啮合型船舶减振装置的制作方法

本发明属于船舶轴系减振领域，涉及一种啮合型船舶减振装置。

背景技术：

船舶轴系是船只航行和水上作业的重要组成部分之一。轴系振动的大小，将直接影响船舶的推进性能和正常航行，并对船舶主机的正常运转也有很大影响。如果轴系减振设计不能够有效缓解轴系运转所产生的振动，那将会引起整个机体的振动、传动系统的损坏、轴承磨损过度、甚至会导致轴件折断。

船舶推进轴系在运转的情况下，轴系连接的螺旋桨受到水的阻力以及船体自身航行时产生的变形等多种因素的影响下，不可避免的产生振动。常见的振动分为三种：扭转振动、横纵向振动和回旋振动。其中横纵向振动对船体影响最大，也是最易实现有效控制的振动。

横纵向振动是由于推进器在不规则的尾流体中工作，受到不同方向的不均匀的推力以及主机内装置产生的不均匀轴力，因此轴系会产生周期性的不间断的拉压和变形现象。

横纵向振动主要会产生以下的危害：

1螺旋桨轴锥形的打断会产生大于轴系能接受的弯曲应力，该应力会随着螺旋桨轴端螺帽松动、桨在锥部反复振跳而加剧。当船舶在海洋中航行，海水腐蚀会引起钢的弯曲疲劳极限急剧下降，桨轴锥形打断会出现裂痕甚至折损等大型疲劳事故。

2船体特别是尾部的结构的局部振动，支承轴承的振动记忆支座松动。

3尾管轴承早期磨损过热，后轴承尾端有槌击状损坏，并导致轴承腐蚀，尾管密封装置泄露，达不到产品使用周期要求。

主动的船舶轴系减振装置能够应对多种情况，并且不孤立存在，具有多种方式组合来减振。但是，主动减振通常造价昂贵，不易维护，且需要外加能源。相比于主动减振的装置，被动减振装置，具有实际性，稳定性等特点，且造价便宜，能够减少维修次数，大大节省的材料成本和人力。因此被动减振装置，在较大的船舶轴系减振中具有重大意义。

啮合结构轴系减振装置是船舶轴系减振中的创新结构，其自身结构能够减少较多的扭转振动、横纵向振动。其啮合的结构互补能够减少元器件与轴系的刚性冲突，减少了元器件的损坏，减少了更换次数。从而，能够更好的保护轴系，延长轴系使用时间。

啮合结构减振元器件具有结构简单，材料可持续，调节范围广，适应性强，复位速度快，响应速度快等优良特点，能够在货轮，舰船，游轮，游艇等大小型船舶中广泛使用。

因此，针对船舶轴系减振中存在的问题，如结构单一，稳定性差，材料消耗大，适应性不强等等，本发明引入了啮合结构船舶轴系减振元器件，来实行有效的被动减振。

技术实现要素：

1、所要解决的技术问题：

船舶推进轴系在运转的情况下，轴系连接的螺旋桨受到水的阻力以及船体自身航行时产生的变形等多种因素的影响下，不可避免的产生振动。现有船舶轴系减振中存在的问题，如结构单一，稳定性差，材料消耗大，适应性不强。

2、技术方案：

为了解决以上问题，本发明提供了一种啮合型船舶减振装置，包括多个啮合减振元器件，多个所述的啮合减振元器件均匀的分布在轴和包装套筒之间，每个所述的啮合减振元器件包括刚性固定架、x型缓冲耦合支架和啮合减振结构，所述的啮合减振结构有两个，每个啮合减振结构包括啮合齿条、啮合齿轮和弹性支架，所述啮合齿轮以轴心链接的方式固定在弹性支架上，啮合齿条与啮合齿轮均匀啮合，两个所述的啮合齿条的顶端和包装套筒内壁结合，且两个所述啮合齿条的顶端通过钢架连接，所述的两个啮合减振结构相对于所述x型缓冲耦合支架的中心线对称，所述的x型缓冲耦合支架设置在两个啮合齿轮之间，每个所述的啮合齿轮上设置有一个刚性固定架，所述的刚性固定架包括竖直杆和连接竖直杆上端的横杆，所述的横杆和竖直杆连接处设置在所述啮合齿轮上，所述竖直杆的底端和轴的管壁接触，所述的x型缓冲耦合支架包括缓冲弹性垫、角度转轴，x型传动杆和底部，所述底部和所述管壁接触，所述转轴与x型传动杆的杆的上端连接，所述的弹簧一端和x型传动杆的杆的底端连接，另一端和所述弹性支架连接。

所述x型传动杆的交叉的杆的同侧各设有一橡胶撑垫，所述的橡胶撑垫的上下两端各和一根杆连接。

所述的角度转轴的转动角度范围在0°70°。

所述的弹性支架为纺锤型。

所述的底部上设有橡胶垫。

所述的啮合减振元器件为6个。

3、有益效果：

本发明提供的啮合型船舶减振装置是船舶轴系减振中的创新结构，其自身结构能够减少较多的扭转振动、横纵向振动。其啮合的结构互补能够减少元器件与轴系的刚性冲突，减少了元器件的损坏，减少了更换次数。从而，能够更好的保护轴系，延长轴系使用时间。

附图说明

图1为啮合减振元器件在沿轴系方向的布局截面图。

图2为啮合减振元器件在沿轴方向的截面图。

图3为x型缓冲耦合支架在沿轴方向的截面图。

图4为啮合减振结构在沿轴方向的截面图。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种啮合型船舶减振装置，包括多个啮合减振元器件2，多个所述的啮合减振元器件2均匀的分布在轴和包装套筒之间。

如图2所示，每个所述的啮合减振元器件2包括刚性固定架3、x型缓冲耦合支架4和啮合减振结构5。

如图4所示，所述的啮合减振结构5有两个，每个啮合减振结构5包括啮合齿条5-1、啮合齿轮5-2和弹性支架5-3，所述啮合齿轮5-2以轴心链接的方式固定在弹性支架5-3上，啮合齿条5-1与啮合齿轮5-2均匀啮合，两个所述的啮合齿条5-1的顶端和包装套筒内壁结合，且两个所述啮合齿条5-1的顶端通过钢架连接。

当部件发生纵向位移，同时带动啮合齿轮5-2运动，与啮合齿条5-1镶嵌，从而通过传动摩擦减振。纺锤型弹性支架5-3能够在啮合齿轮5-2与啮合齿条5-1刚性连接时进行压缩，减少元器件所受的刚性冲击，保证元器件的寿命。当振动消失，啮合齿轮5-2运动同样会与啮合齿条5-1镶嵌，从而回到原来位置。

如图2所示，所述的两个啮合减振结构4相对于所述x型缓冲耦合支架4的中心线对称，所述的x型缓冲耦合支架4设置在两个啮合齿轮5-1之间，每个所述的啮合齿轮5-2上设置有一个刚性固定架3，所述的刚性固定架3包括竖直杆3-1和连接竖直杆3-1上端的横杆3-2，所述的横杆3-2和竖直杆3-1连接处设置在所述啮合齿轮5-2上，所述竖直杆3-1的底端和轴的管壁1接触，所述的x型缓冲耦合支架4包括缓冲弹性垫4-1、角度转轴4-2，x型传动杆4-3和底部6，所述底部6和所述管壁1接触，所述转轴4-2与x型传动杆4-3的杆的上端连接，所述的弹簧4-2一端和x型传动杆4-3的杆的底端连接，另一端和所述弹性支架5-3连接。

所述刚性固定架3能够固定整个元器件，保证在轴系高强度振动下能够保持稳定工作。

所述x型缓冲耦合支架4在x型传动杆4-3接受到来自轴系产生的振动后，其底部双脚因角度转轴4-2转动横向张开或收缩，横向产生位移从而使弹簧4-5与橡胶撑垫4-4受到挤压或拉伸，将x型缓冲耦合支架4受到的振动转化为弹簧4-5与橡胶撑垫4-4的弹性势能。并将力传递到橡胶垫4-6。x型传动杆4-3产生纵向位移，由缓冲弹性垫4-1将位移转到上部构件。所述啮合减振结构5因所述x型缓冲耦合支架4运动，啮合齿轮5-2运动，在运动的过程中与啮合齿条5-1啮合，从而带动部件运动，在啮合过程中，通过摩擦力减少振动。当振动结束，宽型啮合齿轮5-2运动，在运动的过程中与特殊啮合宽齿条5-1啮合，带动5啮合减振结构回到原来位置。x型缓冲耦合支架4由于弹簧4-5与橡胶撑垫4-4的势能释放，回到原位。所述啮合减振元器件2在振动结束后能够复位，进行下一次减振。

所述的啮合减振元器件2为6个。围绕轴系管壁，阵列排列6个啮合减振元器件，从而起到在各个方向的减振。能够极大减少船舶轴系的纵摇振动，横摇振动，回转振动等等。同时6个元器件能够极大的分担来自轴系产生的振动，防止轴系啮合减振元器件受到过大的来自轴系的振动，减少了元器件的材料损坏，减少了维修次数。

本发明啮合减振元器件2的工作原理：由轴系产生振动，振动传输到x型缓冲耦合支架4和啮合减振结构5，通过将振动产生的能量转换为弹性势能和摩擦力做功，从而起到减振效果，并且由于结构设计，在振动结束后能够通过势能转换，元件复位。本发明提供的啮合减振元器件2开创了齿轮摩擦减振的方法并且设计了x型缓冲耦合支架，具有可循环效果，减少了能源的损失。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。