两支承轴系的船舶推进系统和船舶的制作方法

1.本发明涉及船舶推进系统技术领域，尤其涉及一种两支承轴系的船舶推进系统和船舶。


背景技术：

2.船舶推进系统是用作推进船舶移动的动力系统，在船舶推进系统中，轴系是指在推进装置中以传动轴为主的一整套设备组成的传动系统，其主要作用是将动力装置的转动传递给螺旋桨，同时将螺旋桨转动产生的推力传递给船体，推动船舶在各种工况下航行。
3.现有技术中，传统的推进轴系均采用三点或多点支承，而且部分设备布置与舷外，轴系跨度长。
4.显而易见的，现有的推进轴系占用舱内空间较大，并且轴系支承点较多，使得轴系运行时，螺旋桨振动通过轴系支承点传向船体通道多，不利于桨-轴系统减振及船舶艉部辐射噪声控制。


技术实现要素：

5.本发明提供一种两支承轴系的船舶推进系统和船舶，用以解决现有技术中轴系支承点较多的缺陷，实现桨-轴系统减振及船舶艉部辐射噪声控制，并降低轴系舱内占用空间。
6.本发明提供一种两支承轴系的船舶推进系统，包括：
7.传动轴，所述传动轴的一端连接螺旋桨，另一端连接联轴器；
8.一个艉轴承，所述艉轴承套设于所述传动轴的一侧，以支撑所述传动轴的一侧；
9.一个推力轴承，所述推力轴承套设于所述传动轴的另一侧，以支撑所述传动轴的另一侧。
10.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，所述传动轴包括艉轴和推力轴，所述艉轴的一端连接所述螺旋桨，所述艉轴的另一端与所述推力轴之间通过联轴节相连接，所述推力轴远离所述艉轴的一端与所述联轴器相连接；所述艉轴承套设于所述艉轴上，所述推力轴承套设于所述推力轴上。
11.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，所述艉轴的两端分别伸出于所述艉轴承，其中一端伸出于所述艉轴承并连接螺旋桨的重量与另一端伸出于所述艉轴承的重量相同。
12.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，所述推力轴的两端分别伸出于所述推力轴承，且两端的伸出距离相同。
13.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，还包括船艉密封装置，所述船艉密封装置套设于所述传动轴上，所述船艉密封装置连接于所述艉轴承；所述船艉密封装置具有海水入口和海水出口，所述海水出口连通于所述艉轴承的气隙。
14.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，所述艉轴承为磁力艉轴承，
所述艉轴承包括第一定子和第一转子，所述第一转子固定于所述传动轴的一侧外周，所述第一定子用于固定于船体内，所述第一定子围设于所述第一转子，且所述第一定子和所述第一转子之间具有气隙，所述第一定子的顶部磁吸作用于所述第一转子。
15.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，所述第一定子具有环绕所述第一转子的第一磁环和轴瓦，所述第一磁环位于所述第一转子的上方，所述第一转子为铁磁性材料。
16.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，所述推力轴承为磁力推力轴承，所述推力轴承包括第二定子和第二转子，所述第二转子固定于所述传动轴另一侧的外周，所述第二定子用于固定于船体内，所述第二定子围设于所述第二转子，且所述第二定子和所述第二转子之间具有气隙，所述第二定子与所述第二转子相互耦合。
17.根据本发明提供的一种两支承轴系的船舶推进系统，所述第二定子具有多个沿所述传动轴的轴线方向布置的第二磁环，多个所述第二磁环的磁极沿所述传动轴的轴线方向交错排列布置，所述第二转子具有多个沿所述传动轴的轴线方向布置的第三磁环，多个所述第三磁环的磁极沿所述传动轴的轴线方向交错排列布置，且所述第二转子上每一所述第三磁环与对应的所述第二定子上每一所述第二磁环的磁极相反，以实现所述第二定子与所述第二转子相互耦合。
18.本发明还提供一种船舶，包括船体、艉轴承基座、推力轴承基座、动力装置以及如上述任一种所述的两支承轴系的船舶推进系统；
19.所述艉轴承与所述推力轴承均位于所述船体内，所述艉轴承的一端连接于所述船体的船艉，所述艉轴承基座设于所述船体内，并连接于所述艉轴承的侧壁，所述推力轴承基座设于所述船体内，并连接于所述推力轴承的侧壁；所述螺旋桨位于所述船体外，所述联轴器的主动端连接于所述动力装置的输出轴法兰。
20.本发明提供的两支承轴系的船舶推进系统和船舶，在该船舶推进系统的轴系中，仅设置一个艉轴承和一个推力轴承进行支承，仅设置两个支承点，系统配置简单，轴系的跨度小，占用船体内的空间小、重量轻，可灵活布置与不同的船型中，并且，由于支承点的减少，螺旋将或动力装置激励通过轴系向船体的传递通道大大的减少了，有利于桨-轴系统减振及船舶艉部辐射噪声控制。
附图说明
21.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，显而易见的，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。
22.图1是本发明提供的两支承轴系的船舶推进系统的结构示意图；
23.附图标记：
24.10：传动轴；
25.11：艉轴；
26.12：推力轴；
27.13：联轴节；
28.20：艉轴承；
29.30：推力轴承；
30.40：螺旋桨；
31.50：联轴器；
32.60：船体；
33.61：艉轴承基座；
34.62：推力轴承基座。
具体实施方式
35.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做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。
36.本发明给出的是船舶推进系统中的两支承轴系，仅通过两个支点对轴系进行支承，根据需要，其可运用于船舶、潜艇或其他需要推进轴系的设备中，本发明不作限制。
37.下面结合图1描述本发明的两支承轴系的船舶推进系统和船舶。
38.请结合参阅图1，本发明实施例中，两支承轴系的船舶推进系统，包括：
39.传动轴10，所述传动轴10的一端连接螺旋桨40，另一端连接联轴器50；
40.一个艉轴承20，所述艉轴承20套设于所述传动轴10的一侧，以支撑所述传动轴10的一侧；
41.一个推力轴承30，所述推力轴承30套设于所述传动轴10的另一侧，以支撑所述传动轴10的另一侧。
42.传动轴10，即推进轴系中用作传递扭矩和推力的主轴结构，其一端通过法兰连接联轴器50的从动端，另一端可通过法兰或连接键与螺旋桨40固定连接，联轴器50的主动端则与动力装置的输出端通过法兰连接，这样，动力装置的输出端即可将扭矩传递给传动轴10，进而驱动螺旋桨40的旋转。
43.艉轴承20位于船体60上靠近船艉的位置，用以支撑传动轴10的一侧，保证传动轴10稳定的径向旋转；推力轴承30则位于传递轴靠近联轴器50的一侧，用以支撑传动轴10的另一侧，同时，传动轴10的推力可作用于推力轴承30，以实现船舶的推进。
44.本实施例中，在该船舶推进系统的轴系中，仅设置一个艉轴承20和一个推力轴承30进行支承，仅设置两个支承点，系统配置简单，轴系的跨度小，占用船体60内的空间小、重量轻，可灵活布置与不同的船型中，并且，由于支承点的减少，螺旋将或动力装置激励通过轴系向船体60的传递通道大大的减少了，有利于桨-轴系统减振及船舶艉部辐射噪声控制。
45.请结合参阅图1，本发明一实施例中，所述传动轴10包括艉轴11和推力轴12，所述艉轴11的一端连接所述螺旋桨40，所述艉轴11的另一端与所述推力轴12之间通过联轴节13相连接，所述推力轴12远离所述艉轴11的一端与所述联轴器50相连接；所述艉轴承20套设于所述艉轴11上，所述推力轴承30套设于所述推力轴12上。
46.此处，将传动轴10分为两部分，即艉轴11和推力轴12，以减少单根轴的跨度，提高了整体轴系的抗弯曲刚度，并且艉轴11和推力轴12可分别通过艉轴承20和推力轴承30进行
支承，保证了扭矩和推力的稳定传递。本实施例中，推力轴12与联轴器50通过法兰结构相连接，艉轴11与联轴器50通过连接键实现连接。
47.承接上述，所述艉轴11的两端分别伸出于所述艉轴承20，其中一端伸出于所述艉轴承20并连接螺旋桨40的重量与另一端伸出于所述艉轴承20的重量相同。
48.艉轴11的一端通过连接键或法兰等结构连接螺旋桨40，此处所说的每一端的重量为艉轴11伸出于艉轴承20端部的整体重量，即其一端为艉轴11伸出部分和螺旋桨40的总重量，另一部分则为艉轴11伸出部分的重量，二者重量相同，可保证艉轴承20的稳定支承，艉轴11平稳转动，这样，即使设置上述两个支点也可保证该轴系的稳定。
49.另外，所述推力轴12的两端分别伸出于所述推力轴承30，且两端的伸出距离相同。
50.此处所说的两端伸出距离相同指的是在非运动状态下的状态，这样，可保证推力轴承30的稳定支承。结合上述的艉轴11的布置位置，使得本发明仅通过两个支撑点，即可实现轴系的稳定支撑，保证船舶的稳定推进。
51.请结合参阅图1，本发明一实施例中，该两支承轴系的船舶推进系统还包括船艉密封装置，所述船艉密封装置套设于所述传动轴10上，所述船艉密封装置连接于所述艉轴承20；所述船艉密封装置具有海水入口和海水出口，所述海水出口连通于所述艉轴承20的气隙。
52.船艉密封装置为机械动密封结构，可以防止舷外海水进入船体60内，并且，进入海水入口的海水经海水出口流入艉轴承20的气隙，可对艉轴承20进行水润滑和冷却，进一步降低了推进轴系对船体60的振动，实现了对噪声的控制。
53.请结合参阅图1，本发明一实施例中，所述艉轴承20为磁力艉轴承20，所述艉轴承20包括第一定子和第一转子，所述第一转子固定于所述传动轴10的一侧外周，所述第一定子用于固定于船体60内，所述第一定子围设于所述第一转子，且所述第一定子和所述第一转子之间具有气隙，所述第一定子的顶部磁吸作用于所述第一转子。
54.这样，通过第一定子顶部对第一转子提供向上的吸力，可消除部分轴系重量，大大降低摩擦、噪音和振动，有效提高轴承整体的性能和使用寿命。
55.具体的，所述第一定子具有环绕所述第一转子的第一磁环和轴瓦，所述第一磁环位于所述第一转子的上方，所述第一转子为铁磁性材料。
56.上述第一转子通过连接键固定在传动轴10上，也就是艉轴11上，第一磁环嵌设于第一定子朝向第一转子的内壁中，并与轴瓦围合形成圆环。由于单靠磁悬浮的作用无法对传动轴10精确定位，因此，第一磁环的磁力只是消除部分轴系重量，传动轴10底部还是支撑在下部的轴瓦上，通过磁环和下部轴瓦的联合使用，一方面可安全定位轴系稳定性，另一方面，大幅减少轴瓦的承载比压。
57.本实施例中，第一磁环环绕第一转子的布置区域小于轴瓦，第一磁环的充磁方向为辐射充磁，第一磁环的数量为多个，多个第一磁环的磁极沿传动轴10的轴线方向交错排列布置。
58.需知的是，此处的第一磁环仅布置于第一转子的上方，以保证第一转子仅受到向上的吸力来减少轴瓦的承载比压。本实施例中，可根据艉轴11的具体重量进行第一磁环的布置范围，以保证稳定轴系稳定的同时，有效降低摩擦、噪音和振动。
59.请结合参阅图1，此外，本发明的又一实施例中，所述推力轴承30为磁力推力轴承
30，所述推力轴承30包括第二定子和第二转子，所述第二转子固定于所述传动轴10另一侧的外周，所述第二定子用于固定于船体60内，所述第二定子围设于所述第二转子，且所述第二定子和所述第二转子之间具有气隙，所述第二定子与所述第二转子相互耦合。
60.由于推力轴承30是用于承受螺旋桨40产生的轴向推力和静水压力，并传递给船体60，从而推动船舶前进或后退，此处，将推力轴承30设为磁力推力轴承30，传动轴10由第二转子可通过磁力向第二定子传递推力，这样，减少了传动轴10和推力轴承30之间的刚性连接，可进一步减小噪音和振动，在推力工况变化时也不会产生冲击效应。
61.具体的，所述第二定子具有多个沿所述传动轴10的轴线方向布置的第二磁环，多个所述第二磁环的磁极沿所述传动轴10的轴线方向交错排列布置，所述第二转子具有多个沿所述传动轴10的轴线方向布置的第三磁环，多个所述第三磁环的磁极沿所述传动轴10的轴线方向交错排列布置，且所述第二转子上每一所述第三磁环与对应的所述第二定子上每一所述第二磁环的磁极相反，以实现所述第二定子与所述第二转子相互耦合。
62.上述结构中，第二转子通过连接键固定于传动轴10上，也就是前述所说的推力轴12上，多个第二磁环嵌设在第二定子朝向第二转子的内壁中，多个第三磁环嵌设在第二转子朝向第二定子的内壁中。在推力轴12处于平衡位置时，相反磁极的第二磁环和第三磁环相对布置，在受到推力时，第二转子随推力轴12的移动而移动，使得多个第三磁环与多个第二磁环错位，由于第三磁环和第二磁环的磁力耦合作用，会给定子提供相应的轴向推力，以推动船体60进行相应的移动。
63.进一步的，第二转子具有推力轴承30环形槽，定子具有推力轴承30限位环，推力轴承30限位环位于推力轴承30环形槽内，且推力轴承30限位环的两侧与推力轴承30环形槽的两侧均具有间隙，推力轴承30限位环朝向传动轴10的表面设有推力轴12瓦，推力轴12瓦环设于推力轴承30环形槽的槽底。
64.具体的，此处所说的推力轴承30环形槽的截面呈t字型槽，推力轴承30限位环的截面呈t字型状，即整个第二定子的截面呈工字型状。这样，一方面方便装配，另一方面，通过推力轴12瓦可实现推力轴12的稳定支撑，结合前述的艉轴承20结构，保证了仅通过两个支点，即可实现整个轴系的稳定支撑。本发明中，可通过辅助系统，向推力轴12瓦与推力轴承30环形槽之间提供润滑冷却用滑油，以减小推力轴承30内的摩擦，降低振动和噪声。
65.请结合参阅图1，此外，本发明还提供一种船舶，包括船体60、艉轴承基座61、推力轴承基座62、动力装置以及如上述所述的两支承轴系的船舶推进系统；
66.所述艉轴承20与所述推力轴承30均位于所述船体60内，所述艉轴承20的一端连接于所述船体60的船艉，所述艉轴承基座61设于所述船体60内，并连接于所述艉轴承20的侧壁，所述推力轴承基座62设于所述船体60内，并连接于所述推力轴承30的侧壁；所述螺旋桨40位于所述船体60外，所述联轴器50的主动端连接于所述动力装置的输出轴法兰。
67.本实施例中，艉轴承20的一端直接与船体60的船艉通过法兰结构连接，使得除螺旋桨40外的轴系的所有设备均设置在船体60内，取消了舷外设备。另外，艉轴承20和推力轴承30分别通过艉轴承基座61和推力轴承基座62固定于船体60内，具体可通过螺钉等实现连接固定，保证了稳定支撑，并且减小了船体60内占用空间，可在不同船型中进行灵活布置。这样，由于支点减少，螺旋桨40或动力装置激励经过轴系向船体60的传递通道大大减少，有利于船舶艉部桨-轴系统耦合辐射噪声控制。
68.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。