[发明专利]一种可重构的大尺寸水润滑轴承

说明书

本发明属于船舶工程技术领域，提供了一种可重构的大尺寸水润滑轴承，包括至少一个轴承单元，轴承单元包括衬套和内衬板条，衬套的内壁开设有多个沿周向分布的滑槽，滑槽沿衬套轴向延伸，内衬板条可拆卸地安装在滑槽中，内衬板条包括至少一个橡胶合金板条和至少一个复合材料板条；当轴承单元为多个时，多个轴承单元可沿轴向进行可重构拼接。本发明通过在周向与轴向有机布置不同属性材料的内衬板条实现刚柔复合承载，使得大尺寸水润滑轴承从启动到额定转速的整个服役工况区间综合性能达到最优。当内衬板条由于过度磨损而失效时，无需对沿轴向的整根板条进行更换，只需更换水润滑轴承单元内的失效板条，因此节约了水润滑衬层材料，降低了维修成本。

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，具体涉及一种可重构的大尺寸水润滑轴承。

背景技术

水润滑轴承利用工程复合材料替代贵重金属作为摩擦副材料，用自然水替代矿物油作为润滑介质，具有结构简单、节约贵重金属、无污染等优点，已广泛应用于舰船、潜艇、水下探测机器人、无轴轮缘推进器等水下高端装备，也用于汽轮机、空气压缩机、水泵、中央空调冷却塔、洗衣机等工程装备中。然而，随着高端装备制造业以及战略性新兴产业日趋发展的重大需求，船舶推进系统中应用的大尺寸水润滑轴承(直径大于1m，长度超过4m)面临着超重载启动(线速度范围0-100m/s，最大承载可达到480吨左右)、非线性冲击、高功率密度等越来越苛刻的服役工况条件，致使水润滑轴承出现磨损严重、可靠性差、使用寿命有限以及摩擦噪声大等严重问题。同时，难以克服高端装备传动系统中存在的高精度与高可靠、高承载与低摩擦的共性矛盾。

传统的大尺寸一体成形水润滑轴承，由于在模压硫化时温度与压力不均产生各种质量问题，如橡胶致密度差、易产生气泡、黄铜外壳不能重复利用等，一定程度上制约了其在大功率船舶推进系统中的应用。

现有的板条式水润滑轴承虽然在一定程度上缓解了上述问题，却仍然面临着适应工况单一、使用寿命有限以及维修成本高等难题，具体如下：

1、现有的大尺寸板条式水润滑轴承的摩擦副材料通常由橡胶合金、赛龙、陶瓷等单种材料制成，不能充分发挥软质、硬质水润滑材料各自的性能优势。在大功率船舶推进系统中，对动态服役环境(如重载启停、变转速、泥沙水域)的适应性较差,难以兼顾高比压、低噪声、抗偏磨、缓冲吸振等性能要求。

2、现有的大尺寸板条式水润滑轴承更换维修时，需拆卸整根板条，而螺旋桨悬臂效应使得水润滑轴承磨损失效通常发生在板条一侧，不均匀磨损失效时更换整根板条无疑对水润滑衬层材料造成浪费，增加了维修成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可重构和可实现刚柔复合承载的大尺寸水润滑轴承，使其可以适应不同工况下的动态服役环境，并且具有更高的使用寿命和更低的维修成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种可重构的大尺寸水润滑轴承，包括至少一个轴承单元，所述轴承单元包括衬套和内衬板条，所述衬套的内壁开设有多个沿周向分布的滑槽，所述滑槽沿所述衬套的轴向延伸，所述内衬板条可拆卸地安装在所述滑槽中，所述内衬板条包括至少一个橡胶合金板条和至少一个复合材料板条；

当所述轴承单元为多个时，多个所述轴承单元可沿轴向进行可重构化连接。

进一步地，所述内衬板条包括至少一个橡胶合金板条和至少三个材质不同的复合材料板条。

进一步地，所述轴承单元的数量大于等于三个，所述轴承单元根据位置的不同分为第一轴承单元、第二轴承单元和第三轴承单元；

所述第一轴承单元位于靠近桨叶的一端的端部，在所述第一轴承单元内，所述衬套的下部设置有所述橡胶合金板条；

所述第二轴承单元位于远离桨叶的一端的端部，在所述第二轴承单元内，所述衬套的上部设置有所述复合材料板条；