用于有轂輪緣推進(jìn)器的集成式水潤(rùn)滑軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于船舶推進(jìn)器領(lǐng)域，具體涉及一種將有轂輪緣推進(jìn)器的組合式徑向軸承和推力軸承集成一體化設(shè)計(jì)及安裝工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]輪緣推進(jìn)器以其振動(dòng)小、噪音低、節(jié)省船艙內(nèi)部空間等眾多優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越多的重視，目前輪緣推進(jìn)器有無(wú)轂和有轂兩種形式。美國(guó)專(zhuān)利《Integral Motor PropulsorUnit For Water Vehicles)) (US005220231A)是有轂輪緣推進(jìn)器，徑向軸承安裝在槳轂內(nèi)，推力軸承安裝在槳轂端面。流入徑向軸承的潤(rùn)滑冷卻水流量非常有限，難以起到潤(rùn)滑冷卻效果；雖然在推力盤(pán)后面的槳轂上開(kāi)有流道，但是水流完全靠自然流動(dòng)；為了將推力盤(pán)安裝在槳轂上，且不破壞其推力面，在推力面相對(duì)的表面上加工了盲孔，但這樣也增大了槳轂直徑。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利《無(wú)軸驅(qū)動(dòng)式集成電機(jī)推進(jìn)器》(CN102632982A)也是有轂輪緣推進(jìn)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向軸承和美國(guó)專(zhuān)利相似，但沒(méi)有單獨(dú)的潤(rùn)滑水通道，潤(rùn)滑冷卻性能較差，且其為了將推力盤(pán)安裝在槳轂上，在推力盤(pán)推力面上開(kāi)有盲孔，破壞了其工作表面，會(huì)減小推力盤(pán)承載力，增大推力瓦的磨損，減小其壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種有轂輪緣推進(jìn)器集成式水潤(rùn)滑軸承，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，維護(hù)方便，而且能大幅提高有轂輪緣推進(jìn)器徑向軸承和推力軸承的潤(rùn)滑冷卻性能。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供的用于有轂輪緣推進(jìn)器的集成式水潤(rùn)滑軸承，其主要由推力盤(pán)、支撐環(huán)、軸套、橡膠板條、槳轂銅套和推力瓦組成，其中:槳轂銅套安裝在槳轂內(nèi)，在槳轂兩端各安裝一個(gè)推力盤(pán)，兩個(gè)支撐環(huán)分別安裝在與槳軸相連的前導(dǎo)葉轂和后導(dǎo)葉轂上，支撐環(huán)上的每個(gè)扇形凹槽裝配一個(gè)推力瓦。軸套、橡膠板條和槳轂銅套形成組合式徑向軸承；推力盤(pán)、支撐環(huán)和推力瓦組成推力軸承。組合式徑向軸承和推力軸承組成集成式水潤(rùn)滑軸承。
[0007]所述推力盤(pán)加工有多個(gè)螺旋流道，工作時(shí)前、后推力盤(pán)分別有向(離)心栗和離(向)心栗功能，可提高槳轂內(nèi)前后壓力差。
[0008]所述推力盤(pán)加工有一個(gè)凸緣，凸緣外圓柱面上加工有多個(gè)沉孔，凸緣和槳轂的凸肩配合，螺釘通過(guò)凸緣上的沉孔將推力盤(pán)鎖緊在凸肩上。
[0009]所述兩個(gè)支撐環(huán)，分別用螺釘通過(guò)其沉孔與前導(dǎo)葉轂和后導(dǎo)葉轂相連。
[0010]所述橡膠板條硫化在軸套外圓柱面上。
[0011]本發(fā)明集成式水潤(rùn)滑軸承工作時(shí)，槳轂銅套隨槳轂一起轉(zhuǎn)動(dòng)，軸套與槳軸保持靜止，槳轂銅套和橡膠板條形成摩擦副。
[0012]所述推力瓦為扇形斜平面瓦，瓦背上加工有用于鎖緊推力瓦的盲孔。
[0013]所述軸套通過(guò)液壓套合安裝在槳軸上，與槳軸過(guò)盈配合。
[0014]所述軸套，其內(nèi)圓柱面為錐度圓柱面，該圓柱面上開(kāi)有多個(gè)周向油槽和I個(gè)軸向油槽，中間的周向油槽與軸向油槽相交處有一個(gè)油孔。
[0015]所述的推力盤(pán)、支撐環(huán)的外徑與漿轂外徑相等。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的有益效果:
[0017]1.提高了徑向軸承和推力軸承冷卻效果:
[0018]在推力盤(pán)上加工了螺旋流道，船舶正車(chē)航行時(shí)，推力盤(pán)隨槳轂一起旋轉(zhuǎn)，后端推力盤(pán)的螺旋流道起到向心栗的作用，可以提高槳轂尾端內(nèi)部水壓，而前端推力盤(pán)的螺旋流道則起離心栗的作用，降低槳轂前端內(nèi)部水壓，這樣增大了槳轂內(nèi)前后水流壓差，強(qiáng)制水流流過(guò)組合式徑向軸承和推力軸承，將軸承的自由冷卻模式改變?yōu)閺?qiáng)制冷卻模式，提高其冷卻潤(rùn)滑性能。倒車(chē)航行時(shí)，向心栗變成離心栗、而離心栗則變?yōu)橄蛐睦?，同樣提高槳轂前后水流壓差，促進(jìn)軸承冷卻潤(rùn)滑。仿真分析表明:額定工況下，在推力盤(pán)上設(shè)計(jì)螺旋流道后，組合式徑向軸承兩端滑冷卻水壓力差壓力提高了 30%，軸承潤(rùn)滑冷卻性能明顯改善。
[0019]2.提高了徑向軸承的承載能力和使用壽命:
[0020]傳統(tǒng)的水潤(rùn)滑橡膠軸承將橡膠板條硫化在銅套內(nèi)表面，本發(fā)明將橡膠硫化在軸套的外表面，在槳轂、槳轂銅套和軸套尺寸不變的情況下，相當(dāng)于增大了軸頸直徑，更有利于軸承工作中形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑水膜，提高軸承承載能力，減少橡膠與銅套之間的干摩擦，提高軸承壽命。仿真分析表明:在額定工況下，對(duì)于本有轂輪緣推進(jìn)器，將橡膠硫化在軸套外表面比硫化在槳轂銅套內(nèi)表面，其水膜承載力提高了 12.5%。
[0021]3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊:
[0022]把推力盤(pán)設(shè)計(jì)成帶凸緣的形式，同時(shí)在槳轂端面加工凸肩，推力盤(pán)通過(guò)凸緣與槳轂鎖緊，使得推力軸承與組合式徑向軸承很好地集成在槳轂上，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。避免了像中國(guó)專(zhuān)利《無(wú)軸驅(qū)動(dòng)式集成電機(jī)推進(jìn)器》(CN102632982A)那樣因加工軸向盲孔而破壞推力盤(pán)的推力面，同時(shí)也避免了像美國(guó)專(zhuān)利《Integral Motor Propulsor Unit For WaterVehicles)) (US005220231A)那樣為了給推力盤(pán)鎖緊螺栓孔提供足夠的空間而增大槳轂直徑。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是有轂輪緣推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是推力盤(pán)二維不意圖；
[0025]圖3是推力瓦二維不意圖；
[0026]圖4是推力瓦支撐環(huán)示意圖；
[0027]圖5是槳轂銅套三維示意圖；
[0028]圖6是外圓面硫化有橡膠板條的軸套三維示意圖；
[0029]圖7是槳轂三維示意圖。
[0030]圖中:1.槳轂；2.推力盤(pán)；3.支撐環(huán)；4.前導(dǎo)葉轂；5.鎖緊螺母；6.槳軸；7.軸套；8.橡膠板條；9.槳轂銅套；10.螺旋槳葉；11.前導(dǎo)葉；12.后導(dǎo)流罩；13.吊環(huán)；14.繞組鐵心；15.定子繞組；16.永磁鐵；17.前導(dǎo)流罩；18.推力瓦鎖緊螺釘；19.后導(dǎo)葉轂；20.支撐環(huán)鎖緊螺釘；21.推力瓦；22.螺旋流道；23.后導(dǎo)葉；24.聯(lián)接法蘭；25.盲孔；26.推力盤(pán)鎖緊螺釘；27.凸肩；28.沉孔；29.凸緣；30.油槽；31.油孔；32.沉孔；33.扇形凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本發(fā)明。
[0032]本發(fā)明提供的用于有轂輪緣推進(jìn)器的集成式水潤(rùn)滑軸承，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由推力盤(pán)2、支撐環(huán)3、軸套7、橡膠板條8、槳轂銅套9和推力瓦21組成。其中:槳轂銅套9從槳轂I前端安裝在槳轂內(nèi)，槳轂前端面上有盲孔25，槳轂銅套9端面法蘭上開(kāi)有沉孔28，該沉孔用于避免槳轂銅套鎖緊螺栓高出法蘭表面，保證其法蘭端面的平整，以利于推力盤(pán)2安裝在槳轂I前端后能與該法蘭完全貼合在一起。兩個(gè)推力盤(pán)2分別安裝在槳轂I兩端，兩個(gè)支撐環(huán)3分別安裝在前導(dǎo)葉轂4和后導(dǎo)葉轂19上。在槳軸6的兩端分別安裝前導(dǎo)葉轂4、后導(dǎo)葉轂19，并由鎖緊螺母5鎖緊。
[0033]所述推力盤(pán)2加工有6個(gè)螺旋流道22和一個(gè)凸緣29，凸緣29外圓柱面上加工有6個(gè)沉孔28，兩個(gè)推力盤(pán)2分別安裝在槳轂I前、后兩端，凸緣29和槳轂凸肩27配合，推力盤(pán)鎖緊螺釘26通過(guò)凸緣29上的沉孔28將推力盤(pán)鎖緊在槳轂的凸肩上。在推力盤(pán)上加工凸緣，槳轂兩端加工凸肩，推力盤(pán)通過(guò)凸緣鎖緊在槳轂的凸肩上，該連接方式與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的螺栓連接方式不同。本發(fā)明即保證了推力盤(pán)承載面面的完整性又不額外增加槳轂直徑，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。在推力盤(pán)上加工了螺旋流道，螺旋流道有向心栗或離心栗的功能