[发明专利]一种承载能力高且减振的水润滑尾轴承装置

说明书

本发明公开了一种承载能力高且减振的水润滑尾轴承装置，包括轴承内衬、轴承衬套、密封端盖和阻尼结构，所述轴承内衬与轴承轴套为同轴的筒状结构，轴承内衬的内壁与工作轴配合，轴承内衬的外壁与轴承衬套配合；轴承衬套的外壁与基座相连；所述密封端盖为环形，同轴配置在轴承衬套的端部，密封端盖的内侧壁开设有槽口，槽口与轴承衬套端面之间的密封油腔，密封油腔内注有油液；所述阻尼结构为贯穿轴承衬套两端面的间隙结构。本发明的有益效果为：在轴承衬套中增设阻尼结构，阻尼结构在激振力的作用下会产生有节奏的拉伸变形，油液在间隙中沿轴向吸入和排出产生活塞效应，产生较大阻尼从而形成能量耗散，达到减小轴系振动的目的。

技术领域

本发明涉及水润滑尾轴承技术领域，特别涉及一种承载能力高且减振的水润滑尾轴承装置。

背景技术

艉轴承是推进轴系的关键部件，用来承受螺旋桨和传动轴的重量。其中水润滑尾轴承作为将轴系振动传递到基础甚至船体的第一个环节，其减振性能对轴系振动的控制起着重要的作用。水润滑轴承工作条件恶劣，由于其界面处于混合润滑状态，容易发生局部接触摩擦和磨损，产生异常噪声和轴振动。

传统水润滑尾轴承由内衬和衬套组成，衬套采用铜或者不锈钢，内衬材料采用高分子复合材料，例如橡胶(NBR)、赛龙(Thordon)和飞龙(Feroform)等。目前针对水润滑尾轴承减振问题，优化内衬结构和材料改性是两种常见优化方法。在优化内衬结构方面，通过优化轴衬表层几何参数、水槽几何参数或设计表面结构，可以改善轴承的润滑性能，间接降低了轴系振动；内衬材料改性是在现有内衬材料基础上，通过添加少量改性元素或成分，提高轴承性能。但这些优化方法难以同时满足承载能力和减振能力的提升，主要原因在于轴承内衬层同时承担了承载和减振功能需求，但在偏载、重载等恶劣工况下，软质的内衬层会产生显著的挤压变形，内衬优化、微织构等优化方法常常被压实而大幅减弱阻尼效应，单纯优化内衬物性难以很好的调和承载和减振的矛盾。

从隔振的角度看，轴承内衬起到了隔振作用，希望从轴传递到轴承座的振动能量尽量少。根据线性隔振理论，只有当激励频率大于倍隔振系统的固有频率时，系统才具有隔振效果。因此，在激励频率不变的情况下，应尽量减小轴承内衬的固有频率。但为了提高轴承的承载能力，需要轴承具有比较大的刚度，然而高刚度又势必导致较高的固有频率。因此，高承载能力和低固有频率之间的矛盾成为舰船水润滑尾轴承减振技术发展的瓶颈之一。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种承载能力高且减振的水润滑尾轴承装置，解决现有舰船水润滑尾轴高承载能力与低固有频率相矛盾的问题。

本发明采用的技术方案为：一种承载能力高且减振的水润滑尾轴承装置，包括轴承内衬、轴承衬套、密封端盖和阻尼结构，所述轴承内衬与轴承轴套为同轴的筒状结构，轴承内衬的内壁与工作轴配合，轴承内衬的外壁与轴承衬套配合；轴承衬套的外壁与基座相连；所述密封端盖为环形，同轴配置在轴承衬套的端部，密封端盖的内侧壁开设有槽口，槽口与轴承衬套端面之间的密封油腔，密封油腔内注有油液；所述阻尼结构为贯穿轴承衬套两端面的间隙结构，间隙结构分别与两端的密封油腔连通；产生振动时过间隙结构拉伸变形，密封油腔内的油液在间隙结构中轴向吸入和排出。

按上述方案，所述间隙结构包括至少两层在轴承衬套上环形切割的间断式切缝，各圈间断式切缝的直径不同；间断式切缝的径向重合部分形成平行间隙结构，平行间隙结构的切缝形成过油通道；在平行间隙结构上开设有直径大于切缝宽度的通孔作为注油孔。

按上述方案，所述平行间隙结构包括两层环状平行切缝，平行切缝部分重合，部分错开；在两层平行切缝的重合部分增设两条短切缝，形成S型弹簧体，两条短切缝为过油通道；产生振动时S型弹簧体在激振力的作用下产生有节奏的拉伸变形，油液在各切缝内中沿轴向吸入和排出。

按上述方案，每两个对称布置S型弹簧体为一组，多组S型弹簧体沿轴承衬套端面周向均匀间隔分布。