齐。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括套筒(5)；
所述套筒(5)穿过第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔顶在螺旋桨的端面上；
所述连接螺钉(6)从所述套筒(5)中穿过固定在所述第五安装孔内。
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