CN102927137B - 碟簧式减振推力轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碟簧式减振推力轴承，它包括壳体和推力轴，在壳体的两侧设有轴瓦孔，推力轴支承在壳体的轴瓦孔内，推力轴上设有推力环，在推力环的两侧对称设置有推力块组、推力支承环、垫片，其特征在于在推力支承环的一端设有开口的环形燕尾槽，推力块组卡装在环形燕尾槽内呈环形分布，在推力支承环的环形燕尾槽内间隔设有通孔，在各通孔内设置推力块支承和碟簧组，推力块支承的外端紧靠推力块组，内端与碟簧组配置且与垫片之间留有间隙，所述的垫片与壳体内端固定连接。通过设置减振碟簧组，降低轴系纵向刚度，使轴系纵向固有频率降低，错开与螺旋桨的共振，减小轴系纵向振动的传递。

Description

碟簧式减振推力轴承

技术领域

本发明涉及一种推力轴承，特别涉及一种碟簧式减振推力轴承。 

背景技术

推力轴承是船舶推进系统的重要设备，它将推进电机的正、反两个方向的扭矩传递给螺旋桨，将螺旋桨产生的推力和拉力传递给船体，推动船舶航行。由于螺旋桨在不均匀流场中旋转，产生的推力存在一定频率的交变分量，形成纵向振动激励力，易通过轴系－推力轴承向艇体传递，引起艇体振动。 

国内现有的船舶用推力轴承一般由正车推力块、倒车推力块、推力轴、推力平衡机构、支承轴承、上下壳体及进出油管路等组成。这种结构的推力轴承纵向刚度较高，使得轴系纵向固有频率较高，容易同螺旋桨激励力发生共振，增大向船体的振动传递。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足提供一种的碟簧式减振推力轴承，该推力轴承通过变刚度特性来调节轴系纵向刚度，增大螺旋浆激振频率和轴系固有频率比，从而降低轴系纵向振动向船体的传递。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：碟簧式减振推力轴承，它包括壳体和推力轴，在壳体的两侧设有轴瓦孔，推力轴支承在壳体的轴瓦孔内，推力轴上设有推力环，在推力环的两侧对称设置有推力块组、推力支承环、垫片，其特征在于在推力支承环的一端设有开口的环形燕尾槽，推力块组卡装在环形燕尾槽内呈环形分布，在推力支承环的环形燕尾槽内间隔设有通孔，在各通孔内设置推力块支承和碟簧组，推力块支承的外端紧靠推力块组，内端与碟簧组配置且与垫片之间留有间隙，所述的垫片与壳体内端固定连接。 

按上述技术方案，推力块支承的外端面高于推力支承环的燕尾槽的槽底面。 

按上述技术方案，所述碟簧组由两个碟形弹簧对合组合而成。 

按上述技术方案，所述的推力块组由6个或者8个推力块组成，所述推力块为扇面形，在推力块的两侧均设有凸台，相邻之间的推力块通过凸台拼接，形成一个完整的圆环。 

按上述技术方案，在推力支承环的燕尾槽的开口处的相邻之间的推力块通过挡块拼接形成一个完整的圆环。 

按上述技术方案，在推力块与推力环接触的面上覆有巴氏合金层。 

按上述技术方案，推力块支承与垫片之间的间隙为1mm-5mm。 

本发明所取得的有益效果为：1、在螺旋桨推力传递路径中设置减振碟簧组，降低轴系纵向刚度，使轴系纵向固有频率降低，错开与螺旋桨的共振，减小轴系纵向振动的传递。2、推力块支承和垫片之间的间隙构成了碟簧组的行程限位，使本发明具有变刚度特性，低推力下推力轴承提供低纵向刚度，调节轴系纵向固有频率；大推力下推力轴承提供高纵向刚度，轴承的变刚度特性满足了轴系其他设备的使用需求；3、在推力支承环内均匀设置多组碟簧组，使其所受的内载荷均匀，保证轴向推力时，各推力块受力均匀；4、本发明增大了螺旋桨激振频率和轴系固有频率比，降低了轴系纵向振动固有频率，对轴系振动起到很好的隔振作用，本发明特别适用于船舶推进轴系。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为图1中正车推力支承环、碟簧组、垫片的主视图。 

图3为图2的A-A剖视图。 

图4为推力块结构示意图。 

图5为图4的纵截面图。 

图6为推力块布置示意图。 

图中：1、推力轴，2、顶盖，3、挡块，4、正车推力支承环，5、上壳体，6、垫片，7、上轴瓦，8、油封，9、挡油环、10、端盖，11、下壳体，12、倒车推力支承环，13、倒车推力块组，14、正车推力块组，15、推力块支承，16、碟簧组，17、下轴瓦。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利作进一步说明。 

如图1所示，碟簧式减振推力轴承，它包括上壳体5、下壳体11和推力轴1，上壳体5、下壳体11均为铸造，是布置轴承主要零件的基座，在上、下壳体组装的壳体的两侧设有轴瓦孔，推力轴1支承在壳体的轴瓦孔内，推力轴1的左、右两端分别支承在径向支承轴瓦上，径向支承轴瓦由内表面为半圆柱面的上轴瓦7和下轴瓦17构成，通过螺钉固定在上壳体5和下壳体11上。壳体的两端均与端盖10法兰连接，在端盖10和径向支承轴瓦间依次设有挡油环9和油封8。在壳体的空腔内位于推力轴1上设有推力环，在推力环的两侧分别依次设置有正车推力块组14、正车推力支承环4、垫片6和倒车推力块组13、倒车推力支承环12、垫片；在壳体内位于推力环两侧的零部件呈对称设置，所述的垫片与壳体的内端固定连接。在正车和倒车传递力时分别使用推力环的两个面。下面以正车端为例来详细说明壳体内部的结构。 

如图2、3、4、5、6所示，在正车推力支承环4的一端设有开口的环形燕尾槽，正车推力块组14由6个或8个推力块组成，所述推力块为扇面形，推力块的一端对应设置成燕尾形，推力块组卡装在环形燕尾槽内呈环形分布，正车推力支承环4的环形燕尾槽的开口弧度略大于推力块的扇面弧度，且该开口位于正车推力支承环的上侧，在推力块的两侧均设有凸台，相邻之间的推力块通过凸台拼接形成一个完整的圆环来防止在运行时推力块的转动，环向剩余间隙由挡块3填补。在正车推力支承环4的环形燕尾槽内间隔设有通孔，通孔的数量和推力块的数量是一一对应的，在各通孔内设置推力块支承15和碟簧组16，推力块支承15的外端紧靠推力块且该端面高于正车推力支承环4的燕尾槽的槽底面。推力块支承15的内端的端面与垫片6之间留有间隙，推力块支承和垫片之间的间隙构成了碟簧组的行程限位。垫片和正车推力支承环4通过螺栓连接为一体，安装在壳体上。在推力块面向推力环的端面覆有巴氏合金，在运行中允许该面有适量的磨损。 

其中，碟簧组16由两个碟形弹簧对合组合而成。与碟簧接触的推力块支承、推力支承环和垫片材料均为高硬度轴承钢，零件表面具有较高的疲劳强度。 

本发明的工作原理为：当正车时，推力轴1将推力由推力环传递到正车推力块组14，正车推力块组的推力块将力传递到推力块支承上，由于推力块支承和垫片之间有间隙，推力块支承将压缩碟簧组，当低推力在碟簧的行程范围内时，推力块支承和垫片之间仍然留有间隙，此时，推力轴承具有低纵向刚度；当大推力时，推力块支承和垫片之间紧密接触，此时，推力轴承具有高纵向刚度。 

在推力轴承中设置减振碟簧组，降低了轴系纵向刚度，是轴系纵向固有频率降低，错开了与螺旋桨的共振，减少了轴系纵向振动的传递。 

同时，由于轴系纵向刚度降低后，大推力下轴系会产生较大的纵向位移，这将影响轴系其它设备的使用性能，特别是尾轴管密封装置的密封性能，此时，设置推力块支承和垫片之间的间隙为1mm-5mm，使轴系在设计的纵向位移内，且保证了尾轴管密封装置的密封性能，特别是2mm时，效果最好。 

综上所述，本发明兼顾轴系纵向固有频率调节和轴系其他设备纵向位移限制的综合需要。本发明增大了螺旋桨激振频率和轴系固有频率比，降低了轴系纵向振动固有频率，对轴系振动起到很好的隔振作用，同时轴承的变刚度特性满足了轴系其他设备的使用需求。 

Claims (6)

1.碟簧式减振推力轴承，它包括壳体和推力轴，在壳体的两侧设有轴瓦孔，推力轴支承在壳体的轴瓦孔内，推力轴上设有推力环，在推力环的两侧对称设置有推力块组、推力支承环、垫片，其特征在于在推力支承环的一端设有开口的环形燕尾槽，推力块组卡装在环形燕尾槽内呈环形分布，在推力支承环的环形燕尾槽内间隔设有通孔，在各通孔内设置推力块支承和碟簧组，推力块支承的外端紧靠推力块组，内端与碟簧组配置且与垫片之间留有间隙，所述的垫片与壳体内端固定连接。

2.根据权利要求1所述的碟簧式减振推力轴承，其特征在于推力块支承的外端面高于推力支承环的燕尾槽的槽底面。

3.根据权利要求1或2所述的碟簧式减振推力轴承，其特征在于所述碟簧组由两个碟形弹簧对合组合而成。

4.根据权利要求1或2所述的碟簧式减振推力轴承，其特征在于所述的推力块组由6个或者8个推力块组成，所述推力块为扇面形，在推力块的两侧均设有凸台，相邻之间的推力块通过凸台拼接，形成一个完整的圆环。

5.根据权利要求1或2所述的碟簧式减振推力轴承，其特征在于在推力块与推力环接触的面上覆有巴氏合金层。

6.根据权利要求1或2所述的碟簧式减振推力轴承，其特征在于推力块支承与垫片之间的间隙为1mm-5mm。