CN221189062U - 舵桨推进装置以及破冰船 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于船用技术领域，公开了一种舵桨推进装置以及破冰船，该舵桨推进装置包括上齿轮箱、井箱、回转体结构、回转机构、下齿轮箱和螺旋桨；井箱与船体连接，上齿轮箱和回转机构均设置于井箱上部，回转体结构的一端与回转机构的回转齿圈连接，另一端连接于下齿轮箱，回转机构能驱动回转体结构旋转；下齿轮箱包括输入轴、传动连接的两个螺旋伞齿轮和桨轴，输入轴连接于上齿轮箱的输出端，两个螺旋伞齿轮分别固设于输入轴和桨轴上，螺旋桨设置于桨轴的输出端，螺旋伞齿轮和桨轴之间通过固定组件连接，固定组件能保证螺旋伞齿轮和桨轴连接可靠。该舵桨推进装置提高了自身的抗冲击性、抗冰载荷能力和使用寿命，满足冰层厚度更厚海域的航行。

Description

舵桨推进装置以及破冰船

技术领域

本实用新型涉及船用技术领域，尤其涉及一种舵桨推进装置以及破冰船。

背景技术

随着全球气候变暖和科技进步，极地探险日益成为多国关注的热点话题。其中，更加深入地探索两极的自然环境、研究极地生态系统、开展资源开发等是主要方向之一。因此，能够在极地环境航行的破冰船的发展是目前所迫切需要的，而破冰船的舵桨推进装置为该破冰船的重要结构之一。

现有的破冰船的舵桨推进装置通过在上下齿轮箱内使用高强度的主传动螺旋伞齿轮副和传动轴系以提高复杂冰载荷的承受能力，同时配备整体式不锈钢螺旋桨以提高抗冲击的能力。然而，随着破冰船的逐步发展和向两极深入探索的迫切性，破冰船的使用环境逐渐向冰层厚度更厚的海域发展，现有的破冰船中的舵桨推进装置的抗冲击性和抗冰载荷能力已经无法适应船体在冰层更厚的情况下进行航行。为了适应冰层更厚的高冰区的航行，舵桨推进装置的承载能力和抗冲击性能需提高，因此，上下齿轮内的螺旋伞齿轮和传动轴的强度均需继续提高，这就会导致螺旋伞齿轮和传动轴整体尺寸增大，两者之间的过盈连接无法保证该两者连接的稳固性，可能会造成承载能力急剧下降，容易损坏。

因此，亟需设计一种舵桨推进装置以及破冰船，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种舵桨推进装置，能够提高舵桨推进装置的抗冲击性和抗冰载荷能力，提高了该舵桨推进装置的使用寿命，满足在冰层厚度更厚的海域的航行。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

舵桨推进装置，包括上齿轮箱、井箱、回转体结构、回转机构、下齿轮箱和螺旋桨；上述井箱能连接于船体，上述上齿轮箱和上述回转机构均设置于上述井箱上部，上述回转体结构的一端连接于上述回转机构的回转齿圈，另一端连接于上述下齿轮箱，上述回转机构能驱动上述回转体结构旋转；其中，

上述下齿轮箱包括输入轴、传动连接的两个螺旋伞齿轮和桨轴，上述输入轴连接于上述齿轮箱的输出端，两个上述螺旋伞齿轮分别固设于上述输入轴和上述桨轴上，上述螺旋桨设置于上述桨轴的输出端，上述螺旋伞齿轮和上述桨轴之间通过固定组件连接，上述固定组件被配置为锁固上述螺旋伞齿轮和上述桨轴。

可选地，上述固定组件包括多个螺栓，多个上述螺栓沿上述螺旋伞齿轮的周向均匀分布，上述螺栓螺纹连接于上述螺旋伞齿轮。

可选地，上述固定组件还包括若干个连接销，上述连接销固接于上述螺旋伞齿轮和上述桨轴。

可选地，上述下齿轮箱还包括壳体，上述输入轴、两个上述螺旋伞齿轮和上述桨轴均设置于上述壳体内，上述壳体的外周设有冰刀，上述桨轴的输出端穿设于上述壳体远离上述冰刀的一侧。

可选地，上述螺旋桨为分体式螺旋桨。

可选地，上述回转机构包括：

至少四个转舵电机，设置于上述井箱上且均布于上述上齿轮箱的两侧；

减速器，连接于上述转舵电机的输出轴；

回转齿圈，设置于上述减速器的输出轴，且连接于上述回转体结构，上述回转齿圈能被上述转舵电机驱动，以带动上述回转体结构旋转。

可选地，上述转舵电机为永磁变频电机。

可选地，上述转舵电机和上述减速器之间设有过载离合器。

可选地，上述上齿轮箱和上述下齿轮箱均设有润滑油喷射结构。

本实用新型的另一个目的在于提供一种破冰船，包括船体和上述任一方案所述的舵桨推进装置，上述舵桨推进装置设置于船体上，该破冰船能够满足冰层厚度更厚的海域的航行。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种舵桨推进装置以及破冰船，在螺旋伞齿轮和桨轴之间通过过盈配合以及设置固定组件固定配合，两种固定方式共同将螺旋伞齿轮和桨轴固定连接，以加强下齿轮箱内桨轴和对应的螺旋伞齿轮之间的连接稳固性，从而提高了该下齿轮的承载能力和抗冲击性，进而提高了安装在桨轴上的螺旋桨的稳定性，使得该螺旋桨稳定运行；可以实现该舵桨推进装置对冰层厚度更厚的高冰区的破冰船的驱动和承载能力，进而提高了该舵桨推进装置的运行的稳定性和使用寿命。并且，该舵桨推进装置通过设置回转机构以实现转向，使其集推进和转向于一体，可实现该舵桨推进装置和装载该舵桨推进装置的破冰船的航行和最大角度360°的转向。

附图说明

图1是本实用新型一种具体实施方式提供的舵桨推进装置的正视图；

图2是本实用新型一种具体实施方式提供的下齿轮箱隐去壳体的局部剖视图；

图3是本实用新型一种具体实施方式提供的舵桨推进装置的俯视图。

图中：

10、上齿轮箱；20、井箱；30、回转体结构；

40、下齿轮箱；41、输入轴；42、螺旋伞齿轮；43、桨轴；441、螺栓；45、壳体；46、冰刀；

50、螺旋桨；51、桨毂；52、桨叶；

60、回转机构；70、第一润滑泵站；81、储油箱；82、第二润滑泵站；90、自动加脂单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种舵桨推进装置，该舵桨推进装置能够提高舵桨推进装置的抗冲击性和抗冰载荷能力，提高了该舵桨推进装置的使用寿命，满足冰层厚度更厚的海域的航行。

请参照图1和图2，具体而言，该舵桨推进装置包括上齿轮箱10、井箱20、回转体结构30、回转机构60、下齿轮箱40和螺旋桨50；井箱20能连接于船体，上齿轮箱10和回转机构60均设置于井箱20上部，回转体结构30的一端连接于回转机构60的回转齿圈，另一端连接于下齿轮箱40，回转机构60能驱动回转体结构30旋转；即井箱20将该舵桨推进装置分为了两部分，上齿轮箱10、井箱20和回转机构60设置于船体及其内部，下齿轮箱40和螺旋桨50位于船体的外部以驱使船体航行，且能实现该舵桨推进装置360°的旋转推进。

其中，下齿轮箱40包括输入轴41、传动连接的两个螺旋伞齿轮42和桨轴43，输入轴41连接于上齿轮箱10的输出端，两个螺旋伞齿轮42分别固设于输入轴41和桨轴43上，螺旋桨50设置于桨轴43的输出端，螺旋伞齿轮42和桨轴43之间通过固定组件连接，固定组件被配置为锁固螺旋伞齿轮42和桨轴43。这样设置可以确保螺旋伞齿轮42和桨轴43之间的连接，即避免了为了提高承载力而选用的螺旋伞齿轮42和桨轴43的直径过大时两者之间的连接不牢靠而造成的该舵桨推进装置抗冲击性降低的问题，提高了两者之间的连接的稳定性，进而提高了该下齿轮箱40的承载能力和抗冲击性。

该舵桨推进装置的螺旋伞齿轮42和桨轴43之间不仅通过过盈配合，还通过设置固定组件将两者固定连接，以加强下齿轮箱40内桨轴43和对应的螺旋伞齿轮42之间的连接稳固性，从而提高了该下齿轮的承载能力和抗冲击性，进而提高了安装在桨轴43上的螺旋桨50的稳定性，使得该螺旋桨50稳定运行；可以实现该舵桨推进装置对冰层厚度更厚的高冰区的破冰船的驱动和承载能力，进而提高了该舵桨推进装置的运行的稳定性和使用寿命。并且，该舵桨推进装置通过设置回转机构60以实现转向，使其集推进和转向于一体，可实现该舵桨推进装置和装载该舵桨推进装置的破冰船的航行和最大角度360°的转向。

需要说明的是，本申请的舵桨推进装置满足pc2级别(目前破冰船根据自身的破冰能力的强度由强到弱分成pc1到pc7的7种级别，针对pc2级别的破冰船，其破冰厚度在2.25米—3米)的破冰船的运行。

在本实施例中，该上齿轮箱10和下齿轮箱40均包括螺旋伞齿轮副和传动轴系，以实现齿轮箱对驱动力的传动。可选地，针对螺旋伞齿轮42和传动轴均选用高强度的螺旋伞齿轮42和传动轴，以适配于该能够承载冰层厚度更厚的高冰区的破冰船航行的舵桨推进装置。

为了确保高强度螺旋伞齿轮42和桨轴43的稳定连接，进一步地，请参照图1，上述固定组件包括多个螺栓441，多个螺栓441沿螺旋伞齿轮42的周向均匀分布，螺栓441螺纹连接于螺旋伞齿轮42，通过螺旋伞齿轮42和桨轴43的过盈连接以及螺栓441连接的形式，提高了两者连接的稳定性和可靠性，进而提高了该舵桨推进装置运行的稳定性和使用寿命。

进一步地，固定组件还包括若干个连接销，连接销固接于螺旋伞齿轮42和桨轴43，通过再增加连接销的方式对螺旋伞齿轮42和桨轴43进行固定，进一步提高了两者之间连接的稳定性和可靠性，确保了该舵桨推进装置运行的稳定和使用寿命长的特性。

可选地，该传动轴和桨轴43上均设有多个轴承结构，以承载对应轴的轴向力和径向力，进而确保该舵桨推进装置的稳定运行。

为了避免伸出船体的下齿轮箱40和螺旋桨50被撞击，进一步地，请参照图1和图2，该下齿轮箱40还包括壳体45，输入轴41、两个螺旋伞齿轮42和桨轴43均设置于壳体45内，壳体45的外周设有冰刀46，桨轴43的输出端穿设于壳体45远离冰刀46的一侧。通过在下齿轮箱40的壳体45外周设置冰刀46，使得该舵桨推进装置具有一定的破冰能力，且螺旋桨50设置于壳体45远离冰刀46的一侧，可以对螺旋桨50进行保护。即装载该舵桨推进装置的破冰船在破冰运行时，通过回转机构60将该下齿轮箱40的冰刀46侧旋转至前方，螺旋桨50在后方，使得冰刀46在前方破冰，以对后面的螺旋桨50进行保护。需要说明的是，本实施例中的前方和后方即为破冰船航行的方向。

可选地，该壳体45包括上壳体45和下壳体45，上壳体45的外周面和下壳体45的外周面呈角度设置，以形成尖锐的冰刀46，实现下齿轮箱40的破冰。

请参照图3，在本实施例中，上齿轮箱10和下齿轮箱40均设有润滑油系统，以实现对上齿轮箱10和下齿轮箱40的润滑。

具体而言，上齿轮箱10和下齿轮箱40均设有润滑油喷射结构，通过润滑油的压力喷射，将润滑油加压传送至上齿轮箱10和下齿轮箱40内部各个轴承和齿轮润滑点，确保对上齿轮箱10和下齿轮箱40的润滑到位，提高传递效率。需要说明的是，该舵桨推进装置的整体传递效率不低于97％。

具体地，该上齿轮箱10的润滑油系统包括第一润滑泵站70，在上齿轮箱10运行时，该第一润滑泵站70把上齿轮箱10中的润滑油通过过滤、冷却、加压传送到上齿轮箱10中各个轴承和齿轮润滑点，并循环使用，使上齿轮箱10内不积油，从而提高传递效率。

更具体地，该下齿轮箱40的润滑油系统包括第二润滑泵站82和储油箱81，在下齿轮箱40运行时，该第二润滑泵站82把下齿轮箱40中的润滑油抽到储油箱81中,通过过滤、冷却、加压传送到下齿轮箱40中各个轴承和齿轮润滑点，减少了在润滑油对下齿轮箱40润滑过程中齿轮搅油产生的损耗，提高了传递效率。

为了实现该舵桨推进装置的360°的航向的旋转，在本实施例中，该回转机构60包括减速器、回转齿圈和至少四个转舵电机，转舵电机设置于井箱20上且均布于上齿轮箱10的两侧；减速器连接于转舵电机的输出轴；回转齿圈设置于减速器的输出轴，且连接于回转体结构30。在使用时，转舵电机驱动减速器运行，从而驱动回转齿圈的运行，进而使得回转齿圈带动回转体结构30和下齿轮箱40的旋转，实现该舵桨推进装置的360°的航向的旋转。

可选地，该转舵电机为永磁变频电机，其具有高冗余的特点，满足该舵桨推进装置使用在冰层厚度较厚的高冰区的工作负载。

进一步地，该转舵电机和减速器之间设有过载离合器，由于需要满足pc2级别的高冰区的负载要高于较薄冰层厚度的冰区的负载，通过设置过载离合器可以对该舵桨推进装置运行时的过载进行保护，提高了该回转机构60的可靠性，进而提高了该舵桨推进装置的可靠性。

进一步地，该回转齿圈配备有自动加脂单元90，以对回转齿圈进行脂润滑，提高了回转体结构30和回转机构60的使用寿命。

由于处于高冰区时，螺旋桨50承受的冲击增强，为了降低损坏，便于后续维护。在本实施例中，螺旋桨50为分体式螺旋桨，使得该螺旋桨50损坏时，可以拆除损坏件进行更换，保留未损坏件，降低了维修成本，加快了维修速度。

请参照图1，具体地，该螺旋桨50包括桨毂51和多个桨叶52，桨毂51设置于桨轴43的输出端，多个桨叶52均布于桨毂51的外周并通过紧固件固定，在螺旋桨50单个桨叶52损坏时，无需更换其他桨叶52和桨毂51，降低了维修成本，加快了维修速度。

可选地，该螺旋桨50是由不锈钢制成的螺旋桨50，提高了该螺旋桨50的抗冲击性。

本实施例还提供了一种破冰船，该破冰船包括船体和上述任一方案所述的,舵桨推进装置，该舵桨推进装置设置于船体上。该破冰船包含上述任一方案所述的舵桨推进装置的效果，同时，该破冰船满足pc2级别冰层厚度在2.25米—3米航行时的复杂工况要求。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.舵桨推进装置，其特征在于，包括上齿轮箱(10)、井箱(20)、回转体结构(30)、回转机构(60)、下齿轮箱(40)和螺旋桨(50)；所述井箱(20)能连接于船体，所述上齿轮箱(10)和所述回转机构(60)均设置于所述井箱(20)上部，所述回转体结构(30)的一端连接于所述回转机构(60)的回转齿圈，另一端连接于所述下齿轮箱(40)，所述回转机构(60)能驱动所述回转体结构(30)旋转；其中，

所述下齿轮箱(40)包括输入轴(41)、传动连接的两个螺旋伞齿轮(42)和桨轴(43)，所述输入轴(41)连接于所述上齿轮箱(10)的输出端，两个所述螺旋伞齿轮(42)分别固设于所述输入轴(41)和所述桨轴(43)上，所述螺旋桨(50)设置于所述桨轴(43)的输出端，所述螺旋伞齿轮(42)和所述桨轴(43)之间通过固定组件连接，所述固定组件被配置为锁固所述螺旋伞齿轮(42)和所述桨轴(43)。

2.根据权利要求1所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述固定组件包括多个螺栓(441)，多个所述螺栓(441)沿所述螺旋伞齿轮(42)的周向均匀分布，所述螺栓(441)螺纹连接于所述螺旋伞齿轮(42)。

3.根据权利要求2所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述固定组件还包括若干个连接销，所述连接销固接于所述螺旋伞齿轮(42)和所述桨轴(43)。

4.根据权利要求1所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述下齿轮箱(40)还包括壳体(45)，所述输入轴(41)、两个所述螺旋伞齿轮(42)和所述桨轴(43)均设置于所述壳体(45)内，所述壳体(45)的外周设有冰刀(46)，所述桨轴(43)的输出端穿设于所述壳体(45)远离所述冰刀(46)的一侧。

5.根据权利要求1所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述螺旋桨(50)为分体式螺旋桨。

6.根据权利要求1所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述回转机构(60)包括：

至少四个转舵电机，设置于所述井箱(20)上且均布于所述上齿轮箱(10)的两侧；

减速器，连接于所述转舵电机的输出轴；

所述回转齿圈，设置于所述减速器的输出轴，且连接于所述回转体结构(30)，所述回转齿圈能被所述转舵电机驱动，以带动所述回转体结构(30)旋转。

7.根据权利要求6所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述转舵电机为永磁变频电机。

8.根据权利要求6所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述转舵电机和所述减速器之间设有过载离合器。

9.根据权利要求1-8任一项所述的舵桨推进装置，其特征在于，所述上齿轮箱(10)和所述下齿轮箱(40)均设有润滑油喷射结构。

10.破冰船，其特征在于，包括船体和如权利要求1-9任一项所述的舵桨推进装置，所述舵桨推进装置设置于所述船体上。