CN115163659B - 抗冲击水润滑轴承及船舶推进系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶推进系统技术领域，提供一种抗冲击水润滑轴承及船舶推进系统，所述抗冲击水润滑轴承包括：水润滑轴瓦与轴承衬套；水润滑轴瓦套设于主轴上；轴承衬套的内侧壁与水润滑轴瓦的外侧壁连接；轴承衬套在垂直于轴承衬套的轴向的端面上设有多个减振孔，减振孔沿轴承衬套的轴向延伸，多个减振孔沿轴承衬套的周向间隔排布；减振孔具有初始状态与形变状态，在初始状态下，减振孔靠近水润滑轴瓦的一侧与背离水润滑轴瓦的一侧之间的距离为第一间距；在形变状态下，减振孔靠近水润滑轴瓦的一侧与背离水润滑轴瓦的一侧之间的距离为第二间距；第一间距大于第二间距；本发明通过减振孔的形变以吸收冲击载荷，提升了轴承衬套的抗冲击性。

Description

抗冲击水润滑轴承及船舶推进系统

技术领域

本发明涉及船舶推进系统技术领域，尤其涉及一种抗冲击水润滑轴承及船舶推进系统。

背景技术

船舶推进系统上的水润滑轴承的作用是支撑推进轴系，从而保证推进轴系的稳定转动。

水润滑轴承布置于舷外，容易受到撞击或冲击载荷，现有的水润滑轴承在受到冲击载荷的情况下易损坏，进而导致船舶推进系统的功能丧失。

发明内容

本发明提供一种抗冲击水润滑轴承及船舶推进系统，用以解决或改善现有船舶上的水润滑轴承存在抗冲击性能差的问题。

本发明提供一种抗冲击水润滑轴承，包括：水润滑轴瓦与轴承衬套；所述水润滑轴瓦用于套设于主轴上；所述轴承衬套呈圆筒状，所述轴承衬套的内侧壁与所述水润滑轴瓦的外侧壁连接，所述轴承衬套用于与船体连接；所述轴承衬套在垂直于所述轴承衬套的轴向的端面上设有多个减振孔，所述减振孔沿所述轴承衬套的轴向延伸，多个所述减振孔沿所述轴承衬套的周向间隔排布；所述减振孔具有初始状态与形变状态，在所述初始状态的情况下，所述减振孔靠近所述水润滑轴瓦的一侧与背离所述水润滑轴瓦的一侧之间的距离为第一间距；在所述形变状态的情况下，所述减振孔靠近所述水润滑轴瓦的一侧与背离所述水润滑轴瓦的一侧之间的距离为第二间距；所述第一间距大于所述第二间距。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，所述减振孔包括：第一孔壁、第二孔壁、第三孔壁及第四孔壁；所述第一孔壁与所述第二孔壁连接，所述第三孔壁与所述第四孔壁连接；在所述初始状态的情况下，所述第一孔壁与所述第二孔壁之间呈第一预设夹角，所述第三孔壁与所述第四孔壁之间呈第二预设夹角；其中，所述第一预设夹角与所述第二预设夹角均为锐角，所述第一预设夹角小于所述第二预设夹角，所述第一孔壁与所述第三孔壁呈锐角设置，所述第二孔壁与所述第四孔壁呈锐角设置。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，所述减振孔还包括：第五孔壁与第六孔壁；所述第五孔壁的一端与所述第三孔壁连接，所述第五孔壁的另一端与所述第一孔壁连接；所述第六孔壁的一端与所述第四孔壁连接，所述第六孔壁的另一端与所述第二孔壁连接；在所述初始状态的情况下，所述第五孔壁与所述第六孔壁平行。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，在所述初始状态的情况下，所述第五孔壁与所述第六孔壁之间的距离L0的取值范围为：

0.25×(D-d)≤L0≤0.35×(D-d)；

其中，D为所述轴承衬套的外径，d为所述轴承衬套的内径；

在所述形变状态的情况下，所述第五孔壁与所述第六孔壁之间的距离小于L0。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，在沿所述第五孔壁的延伸方向上，所述第一孔壁和所述第二孔壁的交点与所述第五孔壁的一端之间的距离L1的计算公式为：

L1＝2L0。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，在沿所述第五孔壁的延伸方向上，所述第一孔壁和所述第二孔壁的交点与所述第三孔壁和所述第四孔壁的交点之间的距离L2的计算公式为：

L2＝0.6L1。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，所述第一预设夹角大于等于42度且小于等于48度。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，所述第二预设夹角大于等于57度且小于等于63度。

根据本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承，所述水润滑轴瓦为非金属水润滑轴瓦。

本发明还提供一种船舶推进系统，包括：推进器、主轴及如上所述的抗冲击水润滑轴承；所述推进器与所述主轴的一端连接，所述抗冲击水润滑轴承套设于所述主轴上，所述主轴的另一端用于与动力系统的输出端连接。

本发明提供的抗冲击水润滑轴承及船舶推进系统，通过在轴承衬套上开设多个减振孔，在轴承衬套的外侧壁受到外部的冲击载荷时，冲击载荷传递至对应位置处的减振孔，减振孔产生压缩形变，从而吸收一部分冲击载荷，以削弱冲击载荷，减小了冲击载荷对水润滑轴瓦的冲击力，进而减少了冲击载荷对主轴的冲击力，提升了主轴传动的可靠性；与此同时，通过在轴承衬套上开设减振孔，减轻了轴承衬套的重量；本发明通过减振孔缓冲外部的冲击载荷，提升了轴承衬套的抗冲击性，保证了主轴传动的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的抗冲击水润滑轴承的结构示意图之一；

图2是本发明提供的抗冲击水润滑轴承的结构示意图之二；

图3是本发明提供的减振孔在初始状态与形变状态之间切换的结构示意图；

图4是本发明提供的减振孔的结构示意图；

附图标记：

1：水润滑轴瓦；2：轴承衬套；21：减振孔；211：第一孔壁；212：第二孔壁；213：第三孔壁；214：第四孔壁；215：第五孔壁；216：第六孔壁；3：主轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

下面结合图1至图4描述本发明提供的一种抗冲击水润滑轴承及船舶推进系统。

如图1至图4所示，本实施例所示的抗冲击水润滑轴承包括：水润滑轴瓦1与轴承衬套2。

水润滑轴瓦1用于套设于主轴3上；轴承衬套2呈圆筒状，轴承衬套2的内侧壁与水润滑轴瓦1的外侧壁连接，轴承衬套2用于与船体连接；轴承衬套2在垂直于轴承衬套2的轴向的端面上设有多个减振孔21，减振孔21沿轴承衬套2的轴向延伸，多个减振孔21沿轴承衬套2的周向间隔排布；减振孔21具有初始状态与形变状态，在减振孔21处于初始状态的情况下，减振孔21靠近水润滑轴瓦1的一侧与背离水润滑轴瓦1的一侧之间的距离为第一间距；在减振孔21处于形变状态的情况下，减振孔21靠近水润滑轴瓦1的一侧与背离水润滑轴瓦1的一侧之间的距离为第二间距；第一间距大于第二间距。

具体地，本实施例所示的抗冲击水润滑轴承，通过在轴承衬套2上开设多个减振孔21，在轴承衬套2的外侧壁受到外部的冲击载荷时，冲击载荷传递至对应位置处的减振孔21，减振孔21产生压缩形变，从而吸收一部分冲击载荷，以削弱冲击载荷，减小了冲击载荷对水润滑轴瓦1的冲击力，进而减少了冲击载荷对主轴3的冲击力，提升了主轴3传动的可靠性；与此同时，通过在轴承衬套2上开设减振孔21，减轻了轴承衬套2的重量；本实施例通过减振孔21缓冲外部的冲击载荷，提升了轴承衬套2的抗冲击性，保证了主轴3传动的可靠性。

需要说明的是，主轴3与水润滑轴瓦1之间通过压力水膜实现润滑，以减少主轴3与水润滑轴瓦1之间的滑动摩擦力；水润滑轴瓦1通过冷胀的方式与轴承衬套2连接，或者，水润滑轴瓦1通过螺栓与轴承衬套2连接。

在一些实施例中，如图2至图4所示，本实施例所示的减振孔21包括：第一孔壁211、第二孔壁212、第三孔壁213及第四孔壁214；第一孔壁211与第二孔壁212连接，第三孔壁213与第四孔壁214连接；在减振孔21处于初始状态的情况下，第一孔壁211与第二孔壁212之间呈第一预设夹角α，第三孔壁213与第四孔壁214之间呈第二预设夹角β；其中，第一预设夹角α与第二预设夹角β均为锐角，第一预设夹角α小于第二预设夹角β，第一孔壁211与第三孔壁213呈锐角设置，第二孔壁212与第四孔壁214呈锐角设置。

具体地，第一孔壁211与第二孔壁212的连接点形成减振孔21的首端，第三孔壁213与第四孔壁214的连接点形成减振孔21的尾端，减振孔21的横截面呈“V”字型，相邻的两个减振孔21首尾拼接，即其中一个减振孔21的首端伸入另一个减振孔21的尾端内，相应地，即其中一个减振孔21的第一孔壁211与第二孔壁212伸入另一个减振孔21的第三孔壁213与第四孔壁214所围成的区域内，则在轴承衬套2的外侧壁受到冲击载荷F时，冲击载荷F作用于第一孔壁211和第三孔壁213上，以压缩第一孔壁211和第三孔壁213，使得第一预设夹角α与第二预设夹角β均减小，从而吸收部分冲击载荷，实现冲击载荷的缓冲。

其中，图3中的实线示意了减振孔21处于初始状态时的结构示意图，图3中的虚线示意了减振孔21处于形变状态时的结构示意图；在多个减振孔21首尾拼接的情况下，多个减振孔21呈鱼骨状，即多个减振孔形成鱼骨仿生结构。

进一步地，在轴承衬套2满足强度的情况下，减振孔21的数量可适当选取较大值，以提升轴承衬套2的形变能力，进而提升轴承衬套2对冲击载荷的吸收性能；图2示意了减振孔21的数量为30个。

在一些实施例中，如图3和图4所示，本实施例所示的减振孔21还包括：第五孔壁215与第六孔壁216；第五孔壁215的一端与第三孔壁213连接，第五孔壁215的另一端与第一孔壁211连接；第六孔壁216的一端与第四孔壁214连接，第六孔壁216的另一端与第二孔壁212连接；在减振孔21处于初始状态的情况下，第五孔壁215与第六孔壁216平行。

具体地，第一孔壁211、第二孔壁212、第三孔壁213、第四孔壁214、第五孔壁215及第六孔壁216围成一个凹六边形，减振孔21背离水润滑轴瓦1的一侧形成于第五孔壁215，减振孔21靠近水润滑轴瓦1的一侧形成于第六孔壁216，在轴承衬套2的外侧壁受到冲击载荷F时，冲击载荷F还会作用于第五孔壁215上，以压缩第五孔壁215，使得第五孔壁215与第六孔壁216之间的距离减小，从而吸收部分冲击载荷，实现冲击载荷的缓冲。

在一些实施例中，如图2和图4所示，本实施例所示的减振孔21在初始状态的情况下，第五孔壁215与第六孔壁216之间的距离L0的取值范围为：

0.25×(D-d)≤L0≤0.35×(D-d)；

其中，D为轴承衬套2的外径，d为轴承衬套2的内径；在减振孔21处于形变状态的情况下，第五孔壁215与第六孔壁216之间的距离小于L0。

具体地，为保证轴承衬套2在开设减振孔21后仍具有良好的强度，L0的取值不能过大，同时，为保证减振孔21具有良好的形变性能，L0的取值不能过小，因此，L0由轴承衬套2的外径D和内径d计算得到，即L0的值取决于轴承衬套的外径D和内径d。

其中，L0的取值具体可以为：L0＝0.25×(D-d)；或者，L0＝0.28×(D-d)；或者，L0＝0.30×(D-d)；或者，L0＝0.32×(D-d)；或者，L0＝0.35×(D-d)。

在一些实施例中，如图4所示，在沿第五孔壁215的延伸方向上，第一孔壁211和第二孔壁212的交点与第五孔壁215的一端之间的距离L1的计算公式为：L1＝2L0。

具体地，在计算出L0后，减振孔21在第五孔壁215的延伸方向上的整体长度为两倍的L0。

在一些实施例中，如图4所示，在沿第五孔壁215的延伸方向上，第一孔壁211和第二孔壁212的交点与第三孔壁213和第四孔壁214的交点之间的距离L2的计算公式为：L2＝0.6L1。

具体地，在计算出L1后，减振孔21在第五孔壁215的延伸方向上的厚度为0.6倍的L1。

在一些实施例中，如图4所示，本实施例所示的第一预设夹角α大于等于42度且小于等于48度，α具体可以为42度、43.5度、45度、46.5度或48度，优选45度。

在一些实施例中，如图4所示，本实施例所示的第二预设夹角β大于等于57度且小于等于63度，β具体可以为57度、58.5度、60度、61.5度或63度。

在一些实施例中，本实施例所示的水润滑轴瓦1为非金属水润滑轴瓦，水润滑轴瓦1的材料可以是非金属橡胶或非金属高分子材料。

本发明还提供一种船舶推进系统，包括：推进器、主轴及如上所述的抗冲击水润滑轴承；推进器与主轴的一端连接，抗冲击水润滑轴承套设于主轴上，主轴的另一端用于与动力系统的输出端连接。

由于船舶推进系统采用了上述实施例所示的抗冲击水润滑轴承，该抗冲击水润滑轴承的具体结构参照上述实施例，由于该船舶推进系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

进一步地，船舶推进系统中的油润滑轴承也可以在轴承衬套上开设如上所述的减振孔，以起到减少冲击载荷的作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种抗冲击水润滑轴承，其特征在于，包括：

水润滑轴瓦，所述水润滑轴瓦用于套设于主轴上；

轴承衬套，所述轴承衬套呈圆筒状，所述轴承衬套的内侧壁与所述水润滑轴瓦的外侧壁连接，所述轴承衬套用于与船体连接；

所述轴承衬套在垂直于所述轴承衬套的轴向的端面上设有多个减振孔，所述减振孔沿所述轴承衬套的轴向延伸，多个所述减振孔沿所述轴承衬套的周向间隔排布；

所述减振孔具有初始状态与形变状态，在所述初始状态的情况下，所述减振孔靠近所述水润滑轴瓦的一侧与背离所述水润滑轴瓦的一侧之间的距离为第一间距；在所述形变状态的情况下，所述减振孔靠近所述水润滑轴瓦的一侧与背离所述水润滑轴瓦的一侧之间的距离为第二间距；所述第一间距大于所述第二间距；

所述减振孔包括：第一孔壁、第二孔壁、第三孔壁及第四孔壁；

所述第一孔壁与所述第二孔壁连接，所述第三孔壁与所述第四孔壁连接；

在所述初始状态的情况下，所述第一孔壁与所述第二孔壁之间呈第一预设夹角，所述第三孔壁与所述第四孔壁之间呈第二预设夹角；

其中，所述第一预设夹角与所述第二预设夹角均为锐角，所述第一预设夹角小于所述第二预设夹角，所述第一孔壁与所述第三孔壁呈锐角设置，所述第二孔壁与所述第四孔壁呈锐角设置。

2.根据权利要求1所述的抗冲击水润滑轴承，其特征在于，

所述减振孔还包括：第五孔壁与第六孔壁；

所述第五孔壁的一端与所述第三孔壁连接，所述第五孔壁的另一端与所述第一孔壁连接；所述第六孔壁的一端与所述第四孔壁连接，所述第六孔壁的另一端与所述第二孔壁连接；

在所述初始状态的情况下，所述第五孔壁与所述第六孔壁平行。

3.根据权利要求2所述的抗冲击水润滑轴承，其特征在于，

在所述初始状态的情况下，所述第五孔壁与所述第六孔壁之间的距离L0的取值范围为：

0.25×(D-d)≤L0≤0.35×(D-d)；

其中，D为所述轴承衬套的外径，d为所述轴承衬套的内径；

在所述形变状态的情况下，所述第五孔壁与所述第六孔壁之间的距离小于L0。

4.根据权利要求3所述的抗冲击水润滑轴承，其特征在于，

在沿所述第五孔壁的延伸方向上，所述第一孔壁和所述第二孔壁的交点与所述第五孔壁的一端之间的距离L1的计算公式为：

L1＝2L0。

5.根据权利要求4所述的抗冲击水润滑轴承，其特征在于，

在沿所述第五孔壁的延伸方向上，所述第一孔壁和所述第二孔壁的交点与所述第三孔壁和所述第四孔壁的交点之间的距离L2的计算公式为：

L2＝0.6L1。

6.根据权利要求1所述的抗冲击水润滑轴承，其特征在于，

所述第一预设夹角大于等于42度且小于等于48度。

7.根据权利要求1所述的抗冲击水润滑轴承，其特征在于，

所述第二预设夹角大于等于57度且小于等于63度。

8.根据权利要求1所述的抗冲击水润滑轴承，其特征在于，

所述水润滑轴瓦为非金属水润滑轴瓦。

9.一种船舶推进系统，其特征在于，包括：推进器、主轴及如权利要求1至8任一项所述的抗冲击水润滑轴承；

所述推进器与所述主轴的一端连接，所述抗冲击水润滑轴承套设于所述主轴上，所述主轴的另一端用于与动力系统的输出端连接。