[发明专利]一种船用减振桨轴

说明书

本发明公开了一种船用减振桨轴，属于减振降噪领域。减振桨轴包括，直接与船舶主机或者齿轮箱连接的前段桨轴、第一减振机构、中段桨轴、第二减振机构、末段桨轴。本结构首先将传统的单根桨轴分离为三段，桨轴中段长度占桨轴总长的主要部分，前段桨轴与船舶主机或者齿轮箱直接相连，末段桨轴和螺旋桨或者转向变换装置连接，中段桨轴通过减振装置与另两段桨轴连接，即隔离振动源，吸收振动，抑制船舶主机和齿轮箱的振动以及螺旋桨的振动向桨轴中段传递，降低轴系振动和船体振动。减振机构中的16个减震器通过弹簧传递桨轴扭矩，通过弹簧和阻尼液共同作用，吸收振动，抑制振动向占桨轴长度主要部分的桨轴中段的传递，从而降低轴系和船体的振动响应。

技术领域

本发明涉及的是一种船用减振桨轴，属于减振降噪领域。

背景技术

早在19世纪后期，船体振动问题就开始引起人们的注意。近年来，随着航运业的发展，主机功率和转速提高，船舶吨位加大，以及肥大型船舶的出现，致使船体振动问题日益突出。随着造船技术的进步，船体结构减轻，结构刚度也随之减小，更易激起较大的船体振动。

严重振动对船舶的危害主要有以下几点：1.使船体结构或机械设备在应力过大时产生疲劳破坏，影响航行安全；2.影响船员和旅客的居住舒适性，影响船员的工作效率，危害身体健康。3.影响船上设备、仪表的正常工作，降低使用精度，缩短使用寿命。另外振动还会激发噪声。因此研究船舶振动的原因，采取有效措施进行减振十分必要。

船体作为自由漂浮在水上的空心弹性梁，在营运过程中必然会受到各种激励的作用，激起船体总振动和局部振动。船体产生振动过大的主要原因可归结为下述3个方面：1.设计时考虑不周，如船舶主尺度与主机的选择，螺旋桨与船体及附属体间隙以及与尾部线型的配合，船体结构尺寸、布置和结构的连续性等。2.建造质量的问题，如螺旋桨制造质量差，轴线对中不良，结构连续性被破坏，焊接残余应力与初挠度等。3.营运管理问题，如船体的装(压)载不当，轴系变形，主机各缸燃烧不均，机件磨损、松动，螺旋桨受损等。

由上述可知，造成船舶振动的原因极其复杂。科研人员针对造成船舶振动的几种主要原因作一些分析，提出一些减振措施：

1.船舶设计方面：已建成的船舶，如发现存在严重的振动问题，要彻底根治一般比较困难，且代价相当大。因此，在设计阶段就应进行必要的振动计算，并采取预防措施。《钢质内河船舶入级与建造规范》(2002)中专列了船体振动章节，对船长大于或等于60m客船的总体振动、局部振动及振动衡准做了明文规定；

2.主机及其减振：主机是引起船体振动的主要激励源之一，可以采取以下措施进行减振：(1)在主机机座下装设减振器，以减少主机振动向船体传递。目前国内常用的减振器主要有橡胶减振器和金属弹簧减振器2种。橡胶减振器的优点是结构简单、有较好的隔声、缓冲和减振效果；容易满足对减振器各方向刚度和强度的要求；有适量的阻尼，有利于越过共振区和衰减高频声振动；易于加工生产，成本低。缺点是易受温度和油气等侵蚀，造成性能变化，寿命较短，易老化、龟裂，需要定期检查更换。金属弹簧减振器的主要优点是：在长期使用中性能稳定，在适当保养下几乎无老化问题；对温度变化不敏感；承载能力大而柔软。缺点是阻尼小，越过共振区时振动较大；对高频声振动的隔绝性较差；(2)调整结构，减少船体结构的响应。对于机舱，不论船体采取什么样的骨架形式，主机机座与船体纵桁的连接应避免呈折线形。小船机座应尽可能延伸至机舱前后壁。为了改善主机纵桁在舱壁处的固定情况，在机舱舱壁外应逐步减少其高度，并在舱壁上设置大尺寸的扶强材，且用肘板连接；(3)采用阻尼材料和消振器。在受到强烈振动的外板、甲板、舱壁或其它结构表面上覆盖(包括喷射、涂抹或粘结等方法)减振涂层，形成阻尼。其结构形式有自由阻尼和约束阻尼2种。船上的减振涂料有水泥、沥青、泡沫塑料、橡胶以及各种合成材料、高聚甲板敷料等。除船体结构外，各种管路和机器的机体上也可覆盖涂层；