CN115163666A - 用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶 - Google Patents

用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶 Download PDF

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CN115163666A CN202210502700.5A CN202210502700A CN115163666A CN 115163666 A CN115163666 A CN 115163666A CN 202210502700 A CN202210502700 A CN 202210502700A CN 115163666 A CN115163666 A CN 115163666A
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羊慧
宋苹
柳勇
曹光明
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Abstract

本发明涉及船舶推进系统技术领域，提供一种用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶，所述用于船舶推进轴系的艉轴承包括：轴承外衬套、轴承内衬套及滚柱；轴承外衬套的内侧壁凹设有第一弧形槽，第一弧形槽沿轴承外衬套的周向延伸；轴承内衬套设于轴承外衬套内；轴承内衬套的外侧壁凹设有第二弧形槽，第二弧形槽沿轴承内衬套的周向延伸，第二弧形槽与第一弧形槽呈相对设置；轴承内衬套用于套设于主轴上，轴承内衬套的轴线与主轴的轴线重合；滚柱沿轴承外衬套的轴向方向可移动地设于轴承外衬套与轴承内衬套之间，滚柱的外侧壁分别与第一弧形槽及第二弧形槽贴合；本发明通过滚柱的滑动以补偿主轴的倾斜或轴向窜动，减少了异常磨损现象。

Description

用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶
技术领域
本发明涉及船舶推进系统技术领域，尤其涉及一种用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶。
背景技术
在船舶推进轴系中，船舶的艉轴承主要作用是支承尾端的船舶推进轴系，尾端的推进轴系包括推进器与推进器轴，而在整个船舶推进轴系中，尾端的船舶推进轴系重量较大，在推进器的悬臂载荷以及各种动态载荷作用下，艉轴承靠近推进器的一端会出现端载荷大且集中的现象，而远离推进器的一端并不承载的现象，艉轴承会出现比较典型的边缘效应，使得艉轴承在轴向方向上载荷分布不均匀，从而导致艉轴承出现由于局部过载造成的异常磨损与异常噪音现象，降低了艉轴承的使用寿命，且在艉轴承局部磨损的情况下，艉轴承与推进轴系会出现不对中的现象，使得推进轴系传动的可靠性较差。
发明内容
本发明提供一种用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶，用以解决或改善现有船舶上的艉轴承存在受力不均而导致异常磨损的问题。
本发明提供一种用于船舶推进轴系的艉轴承，包括：轴承外衬套、轴承内衬套及滚柱；所述轴承外衬套呈圆筒状，所述轴承外衬套的内侧壁凹设有第一弧形槽，所述第一弧形槽沿所述轴承外衬套的周向延伸；所述轴承外衬套用于与轴承座连接；所述轴承内衬套呈圆筒状，所述轴承内衬套设于所述轴承外衬套内；所述轴承内衬套的外侧壁凹设有第二弧形槽，所述第二弧形槽沿所述轴承内衬套的周向延伸，所述第二弧形槽与所述第一弧形槽呈相对设置；所述轴承内衬套用于套设于主轴上，所述轴承内衬套的轴线与所述主轴的轴线重合；所述滚柱沿所述轴承外衬套的轴向方向可移动地设于所述轴承外衬套与所述轴承内衬套之间，所述滚柱的外侧壁分别与所述第一弧形槽及所述第二弧形槽贴合；所述滚柱设有多个，多个所述滚柱沿所述轴承外衬套的周向排布；在所述滚柱位于所述第一弧形槽的中部的情况下，所述滚柱的轴线与所述轴承外衬套的轴线平行；在所述滚柱位于所述第一弧形槽的两端的情况下，所述滚柱的轴线与所述轴承外衬套的轴线呈预设夹角。
根据本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承，所述用于船舶推进轴系的艉轴承还包括：轴瓦；所述轴瓦的外侧壁与所述轴承内衬套的内侧壁连接，所述轴瓦套设于所述主轴上，所述主轴与所述轴瓦转动连接。
根据本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承，所述用于船舶推进轴系的艉轴承还包括：水膜层；所述水膜层设于所述轴瓦与所述主轴之间。
根据本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承，所述滚柱的中部的直径大于所述滚柱的两端的直径。
根据本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承，所述第一弧形槽的一端与所述第二弧形槽的一端之间的间隙小于所述滚柱的一端的直径，所述第一弧形槽的另一端与所述第二弧形槽的另一端之间的间隙小于所述滚柱的另一端的直径。
根据本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承，所述第一弧形槽的曲率、所述第二弧形槽的曲率及所述滚柱的外侧壁的曲率均相等。
根据本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承，所述第一弧形槽沿所述轴承外衬套的轴线方向的宽度等于所述第二弧形槽沿所述轴承内衬套的轴线方向的宽度。
根据本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承，所述第一弧形槽沿所述轴承外衬套轴线方向的宽度大于所述滚柱沿所述滚柱的轴线方向的宽度。
本发明还提供一种船舶推进系统，包括：推进器、主轴及如上所述的用于船舶推进轴系的艉轴承；所述推进器与所述主轴的一端连接，所述主轴的另一端用于与动力系统的输出端连接；所述用于船舶推进轴系的艉轴承套设于所述主轴上。
本发明还提供一种船舶，包括：船体与如上所述的船舶推进系统；所述船舶推进系统设于所述船体上。
本发明提供的用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶，通过在轴承外衬套与轴承内衬套之间设置多个滚柱，在主轴平稳转动的过程中，主轴的受力较为均衡，此时多个滚柱均位于第一弧形槽的中部，滚柱的轴线、轴承内衬套的轴线及轴承外衬套的轴线平行；
在主轴出现倾斜的情况下，主轴带动轴承内衬套处于倾斜状态，则第一弧形槽与第二弧形槽之间的间距发生改变，以相对的两个滚柱为例进行说明，由于滚柱的外侧壁始终与第一弧形槽及第二弧形槽贴合，则两个滚柱均被挤压至间距较大的一侧，即其中一个滚柱移动至第一弧形槽一端，另一个滚柱移动至第一弧形槽的另一端，此时滚柱的轴线与轴承外衬套的轴线呈预设夹角，该预设夹角等于主轴倾斜的角度，从而通过滚柱的移动实现对主轴的倾斜进行补偿，使得轴承内衬套与轴承外衬套之间保持均匀受力，以避免轴承内衬套与轴承外衬套的异常磨损；
在主轴出现轴向窜动的情况下，主轴带动轴承内衬套相对于轴承外衬套形成错位，以相对的两个滚柱为例进行说明，由于滚柱的外侧壁始终与第一弧形槽及第二弧形槽贴合，则两个滚柱沿主轴窜动的方向均被挤压至第一弧形槽的一端，此时滚柱的轴线与轴承外衬套的轴线呈预设夹角，从而通过滚柱的移动实现对主轴的窜动进行补偿，使得轴承内衬套与轴承外衬套之间保持均匀受力，以避免轴承内衬套与轴承外衬套的异常磨损；
本发明提供的用于船舶推进轴系的艉轴承，通过滚柱在第一弧形槽与第二弧形槽内滑动，以补偿主轴的倾斜或窜动，使得轴承内衬套与轴承外衬套之间保持均匀受力，降低了轴承内衬套与轴承外衬套由于受力不均造成的异常磨损，提升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是本发明提供的用于船舶推进轴系的艉轴承的结构示意图；
图2是本发明提供的用于船舶推进轴系的艉轴承在主轴出现倾斜时的结构示意图；
图3是本发明提供的用于船舶推进轴系的艉轴承在主轴出现轴向窜动时的结构示意图；
附图标记：
1：轴承外衬套；11：第一弧形槽；2：轴承内衬套；21：第二弧形槽；3：滚柱；4：主轴；5：轴瓦。
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3描述本发明提供的一种用于船舶推进轴系的艉轴承、船舶推进系统及船舶。
如图1所示，本实施例所示的用于船舶推进轴系的艉轴承包括：轴承外衬套1、轴承内衬套2及滚柱3。
轴承外衬套1呈圆筒状，轴承外衬套1的内侧壁凹设有第一弧形槽11，第一弧形槽11沿轴承外衬套1的周向延伸；轴承外衬套1用于与轴承座连接；轴承内衬套2呈圆筒状，轴承内衬套2设于轴承外衬套1内；轴承内衬套2的外侧壁凹设有第二弧形槽21，第二弧形槽21沿轴承内衬套2的周向延伸，第二弧形槽21与第一弧形槽11呈相对设置；轴承内衬套2用于套设于主轴4上，轴承内衬套2的轴线与主轴4的轴线重合；滚柱3沿轴承外衬套1的轴向方向可移动地设于轴承外衬套1与轴承内衬套2之间，滚柱3的外侧壁分别与第一弧形槽11及第二弧形槽21贴合；滚柱3设有多个，多个滚柱3沿轴承外衬套1的周向排布；在滚柱3位于第一弧形槽11的中部的情况下，滚柱3的轴线与轴承外衬套1的轴线平行；在滚柱3位于第一弧形槽11的两端的情况下，滚柱3的轴线与轴承外衬套1的轴线呈预设夹角。
具体地，本实施例所示的用于船舶推进轴系的艉轴承，通过在轴承外衬套1与轴承内衬套2之间设置多个滚柱3，在主轴4平稳转动的过程中，主轴4的受力较为均衡，如图1所示，此时多个滚柱3均位于第一弧形槽11的中部，滚柱3的轴线、轴承内衬套2的轴线及轴承外衬套1的轴线平行；
在主轴4出现倾斜的情况下，如图2所示，主轴4带动轴承内衬套2处于倾斜状态，则第一弧形槽11与第二弧形槽21之间的间距发生改变，以相对的两个滚柱3为例进行说明，由于滚柱3的外侧壁始终与第一弧形槽11及第二弧形槽21贴合，则两个滚柱3均被挤压至间距较大的一侧，即其中一个滚柱3移动至第一弧形槽11一端，另一个滚柱3移动至第一弧形槽11的另一端，此时滚柱3的轴线与轴承外衬套1的轴线呈预设夹角，该预设夹角等于主轴4倾斜的角度，从而通过滚柱3的移动实现对主轴4的倾斜进行补偿，使得轴承内衬套2与轴承外衬套1之间保持均匀受力，以避免轴承内衬套2与轴承外衬套1的异常磨损；
在主轴4出现轴向窜动的情况下，如图3所示，主轴4带动轴承内衬套2相对于轴承外衬套1形成错位，以相对的两个滚柱3为例进行说明，由于滚柱3的外侧壁始终与第一弧形槽11及第二弧形槽21贴合，则两个滚柱3沿主轴4窜动的方向均被挤压至第一弧形槽11的一端，此时滚柱3的轴线与轴承外衬套1的轴线呈预设夹角，从而通过滚柱3的移动实现对主轴4的窜动进行补偿，使得轴承内衬套2与轴承外衬套1之间保持均匀受力，以避免轴承内衬套2与轴承外衬套1的异常磨损；
本实施例所示的用于船舶推进轴系的艉轴承，通过滚柱3在第一弧形槽11与第二弧形槽21内滑动，以补偿主轴4的倾斜或窜动，使得轴承内衬套2与轴承外衬套1之间保持均匀受力，降低了轴承内衬套2与轴承外衬套1由于受力不均造成的异常磨损，提升了主轴4传动的可靠性。
在一些实施例中，如图1至图3所示，本实施例所示的用于船舶推进轴系的艉轴承还包括：轴瓦5；轴瓦5的外侧壁与轴承内衬套2的内侧壁连接，轴瓦5套设于主轴4上，主轴4与轴瓦5转动连接。
具体地，主轴4相对于轴瓦5转动，即在主轴4的转动过程中，主轴4与轴瓦5之间形成滑动摩擦，通常情况下，在主轴4转动的过程中，轴承外衬套1与轴承内衬套2保持相对静止。
在一些实施例中，如图1至图3所示，本实施例所示的用于船舶推进轴系的艉轴承还包括：水膜层；水膜层设于轴瓦5与主轴4之间。
具体的，轴瓦5的内径略大于主轴4的外径，则轴瓦5与主轴4之间形成间隙，为降低轴瓦5与主轴4之间的磨损，轴瓦5与主轴4之间通过水实现润滑，即轴瓦5与主轴4之间的水形成压力水膜，该压力水膜即为水膜层，水膜层将轴瓦5与主轴4隔离开，主轴4相当于悬浮于轴瓦5内，从而减小了主轴4与轴瓦5之间的摩擦。
在一些实施例中，如图1至图3所示，本实施例所示的滚柱3的中部的直径大于滚柱3的两端的直径。
具体地，通过将滚柱3设置成中间粗两端细的结构，使得滚柱3的外侧壁能够与第一弧形槽11及第二弧形槽21贴合，以实现在轴承内衬套2的状态发生改变时，滚柱3能够适应性地在第一弧形槽11与第二弧形槽21内滑动，进而补偿主轴4的倾斜或窜动。
在一些实施例中，如图1至图3所示，本实施例所示的第一弧形槽11的一端与第二弧形槽21的一端之间的间隙小于滚柱3的一端的直径，第一弧形槽11的另一端与第二弧形槽21的另一端之间的间隙小于滚柱3的另一端的直径。
具体地，在滚柱3滑动至第一弧形槽11的一端或另一端时，由于第一弧形槽11与第二弧形槽21之间的间隙小于滚柱3两端的直径，则滚柱3无法滑出第一弧形槽11与第二弧形槽21外，即滚柱3始终保持在第一弧形槽11与第二弧形槽21之间滑动，保证了用于船舶推进轴系的艉轴承的可靠性。
在一些实施例中，本实施例所示的第一弧形槽11的曲率、第二弧形槽21的曲率及滚柱3的外侧壁的曲率均相等。
具体地，由于第一弧形槽11的曲率、第二弧形槽21的曲率及滚柱3的外侧壁的曲率均相等，则无论滚柱3滑动至第一弧形槽11的中部还是第一弧形槽11的两端，滚柱3的外侧壁均能够分别与第一弧形槽11及第二弧形槽21贴合，从而保证轴承外衬套1与轴承内衬套2之间均匀受力，进而减少异常磨损。
在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的第一弧形槽11沿轴承外衬套1的轴线方向的宽度等于第二弧形槽21沿轴承内衬套2的轴线方向的宽度。
具体地，第一弧形槽11与第二弧形槽21的尺寸与结构均相等，相应地，滚柱3呈对称结构，则无论滚柱3滑动至第一弧形槽11的一端还是第一弧形槽11的另一端，第二弧形槽21均能够适应性地与滚柱3的外侧壁贴合，从而保证轴承外衬套1与轴承内衬套2之间均匀受力。
在一些实施例中，如图1和图3所示，本实施例所示的第一弧形槽沿轴承外衬套1的轴线方向的宽度大于滚柱3沿滚柱3的轴线方向的宽度。
具体地，第一弧形槽11与第二弧形槽21的宽度为L1，滚柱3的宽度为L2，L1大于L2，则能够补偿主轴4的窜动距离S≤L1-L2。
本发明还提供一种船舶推进系统，包括：推进器、主轴及如上所述的用于船舶推进轴系的艉轴承；推进器与主轴的一端连接，主轴的另一端用于与动力系统的输出端连接；用于船舶推进轴系的艉轴承套设于主轴上。
由于船舶推进系统采用了上述实施例所示的用于船舶推进轴系的艉轴承，该用于船舶推进轴系的艉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。
本发明还提供一种船舶，包括船体与如上所述的船舶推进系统，船舶推进系统设于船体上。
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 (10)

1.一种用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，包括：
轴承外衬套，所述轴承外衬套呈圆筒状，所述轴承外衬套的内侧壁凹设有第一弧形槽，所述第一弧形槽沿所述轴承外衬套的周向延伸；所述轴承外衬套用于与轴承座连接；
轴承内衬套，所述轴承内衬套呈圆筒状，所述轴承内衬套设于所述轴承外衬套内；所述轴承内衬套的外侧壁凹设有第二弧形槽，所述第二弧形槽沿所述轴承内衬套的周向延伸，所述第二弧形槽与所述第一弧形槽呈相对设置；所述轴承内衬套用于套设于主轴上，所述轴承内衬套的轴线与所述主轴的轴线重合；
滚柱，所述滚柱沿所述轴承外衬套的轴向方向可移动地设于所述轴承外衬套与所述轴承内衬套之间，所述滚柱的外侧壁分别与所述第一弧形槽及所述第二弧形槽贴合；所述滚柱设有多个，多个所述滚柱沿所述轴承外衬套的周向排布；
在所述滚柱位于所述第一弧形槽的中部的情况下，所述滚柱的轴线与所述轴承外衬套的轴线平行；在所述滚柱位于所述第一弧形槽的两端的情况下，所述滚柱的轴线与所述轴承外衬套的轴线呈预设夹角。
2.根据权利要求1所述的用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，
所述用于船舶推进轴系的艉轴承还包括：轴瓦；
所述轴瓦的外侧壁与所述轴承内衬套的内侧壁连接，所述轴瓦套设于所述主轴上，所述主轴与所述轴瓦转动连接。
3.根据权利要求2所述的用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，
所述用于船舶推进轴系的艉轴承还包括：水膜层；
所述水膜层设于所述轴瓦与所述主轴之间。
4.根据权利要求1所述的用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，
所述滚柱的中部的直径大于所述滚柱的两端的直径。
5.根据权利要求4所述的用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，
所述第一弧形槽的一端与所述第二弧形槽的一端之间的间隙小于所述滚柱的一端的直径，所述第一弧形槽的另一端与所述第二弧形槽的另一端之间的间隙小于所述滚柱的另一端的直径。
6.根据权利要求1所述的用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，
所述第一弧形槽的曲率、所述第二弧形槽的曲率及所述滚柱的外侧壁的曲率均相等。
7.根据权利要求1所述的用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，
所述第一弧形槽沿所述轴承外衬套的轴线方向的宽度等于所述第二弧形槽沿所述轴承内衬套的轴线方向的宽度。
8.根据权利要求7所述的用于船舶推进轴系的艉轴承，其特征在于，
所述第一弧形槽沿所述轴承外衬套轴线方向的宽度大于所述滚柱沿所述滚柱的轴线方向的宽度。
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任一项所述的用于船舶推进轴系的艉轴承；
所述推进器与所述主轴的一端连接，所述主轴的另一端用于与动力系统的输出端连接；所述用于船舶推进轴系的艉轴承套设于所述主轴上。
10.一种船舶，其特征在于，包括：船体与如权利要求9所述的船舶推进系统；所述船舶推进系统设于所述船体上。
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