[发明专利]一种双级纵向隔振的轴系

权利要求书

1.一种双级纵向隔振的轴系，包括艉轴(4)和中间轴(10)，其特征在于：艉轴(4)的艏端和中间轴(10)的艉端通过纵向隔振器(8)固定连接，所述艉轴(4)上从艉向艏依次布置有螺旋桨(1)、艉后轴承(2)、艉轻壳体结构(3)、艉前轴承(5)、耐压体结构(6)、艉轴密封装置(7)，所述螺旋桨(1)布置于艉轴(4)最艉端，所述艉轴(4)由艉后轴承(2)和艉前轴承(5)共同支撑，所述艉后轴承(2)安装在艉轻壳体结构(3)内，所述艉前轴承(5)安装在耐压体结构(6)内，所述艉轴密封装置(7)安装在耐压体结构(6)内部最艉端；

所述中间轴(10)上从艉向艏依次布置有隔振推力轴承(9)、中间轴承(11)、弹性联轴器(12)、推进电机(13)，所述中间轴(10)由隔振推力轴承(9)和中间轴承(11)共同支撑，所述隔振推力轴承(9)位于中间轴(10)中部，所述中间轴承(11)位于中间轴(10)艏部，所述中间轴(10)最艏端通过弹性联轴器(12)连接推进电机(13)；

所述轴系从纵向隔振器(8)中部向艉至螺旋桨(1)为双级隔振系统的第一级，从纵向隔振器(8)中部向艏至弹性联轴器(12)为双级隔振系统的第二级；

所述轴系整体及各部件的设计满足双级隔振系统质量比和刚度比的控制要求，具体的：

所述双级隔振系统质量比控制要求指双级隔振系统的质量比u设计为0.5～1，且设计时保证质量比尽可能大，即：

式中：

m₁为纵向隔振器(8)内纵向隔振元件(16)向艉旋转轴段部分参振质量，含螺旋桨并包含其运转附连水；

m₂为纵向隔振器(8)内纵向隔振元件(16)向艏至弹性联轴器(12)之间旋转轴段部分参振质量，含弹性联轴器(12)从动端质量，设计中应尽可能将纵向隔振器(8)向艇艉布置，增加系统质量比；

所述双级隔振系统刚度比控制要求指双级隔振系统的刚度比v设计为1.5～2，且保证等于质量比+1，即：

式中：

k₁为纵向隔振器(8)内周向多个纵向隔振元件(16)的组合动刚度；

k₂为隔振推力轴承(9)内周向多个隔振平衡块(24)的组合动刚度。

2.根据权利要求1所述的一种双级纵向隔振的轴系，其特征在于：所述纵向隔振器(8)包括艉连接轴段(14)和艏连接轴段(18)，艉连接轴段(14)与艉轴(4)的艏端固定相连，艏连接轴段(18)与中间轴(10)的艉端固定相连，所述艉连接轴段(14)和艏连接轴段(18)的相连端面内圆相互套接，相连端面外圆通过连接紧固件组固定连接，所述艉连接轴段(14)的相连端面内圆上设有纵向限位块组，相连端面外圆上设有与连接紧固件组对应的纵向隔振元件组，所述艉连接轴段(14)与艏连接轴段(18)套接处的间隙布置有径向限位圈(15)。

3.根据权利要求2所述的一种双级纵向隔振的轴系，其特征在于：所述连接紧固件组由多个连接紧固件(19)沿轴心线周向呈环形均匀分布构成，所述纵向隔振元件组由多个纵向隔振元件(16)沿轴心线周向呈环形均匀分布构成，每个连接紧固件(19)的安装位置分别设有一个对应纵向隔振元件(16)，所述纵向限位块组由多个纵向限位块(17)沿轴心线周向呈环形均匀分布构成。

4.根据权利要求3所述的一种双级纵向隔振的轴系，其特征在于：所述连接紧固件(19)、纵向隔振元件(16)、纵向限位块(17)的数量均为偶数个，所述纵向隔振元件(16)为低刚度弹簧元件，决定了纵向隔振器(8)的纵向刚度。

5.根据权利要求1所述的一种双级纵向隔振的轴系，其特征在于：所述隔振推力轴承(9)包括推力环(20)、支撑环(26)、壳体(25)，所述推力环(20)套在中间轴(10)上，在推力环(20)的两侧对称依次设置有推力块组、隔振平衡块组，所述推力块组、隔振平衡块组布置在支撑环(26)内，支撑环(26)外侧轴段上套有支撑轴瓦(22)，所述支撑环(26)和支撑轴瓦(22)均布置在壳体(25)内部。