一种船舶推进系统轴端隔振器

技术领域

本发明涉及船舶推进系统及其隔振技术领域，具体为一种船舶推进系统轴端隔振器。

背景技术

推进系统作为船舶动力系统的核心组成，为船舶提供推进动力，保证船舶可以正常行驶。由于推进系统在工作过程中，存在横向、纵向的振动噪声，该振动噪声将会传递至船舶其他部位，严重降低船舶作业人员舒适性的同时，存在其他结构件共振失效的风险，因此对推进系统采取隔振措施至关重要。

目前具有一种外置推进系统的船舶动力推进方式。如图1所示，推进器2位于船舶本体的外部，外置的推进器2自身并不自转，其内部具有提供推力的动力装置。区别于现有技术中常见的内置动力系统，该推机器的推力动力来源并不来自于船舶内部，因此不需要通过传动轴转动连接外部的螺旋桨提供推力。船舶的本体钢结构一般也如图1所示，最外一层为船体外侧支撑架3，船体内侧支撑架4则位于船体外侧支撑架3内部，船体外侧支撑架3和船体内侧支撑架4之间为较为狭小的设备安装空间。推进器2的推力可以直接作用于船体外侧支撑架3提供船舶推进动力。从图1的可看出，外置式的推进器2在工作过程中会沿横向、纵向产生振动噪声，如推进器2和船体之间不采用相应隔振措施，将使得该振动噪声直接传递至船体内部。尤其在水下航行时，该振动噪声对于船舶舒适性以及隐蔽性影响将十分巨大。图2则示出了应用在该推进系统上的隔振系统基本原理结构，连接轴7上连接了两个隔振器，其中隔振器6是和船体内侧支撑架4相连的，另一个隔振器二5则是和船体外侧支撑架3连接。显然隔振器的结构设计对于整个隔振系统具有至关重要的作用。

通过检索，现有技术中对于船舶推进系统隔振具有相应技术文献公开。例如公开号为“CN213109757U”名称为“一种船舶推进轴系高静低动扭振减振器”实用新型公告文件。提出了一种船舶推进轴系高静低动扭振减振器，涉及高静低动扭振减振器技术领域，包括固定座和螺栓，所述固定座的内部开设有限位槽，所述限位槽的内侧壁固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的一端固定连接有连接块，所述固定座的内底壁固定连接有套筒，所述套筒的内底壁固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的顶部固定连接有限位板。该对比文件针对的是内置推进动力的船舶推进系统所提出的隔振器方案，由于振动动力源位置不同，因此并不适用于外置动力源的隔振。

例如公开号为“CN219101916U”名称为“一种低动倍率副车架衬套”的实用新型专利公开文件。公开了一种低动倍率副车架衬套，包括：外套、设置于外套内侧的内套、设置于外套与内套之间的橡胶件以及可拆卸地设置于内套一端的限位板，具体的，所述外套的内壁设置有若干个向内凹陷的突出部，所述内套的外表面开设有与突出部数量对应的凹陷部，所述橡胶件的外表面贴合突出部，所述橡胶件的内表面贴合凹陷部。从该对比文件提出的技术方案分析，该车架衬套是提供车辆底盘和车架之间的振动吸收，并不适用于外置动力源的船舶隔振。

因此在本领域内提出可针对外置推进动力的船舶推进系统轴端隔振器具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种船舶推进系统轴端隔振器，包括和船体内侧支撑架固定连接的外套，连接轴可嵌入外套内部空间，在外套和连接轴之间具有橡胶体，所述橡胶体提供纵向刚度用于承载连接轴产生的推进加速载荷以及衰减纵向振动，提供横向刚度承受连接轴的横向载荷以及衰减横向振动。

进一步地，外套内部还套接内套，橡胶体硫化在外套和内套之间，连接轴和内套连接。

进一步地，还包括限位装置，所述限位装置和连接轴或者内套连接，外套端部具有和限位装置配合的限位面，限位装置可在连接轴在带动下纵向移动至和限位面接触。

进一步地，所述限位装置为和连接轴端部连接的限位盖，所述限位面为开设于外套一内侧端面处的内凹台阶，限位盖外径大于连接轴，限位盖和连接轴连接和内凹台阶之间具有纵向间隙二且与船体内侧支撑架具有纵向间隙一。

进一步地，所述限位装置可在连接轴在带动下横向移动至和限位面接触。

进一步地，所述限位装置为和连接轴端部连接的限位盖，所述限位面为开设于外套一内侧端面处的内凹台阶，限位盖外径大于连接轴，限位盖具有和内凹台阶匹配的凸面；限位盖和连接轴连接后凸面的端面和内凹台阶之间具有纵向间隙二且与船体内侧支撑架具有纵向间隙一，凸面的侧面和内凹台阶之间具有横向间隙。

进一步地，外套一具有开设螺栓孔的凸缘，外套一通过凸缘一用螺栓固定于船体内侧支撑架上。

进一步地，所述限位盖外表面具有缓冲层。

进一步地，所述纵向间隙一不小于1.5mm，纵向间隙二和横向间隙不小于5mm。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

1、本发明提出的船舶推进系统隔振器，可以正常将外置推进器的推进动力通过连接轴传递至船舶本体为船舶航行提供动力，同时可以衰减推进过程中产生的纵向、横向振动，提高船舶的舒适性和隐蔽性。

2、本发明提出的船舶推进系统隔振器装配简单连接可靠，并且可以适用于船体外侧支撑架和船体内侧支撑架之间较为狭小的设备安装空间。

附图说明

图1：外置推进系统的推进系统原理图一；

图2：外置推进系统的推进系统原理图二；

图3：本实施例一提供的隔振器结构原理图；

图4：图3局部放大图；

图5：本实施例二提供的隔振器结构原理图；

图6：图5局部放大图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：如图3~图4所示的船舶推进系统轴端隔振器。

包括和船体内侧支撑架4固定连接的外套62，连接轴7可嵌入外套62内部空间，在外套62和连接轴7之间具有橡胶体63，所述橡胶体63提供纵向刚度用于承载连接轴7产生的推进加速载荷以及衰减纵向振动，提供横向刚度承受连接轴7的横向载荷以及衰减横向振动。隔振器的最基本的结构设计可以按照图2中隔振器6所示。引用部分是橡胶体63，外套62作为刚性部件和连接轴7连接。如此从连接轴7处带来的横向、纵向振动并不直接作用于船体上，被橡胶体63隔绝开。当连接轴7产生前进或者后退的推进加速载荷时，橡胶体63需要具有一定的纵向刚度纵向是沿船舶前进方向。该纵向刚度一方面需要能够承受所述推进加速载荷，在横向垂直前进方向上的处理同理类似。

在本实施例中作为优选的，外套62内部还套接内套61，橡胶体63硫化在外套62和内套61之间，连接轴7和内套61连接。内套61的增加可以使得隔振器可以提前预制后和连接轴7装配，本实施例中内套61和连接轴7的轴端过盈配合。连接轴7轴端可设计台阶，以方便装配时对内套61进行限位。

在本实施例中作为优选的，还包括限位装置，所述限位装置和连接轴7或者内套61连接，外套62端部具有和限位装置配合的限位面，限位装置可在连接轴7在带动下纵向移动至和限位面接触。

一种限位装置的较优实施方式可以是限位装置为和连接轴7端部连接的限位盖8，所述限位面为开设于外套一62内侧端面处的内凹台阶65，限位盖8外径大于连接轴7，限位盖8和连接轴7连接和内凹台阶65之间具有纵向间隙二82且与船体内侧支撑架4具有纵向间隙一81。在本实施例中，限位盖8和连接轴7轴端通过螺栓连接后具有了上述的纵向间隙二82和纵向间隙一81。当然限位盖8也可以直接和内套61进行连接。

当连接轴7随推进装置沿推进方向提供纵向的加速度载荷时，在纵向间隙二82的范围内橡胶体63具有的纵向刚度产生有限的形变，仍然可以避免限位盖8直接和船体内侧支撑架4接触从而衰减纵向振动。当出现极端情况如撞击等，即便橡胶体63失效，纵向间隙二82归零，限位盖8和船体内侧支撑架4接触仍然可有效传递推进动力。纵向间隙一81则是在后退推进动力载荷由连接轴7施加时，在其范围内橡胶体63具有的纵向刚度产生有限的形变可避免限位盖8直接和内凹台阶65接触从而衰减纵向振动。同理，如出现极端情况导致橡胶体63失效纵向间隙一81归零，限位盖8直接和内凹台阶65接触传递后退动力载荷保证动力有效传递，并且可防止连接轴7和内套61脱出。

在本实施例中作为优选的，外套一62具有开设螺栓孔的凸缘64，外套一62通过凸缘一64用螺栓固定于船体内侧支撑架4上。

在本实施例中作为优选的，限位盖8外表面具有缓冲层。当出现上述极端情况时缓冲层可以提供一定的缓冲隔振作用。

一般地，纵向间隙一81不小于1.5mm，纵向间隙二82不小于5mm。纵向间隙二82作为橡胶体63前进纵向形变量一般设定为小于纵向间隙二82。是因为前进动力加速载荷一般大于后退载荷。

实施例二：如图5~图6所示的船舶推进系统轴端隔振器。

和实施例一不同之处在于，所述限位装置为和连接轴7端部连接的限位盖8，所述限位面为开设于外套一62内侧端面处的内凹台阶65，限位盖8外径大于连接轴7，限位盖8具有和内凹台阶65匹配的凸面83；限位盖8和连接轴7连接后凸面83的端面和内凹台阶65之间具有纵向间隙二82且与船体内侧支撑架4具有纵向间隙一81，凸面83的侧面和内凹台阶65之间具有横向间隙84。

在本实施例中，除了实施例一中为了避免纵向载荷的极端情况出现导致橡胶体63失效而设置纵向间隙一81和纵向间隙二82之外还设置了横向间隙84。因为除了纵向载荷之外，横向也会产生由于推进器2自重带来的横向载荷。在横向间隙84范围内，橡胶体63提供的横向刚度产生有限的横向形变，避免限位盖8的凸面83直接和内凹台阶65内侧面接触，从而有效地衰减横向振动。而当出现和实施例一类似的极端情况是，即便橡胶体63失效，纵向间隙一81/纵向间隙二82归零，此时凸面83和内凹台阶65内侧面接触使得横向间隙84归零，对连接轴7有效支撑，防止连接轴7产生较大倾斜，从而保证动力传递依然基本维持纵向传递。其实实施例一的限位盖8的结构设计依然会存在该横向间隙84，但受限于限位盖8外径尺寸，该横向间隙84如要设计的较小则会导致整个限位盖8外径过大产生较大自重。限位盖8的凸面83设计使得横向间隙84可以符合较小设计，但不会使得整个限位盖8外径过大，而只是凸面83部分具有较大外径，显然凸面83部分相对其他部分不需要相同厚度，因而在一定程度上可减轻其自重。在本实施例中，横向间隙84被设计为不小于5mm。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。