一种气压调控自适应水润滑尾轴承及调控检测方法

    技术2024-11-24  52


    本发明涉及尾轴承,尤其涉及一种气压调控自适应水润滑尾轴承及调控检测方法。


    背景技术:

    1、船舶推进轴系是船舶动力系统的重要组成部分。其中,尾轴承用于支撑螺旋桨轴,是推进轴系的关键部件。但是,由于螺旋桨重力的悬臂作用,尾轴承压应力分布具有边缘效应,靠近螺旋桨的端面接触压应力达到最大,变形也最大,并从最大值处向首端逐渐递减。因此,靠近螺旋桨一侧的端面的工作条件恶劣,对船舶尾轴承的使用性能与寿命周期有重要的影响。

    2、现有的尾轴承(如申请号为201710013245.1中公开的一种新型自适应水润滑推力轴承)在工作时,通过推力瓦的刚柔复合结构实现自适应功能,当推力瓦的瓦面承受不均匀载荷的时候,可以通过各瓦面的自适应变形使得承载面受力更加均衡,受力大的瓦面,其瓦面高度必然大于受力小的瓦面,当受力越大其引起的推力瓦的轴向变形越大,于是通过推力瓦的变形来调整各瓦面的高度,达到各个瓦面均匀承载的目标,但是,这种自适应功能属于被动式,并不能主动调节各瓦面的高度,以保证尾轴承衬套的轴线与螺旋桨轴的轴线近似平行,另外,船舶航行的大部分水域是长江、黄河的入海口,海水中常年充满泥沙,容易导致内衬出现磨损,由于不能对衬套的磨损情况进行检测,当内衬出现磨损时,会导致尾轴承无法工作。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种气压调控自适应水润滑尾轴承及调控检测方法,解决现有技术中尾轴承的自适应功能属于被动式,并不能保证尾轴承衬套的轴线与螺旋桨轴的轴线近似平行,也不能对衬套的磨损情况进行检测的技术问题。

    2、为达到上述技术目的,本发明的技术方案提供一种气压调控自适应水润滑尾轴承,包括:

    3、尾轴承本体,其包括衬套、多列气胎、多个支座、多个内衬、多个进气阀及多个放气阀,各列所述气胎均沿周向固设于所述衬套内,各个所述支座分别固设于对应的所述气胎的内侧,各个所述内衬分别固设于对应的所述支座的内侧,并用以围合成一供螺旋桨轴穿过的通孔,各个所述气胎上均开设有一气孔,各个所述进气阀和所述放气阀分别设置于对应的各个所述气孔内;

    4、控制单元,用于监测和调节各个所述气胎内的气压。

    5、进一步的,各个所述气胎均为扇形结构,相邻所述气胎之间相互抵接。

    6、进一步的,各个所述支座均为扇形结构,相邻所述支座之间相互抵接。

    7、进一步的,各个所述内衬均为扇形结构,相邻所述内衬之间相互抵接。

    8、进一步的,所述气胎具有一外侧胎面和一内侧胎面,所述外侧胎面经由硫化的方式与所述衬套的内壁相连接,所述内侧胎面经由焊接的方式与所述支座的外壁相连接,所述气孔开设于所述外侧胎面。

    9、进一步的,所述衬套的一端面并沿周向开设有多排气道,各排所述气道分别与各列所述气胎一一对应,各排所述气道中的各个所述气道的内端分别与各列所述气胎中的各个所述气孔一一对应连通,各个所述进气阀和所述放气阀分别设置于对应的各个所述气道的外端。

    10、进一步的,各排所述气道中的各个所述气道均沿所述衬套的径向间隔布置。

    11、进一步的,所述控制单元包括气压监测模块、数据判断模块、显示处理模块及气压控制模块,所述气压监测模块用于实时收集各个所述气胎内部的气压数据,所述数据判断模块用于对所述气压监测模块收集到的各个所述气胎内部的气压数据进行判断,所述显示处理模块用于计算出各个所述气胎内部的气压应达到的阈值,所述气压控制模块用于控制各个所述进气阀和各个所述放气阀的开启或者关闭。

    12、进一步的,所述气压监测模块包括多个压力传感器,各个所述压力传感器分别设置于对应的所述气胎内。

    13、本发明孩子提供了一种气压调控自适应水润滑尾轴承的调控检测方法,适用于上述的气压调控自适应水润滑尾轴承,包括如下步骤:

    14、所述控制单元计算出所述内衬处于零磨损状态时,各个所述气胎内部的气压应达到的阈值f1(x);所述控制单元计算出所述内衬处于极限磨损状态时,各个所述气胎内部的气压应达到的阈值f3(x);所述控制单元计算出最大阈值差△f(x)最大;所述控制单元实时收集并判断各个所述气胎内部的气压数据f(x);所述控制单元控制对应的所述放气阀放气,将靠近螺旋桨一端的所述气胎内的气压f(x)减小至f1(x),所述控制单元控制对应的所述进气阀进气,将远离螺旋桨一端的所述气胎内的气压f(x)增大至f1(x),以使所述内衬的轴线与螺旋桨轴的轴线近似平行,螺旋桨轴在尾轴承前后两端产生的应力差值等于零;当靠近螺旋桨一端的所述气胎内的气压f(x)等于f1(x)时,螺旋桨轴在尾轴承前后两端产生的应力差值大于零,所述内衬出现磨损;所述控制单元计算出所述内衬处于区间磨损状态时,各个所述气胎内部的气压应达到的阈值f2(x);所述控制单元计算出区间阈值差△f(x)区间;所述控制单元计算出△f(x)区间与△f(x)最大的差值,当差值较大时,所述内衬磨损较小,当差值较小时,所述内衬磨损较大。

    15、与现有技术相比,本发明的有益效果包括:可以通过主动调节各个所述气胎内的气压,使得所述衬套的轴线与螺旋桨轴的轴线近似平行,保证螺旋桨轴在尾轴承上产生的压应力均匀分布,使尾轴承适应实际负载,整体上可以很好地改善尾轴承的接触性能,另外,可以对各个所述衬套的磨损情况进行检测,当所述内衬出现磨损时,可以及时对所述内衬进行更换,保证了尾轴承的正常工作。



    技术特征:

    1.一种气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,各个所述气胎均为扇形结构,相邻所述气胎之间相互抵接。

    3.根据权利要求1所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,各个所述支座均为扇形结构,相邻所述支座之间相互抵接。

    4.根据权利要求1所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,各个所述内衬均为扇形结构,相邻所述内衬之间相互抵接。

    5.根据权利要求2所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,所述气胎具有一外侧胎面和一内侧胎面,所述外侧胎面经由硫化的方式与所述衬套的内壁相连接,所述内侧胎面经由焊接的方式与所述支座的外壁相连接,所述气孔开设于所述外侧胎面。

    6.根据权利要求1所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,所述衬套的一端面并沿周向开设有多排气道,各排所述气道分别与各列所述气胎一一对应,各排所述气道中的各个所述气道的内端分别与各列所述气胎中的各个所述气孔一一对应连通,各个所述进气阀和所述放气阀分别设置于对应的各个所述气道的外端。

    7.根据权利要求6所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,各排所述气道中的各个所述气道均沿所述衬套的径向间隔布置。

    8.根据权利要求1所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,所述控制单元包括气压监测模块、数据判断模块、显示处理模块及气压控制模块,所述气压监测模块用于实时收集各个所述气胎内部的气压数据,所述数据判断模块用于对所述气压监测模块收集到的各个所述气胎内部的气压数据进行判断,所述显示处理模块用于计算出各个所述气胎内部的气压应达到的阈值,所述气压控制模块用于控制各个所述进气阀和各个所述放气阀的开启或者关闭。

    9.根据权利要求8所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,所述气压监测模块包括多个压力传感器,各个所述压力传感器分别设置于对应的所述气胎内。

    10.一种气压调控自适应水润滑尾轴承的调控检测方法,适用于如权利要求1-9中任意一项所述的气压调控自适应水润滑尾轴承,其特征在于,包括如下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种气压调控自适应水润滑尾轴承及调控检测方法,尾轴承包括尾轴承本体及控制单元,所述尾轴承本体包括衬套、多列气胎、多个支座、多个内衬、多个进气阀及多个放气阀,各列所述气胎均沿周向固设于所述衬套内,各个所述支座分别固设于对应的所述气胎的内侧。本发明的有益效果是:可以通过主动调节各个所述气胎内的气压,使得所述衬套的轴线与螺旋桨轴的轴线近似平行,保证螺旋桨轴在尾轴承上产生的压应力均匀分布,使尾轴承适应实际负载,整体上可以很好地改善尾轴承的接触性能,另外,可以对各个所述衬套的磨损情况进行检测,当所述内衬出现磨损时,可以及时对所述内衬进行更换,保证了尾轴承的正常工作。

    技术研发人员:梁兴鑫,徐闯龙,陈一鸣,王如意,张子珺,方明政,柴林鑫
    受保护的技术使用者:武汉理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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