[發明專利]一種承載能力高且減振的水潤滑尾軸承裝置

在審

• 申請號: 202110581439.8
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113404778A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 歐陽武;李金峻
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F16C33/12
• 分類號: F16C33/12;F16C33/10;F16C33/04;F16F15/124;F16F15/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳;周舒蒙

本發明公開了一種承載能力高且減振的水潤滑尾軸承裝置，包括軸承內襯、軸承襯套、密封端蓋和阻尼結構，所述軸承內襯與軸承軸套為同軸的筒狀結構，軸承內襯的內壁與工作軸配合，軸承內襯的外壁與軸承襯套配合；軸承襯套的外壁與基座相連；所述密封端蓋為環形，同軸配置在軸承襯套的端部，密封端蓋的內側壁開設有槽口，槽口與軸承襯套端面之間的密封油腔，密封油腔內注有油液；所述阻尼結構為貫穿軸承襯套兩端面的間隙結構。本發明的有益效果為：在軸承襯套中增設阻尼結構，阻尼結構在激振力的作用下會產生有節奏的拉伸變形，油液在間隙中沿軸向吸入和排出產生活塞效應，產生較大阻尼從而形成能量耗散，達到減小軸系振動的目的。

技術領域

本發明涉及水潤滑尾軸承技術領域，特別涉及一種承載能力高且減振的水潤滑尾軸承裝置。

背景技術

艉軸承是推進軸系的關鍵部件，用來承受螺旋槳和傳動軸的重量。其中水潤滑尾軸承作為將軸系振動傳遞到基礎甚至船體的第一個環節，其減振性能對軸系振動的控制起著重要的作用。水潤滑軸承工作條件惡劣，由于其界面處于混合潤滑狀態，容易發生局部接觸摩擦和磨損，產生異常噪聲和軸振動。

傳統水潤滑尾軸承由內襯和襯套組成，襯套采用銅或者不銹鋼，內襯材料采用高分子復合材料，例如橡膠(NBR)、賽龍(Thordon)和飛龍(Feroform)等。目前針對水潤滑尾軸承減振問題，優化內襯結構和材料改性是兩種常見優化方法。在優化內襯結構方面，通過優化軸襯表層幾何參數、水槽幾何參數或設計表面結構，可以改善軸承的潤滑性能，間接降低了軸系振動；內襯材料改性是在現有內襯材料基礎上，通過添加少量改性元素或成分，提高軸承性能。但這些優化方法難以同時滿足承載能力和減振能力的提升，主要原因在于軸承內襯層同時承擔了承載和減振功能需求，但在偏載、重載等惡劣工況下，軟質的內襯層會產生顯著的擠壓變形，內襯優化、微織構等優化方法常常被壓實而大幅減弱阻尼效應，單純優化內襯物性難以很好的調和承載和減振的矛盾。

從隔振的角度看，軸承內襯起到了隔振作用，希望從軸傳遞到軸承座的振動能量盡量少。根據線性隔振理論，只有當激勵頻率大于倍隔振系統的固有頻率時，系統才具有隔振效果。因此，在激勵頻率不變的情況下，應盡量減小軸承內襯的固有頻率。但為了提高軸承的承載能力，需要軸承具有比較大的剛度，然而高剛度又勢必導致較高的固有頻率。因此，高承載能力和低固有頻率之間的矛盾成為艦船水潤滑尾軸承減振技術發展的瓶頸之一。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種承載能力高且減振的水潤滑尾軸承裝置，解決現有艦船水潤滑尾軸高承載能力與低固有頻率相矛盾的問題。

本發明采用的技術方案為：一種承載能力高且減振的水潤滑尾軸承裝置，包括軸承內襯、軸承襯套、密封端蓋和阻尼結構，所述軸承內襯與軸承軸套為同軸的筒狀結構，軸承內襯的內壁與工作軸配合，軸承內襯的外壁與軸承襯套配合；軸承襯套的外壁與基座相連；所述密封端蓋為環形，同軸配置在軸承襯套的端部，密封端蓋的內側壁開設有槽口，槽口與軸承襯套端面之間的密封油腔，密封油腔內注有油液；所述阻尼結構為貫穿軸承襯套兩端面的間隙結構，間隙結構分別與兩端的密封油腔連通；產生振動時過間隙結構拉伸變形，密封油腔內的油液在間隙結構中軸向吸入和排出。

按上述方案，所述間隙結構包括至少兩層在軸承襯套上環形切割的間斷式切縫，各圈間斷式切縫的直徑不同；間斷式切縫的徑向重合部分形成平行間隙結構，平行間隙結構的切縫形成過油通道；在平行間隙結構上開設有直徑大于切縫寬度的通孔作為注油孔。

按上述方案，所述平行間隙結構包括兩層環狀平行切縫，平行切縫部分重合，部分錯開；在兩層平行切縫的重合部分增設兩條短切縫，形成S型彈簧體，兩條短切縫為過油通道；產生振動時S型彈簧體在激振力的作用下產生有節奏的拉伸變形，油液在各切縫內中沿軸向吸入和排出。

按上述方案，每兩個對稱布置S型彈簧體為一組，多組S型彈簧體沿軸承襯套端面周向均勻間隔分布。