[发明专利]一种推力与支撑功能解耦的推力轴承纵向减振装置

说明书

本发明公开了一种推力与支撑功能解耦的推力轴承纵向减振装置，包括推力轴，在推力轴的一端设有连接法兰，推力轴通过连接法兰与艉轴相连；在推力轴上依次设有推力模块、减振模块和支撑模块，推力模块、减振模块和支撑模块两两之间相互固定相连，推力模块靠近连接法兰布设，推力轴的另一端穿过支撑模块，支撑模块的外壁与船体基座相连。通过将推力轴承的推力传递功能和横向支撑功能解耦，在推力模块和支撑模块之间设计减振模块，轴系横向载荷是由支撑模块承载，推力模块和纵向减振模块不承受横向载荷，仅承受纵向载荷；大幅简化了推力轴承纵向振动传递路径，避免了复杂的接触声短路环节，提高轴系纵向隔振效率。

技术领域

本发明涉及船舶振动噪声控制领域，具体涉及一种推力与支撑功能解耦的推力轴承纵向减振装置。

背景技术

推进系统噪声是船舶低速工况主要的噪声源，呈现出宽带与线谱叠加特征。推进系统噪声主要形成机理是螺旋桨激励力通过轴系传递到船体诱导船体结构振动声辐射。研究表明，螺旋桨纵向激励力最大，横向和垂向激励力约为纵向的1/5，因此桨-轴系统纵向振动噪声控制是船舶推进系统噪声控制的重点。

针对桨-轴系统纵向振动噪声控制，目前主要采用轴系纵向减振器和具有减振功能的推力轴承的减振方案。由于纵向减振器安装在轴段中间，将轴段打断，降低了轴系的连续性和弯曲刚度，导致轴系横向振动和回旋振动增大，不利于横向减振设计；同时纵向减振器尺寸、重量大，消耗船舶总体重量和空间资源大，难以满足船舶总体布置要求，实船应用实施难度大。

而对于具有减振功能的一体化推力轴承，国内研究了在轴承内部设计螺旋弹簧、碟簧和耐油橡胶等形式的减振结构，但是试验结果表明，减振推力轴承内部推力盘、推力块、支撑轴瓦、减振组件等部件之间存在复杂的声短路和摩擦接触环节，纵向减振设计效果不佳，无法满足振动噪声控制要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种推力与支撑功能解耦的推力轴承纵向减振装置，提高振动隔离效率，降低桨-轴系统纵向振动噪声。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种推力与支撑功能解耦的推力轴承纵向减振装置，其特征在于：包括推力轴，在推力轴的一端设有连接法兰，推力轴通过连接法兰与艉轴相连；在推力轴上依次设有推力模块、减振模块和支撑模块，推力模块、减振模块和支撑模块两两之间相互固定相连，推力模块靠近连接法兰布设，推力轴的另一端穿过支撑模块，支撑模块的外壁与船体基座相连。

按上述技术方案，推力模块包括圆柱形壳体、推力盘、推力块以及第一法兰，壳体内设有圆柱形内腔，推力轴贯穿壳体且置于圆柱形内腔的轴线上；推力盘设在圆柱形内腔内，推力轴与推力盘固定相连且二者共轴线；推力块设在推力盘的两侧，第一法兰与壳体的远离连接法兰侧固定连接，第一法兰与减振模块固定连接。

按上述技术方案，壳体包括圆环状的外壳体、以及圆片状的正车套环和倒车套环，正车套环和倒车套环设在外壳体的两侧，三者构成一个圆筒状结构；正车套环和倒车套环的中心处设有与推力轴外径相匹配的第一通孔，推力轴穿过第一通孔。

按上述技术方案，减振模块包括相互平行布设的第二法兰和第三法兰、以及设于第二法兰和第三法兰之间的减振橡胶结构，减振橡胶结构设于第二法兰和第三法兰之间；在减振橡胶结构、第二法兰和第三法兰的中心处均设有第二通孔，推力轴穿过第二通孔；第二法兰与推力模块固定相连，第三法兰与支撑模块固定相连。

按上述技术方案，第二通孔的尺寸大于推力轴的外径。

按上述技术方案，橡胶减振结构与第二法兰和第三法兰硫化成型；减振橡胶结构采用硬度为65～75的天然或丁晴橡胶材质。

按上述技术方案，支撑模块包括翼展式安装座、支撑轴承以及第四法兰，在翼展式安装座中部设有第三通孔，支撑轴承设在第三轴孔内部，推力轴置于支撑轴承内部；第四法兰与翼展式安装座的侧部固定相连，第四法兰与减振模块固定相连；翼展式安装座设在船体基座上。