CN115180108A - 用于船舶的推进系统及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶推进系统技术领域，提供一种用于船舶的推进系统及船舶，所述用于船舶的推进系统包括：旋转驱动机构、主动磁环组件、从动磁环组件、主轴、磁力推力轴承组件及磁力支承轴承组件；旋转驱动机构与主动磁环组件设于船体内，从动磁环组件、主轴、磁力推力轴承组件及磁力支承轴承组件设于船体外；主轴的第一端用于与推进器连接，从动磁环组件套设于主轴的第二端；主动磁环组件套设于从动磁环组件上，主动磁环组件与旋转驱动机构连接；磁力推力轴承组件分别与主轴及船体连接，磁力支承轴承组件套设于主轴上并与船体连接；本发明通过磁力这种非接触式的方式传递转矩与推力，以及支承主轴，提升了抗振性能与稳定性。

Description

用于船舶的推进系统及船舶

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的推进系统及船舶。

背景技术

在船舶的潜深增加时，相应地，海水的压力会增大，船舶上的推进系统需要承受较大的压力，此外，静水压力也会增大，使得推进系统除了要传递推力外，还要传递静水推力，由此对推进系统的力学性能的设计要求较高。

现有的推进系统为了满足良好的力学性能，通常结构较为复杂，传动的稳定性较差。

发明内容

本发明提供一种用于船舶的推进系统及船舶，用以解决或改善现有船舶上的推进系统存在难以在较大水下压力的工况下稳定工作的问题。

本发明提供一种用于船舶的推进系统，包括：旋转驱动机构、主动磁环组件、从动磁环组件、主轴、磁力推力轴承组件及磁力支承轴承组件；所述旋转驱动机构与所述主动磁环组件设于船体内，所述从动磁环组件、所述主轴、所述磁力推力轴承组件及所述磁力支承轴承组件设于所述船体外；所述主轴的第一端用于与推进器连接，所述从动磁环组件套设于所述主轴的第二端；所述主动磁环组件套设于所述从动磁环组件上，所述主动磁环组件与所述旋转驱动机构连接；所述磁力推力轴承组件分别与所述主轴及所述船体连接，所述磁力支承轴承组件套设于所述主轴上并与所述船体连接。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述用于船舶的推进系统还包括：隔离套；所述隔离套呈圆筒状，所述隔离套的敞口端用于与船体上的通孔密封连接，所述主轴的第二端由所述敞口端伸入所述隔离套内；所述主动磁环组件套设于所述隔离套上。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述磁力支承轴承组件包括：艉轴承与艏轴承；所述艉轴承与所述艏轴承均设于所述隔离套内；所述艉轴承靠近所述主轴的第一端设置，所述艉轴承的内径大于所述主轴的外径，所述艉轴承与所述船体可拆卸式连接，所述艉轴承用于与所述主轴之间产生磁性吸力；所述艏轴承靠近所述主轴的第二端设置，所述艏轴承的内径大于所述主轴的外径，所述艏轴承与所述隔离套的内侧壁可拆卸式连接，所述艏轴承用于与所述主轴之间产生磁性吸力。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述磁力推力轴承组件包括：第一定子磁盘、第二定子磁盘、第一转子磁盘及第二转子磁盘；所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘沿所述隔离套的轴向间隔设于所述隔离套内，所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘分别与所述隔离套的内侧壁连接；所述第一转子磁盘与所述第二转子磁盘均设于所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘之间，所述第一转子磁盘与所述第二转子磁盘分别与所述主轴连接；所述第一定子磁盘与所述第一转子磁盘呈相对设置，所述第一定子磁盘的磁性与所述第一转子磁盘的磁性相反；所述第二定子磁盘与所述第二转子磁盘呈相对设置，所述第二定子磁盘的磁性与所述第二转子磁盘的磁性相反。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述用于船舶的推进系统还包括：传力座；所述传力座与所述主轴连接，所述传力座的凸出部设于所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘之间，所述凸出部沿所述主轴的轴向具有相背离的第一端面与第二端面，所述第一端面与所述第一转子磁盘连接，所述第二端面与所述第二转子磁盘连接。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述从动磁环组件与所述传力座连接。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述用于船舶的推进系统还包括：防沙装置；所述防沙装置靠近所述隔离套的敞口端设置，所述防沙装置的一端与所述船体连接，所述防沙装置的另一端与所述主轴的外侧壁连接；所述防沙装置用于将泥沙隔离于所述隔离套外。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述用于船舶的推进系统还包括：磁环支座；所述磁环支座设于船体内，所述磁环支座呈圆筒状，所述磁环支座套设于所述隔离套上，所述磁环支座的一端与所述主动磁环组件连接，所述磁环支座的另一端与所述旋转驱动机构可拆卸式连接。

根据本发明提供的一种用于船舶的推进系统，所述主动磁环组件包括：多个第一磁性单元；多个所述第一磁性单元沿所述主动磁环组件的周向排布，相邻两个所述第一磁性单元的磁性相反；所述从动磁环组件包括：多个第二磁性单元；多个所述第二磁性单元沿所述从动磁环组件的周向排布，相邻两个所述第二磁性单元的磁性相反。

本发明还提供一种船舶，包括：船体及如上所述的用于船舶的推进系统。

本发明提供的用于船舶的推进系统及船舶，通过磁力这种非接触式的方式传递转矩与推力，以及支承主轴，在水下压力较大时，主轴易出现偏移或倾斜，这种非接触的方式为主轴的偏移或倾斜留有余量，从而能够适应性地补偿主轴的偏移或倾斜，相较于传统的刚性连接，主轴的传动较为稳定，整个推进系统的振动噪声较小；该推进系统在工作过程中，旋转驱动机构带动主动磁环组件转动，主动磁环组件与从动磁环组件之间的磁力带动主轴转动，进而带动推进器转动，以实现非接触式的方式传递转矩；由推进器产生的推力沿主轴的轴向传递至磁力推力轴承组件，推力通过磁力推力轴承组件的磁力传递至船体，从而推动船舶的航行，以实现非接触式的方式传递推力；与此同时，磁力支承轴承组件通过磁力使得主轴悬浮，从而通过磁力对主轴进行径向支承，减小了主轴转动的摩擦力，以实现非接触的方式支承主轴；在潜深增大或出现振动时，这种非接触的方式能够满足主轴的适应性偏移或倾斜，提升了主轴传动的稳定性，相较于传统的刚性连接，这种非接触式的方式能够避免主轴由于应力集中造成的损坏，还能降低振动噪声；同时，将主轴设置在船体外，由船体内的旋转驱动机构通过磁力带动主轴转动，相较于传统的推进系统，无需在船体上设置穿舱件及密封件，提升了船体的密封性能，进而在保证推进系统稳定工作的同时简化了结构。

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的推进系统的结构示意图；

图2是本发明提供的主动磁环组件与从动磁环组件的结构示意图；

附图标记：

1：旋转驱动机构；2：主动磁环组件；21：第一磁性单元；3：从动磁环组件；31：第二磁性单元；4：主轴；5：磁力推力轴承组件；51：第一定子磁盘；52：第二定子磁盘；53：第一转子磁盘；54：第二转子磁盘；6：磁力支承轴承组件；61：艉轴承；611：艉轴承座；62：艏轴承；621：艏轴承座；7：船体；8：推进器；9：隔离套；10：传力座；11：防沙装置；12：磁环支座。

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2描述本发明提供的一种用于船舶的推进系统及船舶。

如图1所示，本实施例所示的用于船舶的推进系统包括：旋转驱动机构1、主动磁环组件2、从动磁环组件3、主轴4、磁力推力轴承组件5及磁力支承轴承组件6。

旋转驱动机构1与主动磁环组件2设于船体7内，从动磁环组件3、主轴4、磁力推力轴承组件5及磁力支承轴承组件6设于船体7外；主轴4的第一端用于与推进器8连接，从动磁环组件3套设于主轴4的第二端；主动磁环组件2套设于从动磁环组件3上，主动磁环组件2与旋转驱动机构1连接；磁力推力轴承组件5分别与主轴4及船体7连接，磁力支承轴承组件6套设于主轴4上并与船体7连接。

具体地，本实施例所示的用于船舶的推进系统，通过磁力这种非接触式的方式传递转矩与推力，以及支承主轴4，在水下压力较大时，主轴4易出现偏移或倾斜，这种非接触的方式为主轴4的偏移或倾斜留有余量，从而能够适应性地补偿主轴4的偏移或倾斜，相较于传统的刚性连接，主轴4的传动较为稳定，整个推进系统的振动噪声较小；该推进系统在工作过程中，旋转驱动机构1带动主动磁环组件2转动，主动磁环组件2与从动磁环组件3之间的磁力带动主轴4转动，进而带动推进器8转动，以实现非接触式的方式传递转矩；由推进器8产生的推力沿主轴4的轴向传递至磁力推力轴承组件5，推力通过磁力推力轴承组件5的磁力传递至船体7，从而推动船舶的航行，以实现非接触式的方式传递推力；与此同时，磁力支承轴承组件6通过磁力使得主轴4悬浮，从而通过磁力对主轴4进行径向支承，减小了主轴4转动的摩擦力，以实现非接触的方式支承主轴4；在潜深增大或出现振动时，这种非接触的方式能够满足主轴4的适应性偏移或倾斜，提升了主轴4传动的稳定性，相较于传统的刚性连接，这种非接触式的方式能够避免主轴4由于应力集中造成的损坏，还能降低振动噪声；同时，将主轴4设置在船体外，由船体7内的旋转驱动机构1通过磁力带动主轴4转动，相较于传统的推进系统，无需在船体7上设置穿舱件及密封件，提升了船体的密封性能，进而在保证推进系统稳定工作的同时简化了结构。

需要说明的是，本实施例所示的旋转驱动机构1优选推进电机，推进器8优选螺旋桨。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的用于船舶的推进系统还包括：隔离套9；隔离套9呈圆筒状，隔离套9的敞口端用于与船体7上的通孔密封连接，主轴4的第二端由敞口端伸入隔离套9内；主动磁环组件2套设于隔离套9上。

具体地，隔离套9呈半封闭状，主轴4的第二端伸入隔离套9内，而旋转驱动机构1设于隔离套9背离主轴4的一侧，隔离套9能够将主轴4与旋转驱动机构1隔离开，由主动磁环组件2和从动磁环组件3之间的磁力实现转矩的非接触式传递，保证了船体7的密封性能。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的磁力支承轴承组件6包括：艉轴承61与艏轴承62；艉轴承61与艏轴承62均设于隔离套9内；艉轴承61靠近主轴4的第一端设置，艉轴承61的内径大于主轴4的外径，艉轴承61与船体7可拆卸式连接，艉轴承61用于与主轴4之间产生磁性吸力；艏轴承62靠近主轴4的第二端设置，艏轴承62的内径大于主轴4的直径，艏轴承62与隔离套9的内侧壁可拆卸式连接，艏轴承62用于与主轴4之间产生磁性吸力。

具体地，艉轴承61与艏轴承62优选永磁体，通过将艉轴承61与艏轴承62套设在主轴上，则艉轴承61与艏轴承62对主轴产生的磁力能够使得主轴4悬浮，从而避免主轴4与艉轴承61及艏轴承62的接触摩擦，同时，由艉轴承61产生的磁力与艏轴承62产生的磁力分别作用于主轴4的两端，以使得主轴4呈两点支承的状态，提升了主轴4的稳定性。

其中，艉轴承61通过艉轴承座611与船体7连接，艏轴承62通过艏轴承座621与隔离套9连接。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的磁力推力轴承组件5包括：第一定子磁盘51、第二定子磁盘52、第一转子磁盘53及第二转子磁盘54；第一定子磁盘51与第二定子磁盘52沿隔离套9的轴向间隔设于隔离套9内，第一定子磁盘51与第二定子磁盘52分别与隔离套9的内侧壁连接；第一转子磁盘53与第二转子磁盘54均设于第一定子磁盘51与第二定子磁盘52之间，第一转子磁盘53与第二转子磁盘54分别与主轴4连接；第一定子磁盘51与第一转子磁盘53呈相对设置，第一定子磁盘51的磁性与第一转子磁盘53的磁性相反；第二定子磁盘52与第二转子磁盘54呈相对设置，第二定子磁盘52的磁性与第二转子磁盘54的磁性相反。

具体地，由于第一定子磁盘51的磁性与第一转子磁盘53的磁性相反，从而产生第一斥力，使得第一定子磁盘51与第一转子磁盘53之间形成间隙；第二定子磁盘52的磁性与第二转子磁盘54的磁性相反，从而产生第二斥力，使得第二定子磁盘52与第二转子磁盘54之间形成间隙；在推进器8产生的推力向左时，主轴4向左移动并带动第一转子磁盘53靠近第一定子磁盘51，则第一斥力增大，由第一斥力推动第一定子磁盘51向左移动，进而推动船舶向左航行，即借助磁力这种非接触的方式传递推力，避免了第一转子磁盘53与第一定子磁盘51的接触摩擦；在推进器8产生的推力向右时，主轴4向右移动并带动第二转子磁盘54靠近第二定子磁盘52，则第二斥力增大，由第二斥力推动第二定子磁盘52向右移动，进而推动船舶向右航行，即借助磁力这种非接触的方式传递推力，避免了第二转子磁盘54与第二定子磁盘52的接触摩擦。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的用于船舶的推进系统还包括：传力座10；传力座10与主轴4连接，传力座10的凸出部设于第一定子磁盘51与第二定子磁盘52之间，凸出部沿主轴4的轴向具有相背离的第一端面与第二端面，第一端面与第一转子磁盘53连接，第二端面与第二转子磁盘54连接。

具体地，第一转子磁盘53与第二转子磁盘54通过传力座10与主轴4连接，从而保证了第一转子磁盘53与第二转子磁盘54的稳定性，同时，第一定子磁盘51、第一转子磁盘53、第二转子磁盘54及第二定子磁盘52均沿主轴4的轴向排布，相应地，第一斥力与第二斥力的方向均与主轴4的轴向平行，由此，推力在通过第一斥力或第二斥力传递时，能够避免主轴4由于受力不均导致的倾斜，进而保证了主轴4传动的稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的从动磁环组件3与传力座10连接。

具体地，从动磁环组件3通过传力座10与主轴4连接，从而保证了从动磁环组件3的稳定性，使得旋转驱动机构1的转矩能够通过主动磁环组件2与从动磁环组件3稳定传递至主轴4，进而保证了动力的稳定输出。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的用于船舶的推进系统还包括：防沙装置11；防沙装置11靠近隔离套9的敞口端设置，防沙装置11的一端与船体7连接，防沙装置11的另一端与主轴4的外侧壁连接；防沙装置11用于将泥沙隔离于隔离套9外。

具体地，船体7外的水能够通过隔离套9的敞口端进入隔离套9内，从而对隔离套9内的主轴、磁力推力轴承组件5及磁力支承轴承组件6起到降温润滑的作用，通过设置防沙装置11，以避免水中的泥沙进入隔离套9内对各部件造成的磨损，提升了各部件工作的稳定性。

在一些实施例中，本实施例所示的用于船舶的推进系统还包括：磁环支座12；磁环支座12设于船体7内，磁环支座12呈圆筒状，磁环支座12套设于隔离套9上，磁环支座12的一端与主动磁环组件2连接，磁环支座12的另一端与旋转驱动机构1可拆卸式连接。

具体地，主动磁环组件2通过磁环支座12与旋转驱动机构1连接，从而保证了主动磁环组件2的稳定性，使得旋转驱动机构1的转矩能够通过主动磁环组件2与从动磁环组件3稳定传递至主轴4，进而保证了动力的稳定输出。

在一些实施例中，如图2所示，本实施例所示的主动磁环组件2包括：多个第一磁性单元21；多个第一磁性单元21沿主动磁环组件2的周向排布，相邻两个第一磁性单元21的磁性相反；从动磁环组件3包括：多个第二磁性单元31；多个第二磁性单元31沿从动磁环组件3的周向排布，相邻两个第二磁性单元31的磁性相反。

具体地，多个第一磁性单元21的磁性呈N和S交替布置，多个第二磁性单元31的磁性呈N和S交替布置，由此，主动磁环组件2在相对从动磁环组件3转动时，第一磁性单元21对转动方向前侧的第二磁性单元31产生斥力，第一磁性单元21对转动方向后侧的第二磁性单元31产生吸力，从而带动从动磁环组件3同步转动，同时，这种利用磁力实现扭矩的非接触式传递的方式，在旋转驱动机构1的转速过大时，能够实现旋转驱动机构1的过载保护。

本实施例还提供一种船舶，包括船体7及如上所述的用于船舶的推进系统。

由于船舶采用了上述实施例所示的用于船舶的推进系统，该用于船舶的推进系统的具体结构参照上述实施例，由于该船舶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。

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)

1.一种用于船舶的推进系统，其特征在于，包括：旋转驱动机构、主动磁环组件、从动磁环组件、主轴、磁力推力轴承组件及磁力支承轴承组件；

所述旋转驱动机构与所述主动磁环组件设于船体内，所述从动磁环组件、所述主轴、所述磁力推力轴承组件及所述磁力支承轴承组件设于所述船体外；

所述主轴的第一端用于与推进器连接，所述从动磁环组件套设于所述主轴的第二端；所述主动磁环组件套设于所述从动磁环组件上，所述主动磁环组件与所述旋转驱动机构连接；

所述磁力推力轴承组件分别与所述主轴及所述船体连接，所述磁力支承轴承组件套设于所述主轴上并与所述船体连接。

2.根据权利要求1所述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述用于船舶的推进系统还包括：隔离套；

所述隔离套呈圆筒状，所述隔离套的敞口端用于与船体上的通孔密封连接，所述主轴的第二端由所述敞口端伸入所述隔离套内；所述主动磁环组件套设于所述隔离套上。

3.根据权利要求2述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述磁力支承轴承组件包括：艉轴承与艏轴承；

所述艉轴承与所述艏轴承均设于所述隔离套内；所述艉轴承靠近所述主轴的第一端设置，所述艉轴承的内径大于所述主轴的外径，所述艉轴承与所述船体可拆卸式连接，所述艉轴承用于与所述主轴之间产生磁性吸力；

所述艏轴承靠近所述主轴的第二端设置，所述艏轴承的内径大于所述主轴的外径，所述艏轴承与所述隔离套的内侧壁可拆卸式连接，所述艏轴承用于与所述主轴之间产生磁性吸力。

4.根据权利要求2所述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述磁力推力轴承组件包括：第一定子磁盘、第二定子磁盘、第一转子磁盘及第二转子磁盘；

所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘沿所述隔离套的轴向间隔设于所述隔离套内，所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘分别与所述隔离套的内侧壁连接；所述第一转子磁盘与所述第二转子磁盘均设于所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘之间，所述第一转子磁盘与所述第二转子磁盘分别与所述主轴连接；

所述第一定子磁盘与所述第一转子磁盘呈相对设置，所述第一定子磁盘的磁性与所述第一转子磁盘的磁性相反；所述第二定子磁盘与所述第二转子磁盘呈相对设置，所述第二定子磁盘的磁性与所述第二转子磁盘的磁性相反。

5.根据权利要求4所述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述用于船舶的推进系统还包括：传力座；

所述传力座与所述主轴连接，所述传力座的凸出部设于所述第一定子磁盘与所述第二定子磁盘之间，所述凸出部沿所述主轴的轴向具有相背离的第一端面与第二端面，所述第一端面与所述第一转子磁盘连接，所述第二端面与所述第二转子磁盘连接。

6.根据权利要求5所述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述从动磁环组件与所述传力座连接。

7.根据权利要求2所述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述用于船舶的推进系统还包括：防沙装置；

所述防沙装置靠近所述隔离套的敞口端设置，所述防沙装置的一端与所述船体连接，所述防沙装置的另一端与所述主轴的外侧壁连接；所述防沙装置用于将泥沙隔离于所述隔离套外。

8.根据权利要求2所述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述用于船舶的推进系统还包括：磁环支座；

所述磁环支座设于船体内，所述磁环支座呈圆筒状，所述磁环支座套设于所述隔离套上，所述磁环支座的一端与所述主动磁环组件连接，所述磁环支座的另一端与所述旋转驱动机构可拆卸式连接。

9.根据权利要求1所述的用于船舶的推进系统，其特征在于，

所述主动磁环组件包括：多个第一磁性单元；多个所述第一磁性单元沿所述主动磁环组件的周向排布，相邻两个所述第一磁性单元的磁性相反；

所述从动磁环组件包括：多个第二磁性单元；多个所述第二磁性单元沿所述从动磁环组件的周向排布，相邻两个所述第二磁性单元的磁性相反。

10.一种船舶，其特征在于，包括：船体及如权利要求1至9任一项所述的用于船舶的推进系统。

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