360°全回转舷内外(双机)对转桨推进装置整机结构，分柴油机与电动机作主机两种，采用高速对转桨技术，节能提高10-15％航速推进效率提高10％左右。采用油润滑或水润滑。本发明专利技术采用编码器，伺服电机，减速机，大小圆柱齿轮实现360°全回转，倒车快1.6-1.8倍，航行安全。当柴油机为主机时采用液压或电磁离合器，电子换档液压控制阀，用变频电机或轴带油泵供油，安全可靠节能。当电动机为主机时省略离合器和控制伐。外加散热片哈夫式方形箱体连接圆锥形支架和船体，吸收推进力、振动、撞击力、保护支架，下箱体前后流线型，中段机翼型舵加压力板，阻力小，效率高。本发明专利技术通过驱动器，PLC单电缆通驾驶室触摸仪表视屏，达到双机同步与不同步25种形式电子全程操控。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机动船、艇动力推进装置的整机结构，特别涉及一种360°全回转(双机)同步与不同步最佳推进和操纵效应并采用能大量节省功率(节省油耗)的世界先进舷内外(双机)高速对转桨技术的船舶推进装置整机结构。1、对转桨节能是由前桨运转时产生喇叭水花的旋转能量损失被后桨吸收变成水平直线状水花产生更大能量，其推力大大高于单桨。本专利技术是在多条不同类型船舶长达10年在低速螺旋桨的对比测试和航行实践基础上，参考低速对转桨图谱并经过理论计算设计了高速对转桨在实船上测试是否太轻或太重再改进参数，叶型最后定型达到节能10-15%，航速和推进效率提高10%左右。适用于航速在15-20节以上高速船、游艇、公务艇、军用艇，由于本专利技术的对转桨节能值高，而且水流无干扰，不易产生空泡故障，在所有船舶推进装置中效率最高，是国际公认的，故是本专利技术最核心技术。2、本专利技术的另一核心技术是采用伺服电机通过减速器及齿轮机构实现桨舵回转体回转部分360°全回转，从而使船舶原地回转，调头灵活，船舶在任意方向都能达到最大推力，最佳节能值，最重要是对转桨在平面内旋转180°开顺车的方式实现倒车，其倒车速度比传统快1.6-1.8倍，故航行更安全。3、当柴油机作为主机时船舶的开航和停车由离合器控制，由于省略倒车齿轮和倒车离合器，其控制阀省略了倒车阀芯和倒车通道，因而结构更简单，紧凑，其离合器的工作油和箱体内润滑油可以由两台节能变频电机带动油泵供油，也可以由箱内齿轮轴带一对齿轮再带动油泵供油，安全可靠且节能。离合器自主设计材质好、重量轻，应急措施到位，工作平稳，噪声低。整机重量比国外相同功率的舷内外机轻20-30%。当电动机作为主机时省去液压离合器和控制伐，电动机联轴器只通过一对螺旋伞齿轮将动力传给中间传动轴，因而结构更简单，环保达到零污染。4、整个推进装置上箱体为外加散热片(既散热又提高了强度)方形哈夫式结构，固定支架园锥形，除结构新颖强度高、紧凑、重量轻、拆装方便外，更主要是推进力和振动由原来支架承受改由船体承受，可有效保护推进装置。5、下箱体流线形结构，中段安设确保航向稳定时最小舵面积的机翼形舵，除边缘整齐，清楚光洁，美观外，其整机阻力减少，根据理论计算操舵扭矩大为减少。6、本专利技术的重要核心技术是采用360°全回转(双机)同步与不同步电子全程操控的25种形式(详见操作示意图)它不仅是机械上突破，更是电子编码编程上重大突破，当采用两台和两台以上推进装置时，无论船舶开航，转弯、调头、离靠码头和倒车都能达到最方便、安全可靠、快捷的操作模式，也是船舶安全航行重大突破，采用机电一体化技术设计使项目达到最先进水平。7、由于功率由两个螺旋桨分担，故螺旋桨直径比单桨减少12-16%，适合浅水航道航行。8、针对对转桨应用的瓶颈，即密封难题，螺旋桨内外轴间需要可靠的密封，由于相对速度加倍，实现可靠密封难度很大，本专利技术采用内外圈均有双唇口，中间加骨架的特殊材料制成的骨架油封，这是既耐磨又能减磨、耐蚀，寿命长优质密封。9、除本专利技术介决高速对转桨密封难题外，还采用了改善水域环境零污染的水润滑密封方案。
技术介绍
传统推进装置是由机舱内的发动机连接具有正倒车和变速功能的齿轮箱，通过长约1.5-3m，甚至更长的艉轴艉管系统带动单螺旋桨，不具备节能效应，而且重量大、成本高，此外齿轮箱噪声，振动大，齿轮传递功率损失大，轴承负荷大、结构复杂，更主要是传统齿轮箱难以实现对转桨工作方式和技术要求。本专利技术前申请的专利技术专利“360°全回转船舶对转桨推进装置”(专利申请号:200910045713.9)仅适用低速的货船、客船、旅游船、工程船、沿海渔船等，对于航速在15-20节以上的高速船、艇、公务艇不适合。此外固定支架外形尺寸较大，结构不够紧凑，对于安装2台机组的推进装置其360全回转同步与不同步问题未提出介决方案和具体办法。此外对功率和吨位较大船舶，由于对转桨在下箱体后方，操舵力矩大，下箱体线型欠佳，外形欠美观，阻力大，也没有提到保持航向稳定的机翼形舵，对于低速船舶原有的对转桨图谱已不适用，对柴油机液压系统也未涉及更安全节能方案和电子控制方式。当采用电动机为主机时，本专利技术前申请的专利“电动360°全回转舷内外(双机)对转桨推进装置”(专利号:ZL201220004863.2)电动机是直立放置的，当大功率时，电动机外形及重量大大增加支架会更重，布置在船艉不安全，另外还未涉及达到零污染的保持水域环境清洁的水润滑方案。故本专利技术的电力推进是最佳的选择。并确定了保持水域环境免受污染的水润滑密封方案。
技术实现思路
本专利技术360°全回转舷内外(双机)对转桨推进装置整机结构包括固定在船艉部的桨舵回转体，驱动桨舵回转体的中间传动轴的第一传动链，驱动桨舵回转体中的回转部分的第二传动链，360°全回转(双机)同步与不同步运行电子操纵驱动机构和与原动机连接的高弹性联轴器。发动机通过高弹性联轴器(省略联轴节)直接与桨舵回转体相连，桨舵回转体包括一固定在船艉甲板上由外加散热片(有加强筋作用)的上、下壳体组成的哈夫式方形上箱体；上箱体内包括一可旋转地设在上箱体上、下壳体之间，其轴线与中间传动轴垂直且一端伸出上箱体外的转轴，一固定在上箱体转轴上的与固定在中间传动轴上端的大螺旋伞齿轮啮合的小螺旋伞齿轮。当柴油机为主机时其啮合与否由上箱体内的离合器控制，用液压离合器或电磁离合器，可自行设计或选国内外产品，其控制伐可用液压控制伐，电液电磁换向伐或电子换档液压控制阀，控制伐需去除倒车阀芯和通道专门设计，离合器的液压油由两台节能变频电机油泵机组(其中一台备用)供油进入冷却器控制伐管道，也可以由上箱体内一对轴带齿轮再带动油泵系统供油。当电动机作为主机时上箱体结构和里面大小螺旋伞齿轮与柴油机为主机时相同，所不同的是省略了液压或电磁离合器和相应的控制伐门和回路。同时省略了两台节能变频电机油泵机组，改为上箱体内螺旋伞齿轮轴带一对圆柱齿轮再带动油泵系统仅当作齿轮箱的润滑油冷却之用。一与上箱体下端圆形板底座固定且下部与固定套筒相连的圆锥形支架，固定套筒通过下部压盖密封，园锥形支架与圆锥形船体壳架相连，一可旋转地安装在圆锥形支架内，其上端伸入上箱体下端空腔内，而下端穿过固定套筒的旋转套筒，一固定在旋转套筒下端的流线形下箱体，其前段加长为楕圆形，里面为轴承壳和固定轴，再平滑连接前段下箱体，使下箱线形阻力最小，中段由圆形改为机翼流线型代替舵效作用前端加压水板，用铝合金材质减轻重量。由于外轴与里轴相反方向旋转故用高分子材料内外圈都有双唇口的骨架油封既耐磨又减磨耐蚀，寿命长。一上下端分别可旋转设置在上箱体和下箱体空腔内中段位于旋转套筒内的中间传动轴；(包括中段弹性联轴器)一可旋转地设在下箱体内，其轴线与中间传动轴垂直且一端伸出下箱体外的第一螺旋桨轴，一安装在第一螺旋桨轴伸出端上的第一高速螺旋桨，一可旋转地设在下箱体内，其轴线与第一螺旋桨轴重合的第二螺旋桨轴，一安装在第二螺旋桨轴伸出端的第二高速螺旋桨，两当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种360°全回转舷内外(双机)对转桨推进装置整体结构，分为由柴油机作为主机和电动机作主机两种，结构上包括船艉部的桨舵回转体，驱动桨舵回转体的中间传动轴的第一传动链，驱动桨舵回转体回转部分的第二传动链，360。全回转(双机)同步与不同步25种形式运行电子操緃驱动机构和与原动机连接的高弹性联轴器。(1)参考低速螺旋桨相关图谱并经理论计算设计的高速对转桨其节能值提高10‑15％，航速和推进效率提高10％左右，适用航速15‑20节以上高速船、艇、公务艇、军用舰艇；(2)船艉部的双机，每台有三台带编码器的伺服电机连减速机分别带动三个小圆柱齿轮，再共同带动一大圆柱齿轮，另有一角度传感器带动一小圆柱齿轮，或由二个小圆柱齿轮带动一大圆柱齿轮，其中一台备用，角度传感器同上。再通过与大圆柱齿轮连接的上部为圆锥形旋转体，下部穿过固定套筒与下箱体连接的旋转套筒实现360°全回转；(3)当柴油机作为主机时上箱体内一对螺旋伞齿轮啮合与脱开采用液压离合器、电磁离合器，其控制阀可用液压控制阀，电液电磁换向阀，电子换档控制阀，该控制阀是专门新设计的新型号，省去倒车阀芯和相应通道，离合器的供油由两台节能变频电机组成的油泵机组供油，也可以由安装在上箱体内(或外)的油泵供油，该油泵由上箱体内一对轴带齿轮带动，润滑油由上箱体内粗滤器经油泵后进入冷却器，经冷却后工作油一路通过箱盖上控制阀进离合器，另一路经控制阀内工作压力阀溢出至各润滑部位，大部分回上箱体内；(4)由外加散热片(既散热又提高了强度)由上，下壳体组成的方形箱体作上箱体，并以圆形板底座作支架上部，连接下部圆锥形支架与园锥形船体壳架固定；(5)专门改进设计了平滑，边缘整齐、清楚、美观、优质轻质材料、光洁度高的流线型下箱体和确保航向稳定的最小舵面积的机翼型舵结构包括压水板，设计制造了内外圈均为双唇口的适应相对速度加倍的材质优良的可靠的密封，既耐磨又减磨、耐蚀、寿命长；(6)360°全回转(双机)同步与不同步25种运行电子操緃驱动机构包括与节能变频电机和伺服电机编码器连接的驱动器，PLC主充放电箱，PLC通过单电缆通驾驶室触摸仪表视屏和双机双桨操緃器，除控制油泵变频电机和电子控制柴油机油门，离合器外还通过360°操舵方向盘，360°方位指示器达到双机360°同步与不同步25种形式的电子全程操控，触摸仪表视屏还装有电流表，电压表转速表，箱体温度，润滑油压力和360°角度三种传感器，超负荷应急停军等；(7)当电动机为主机且电动机横向布置时其上箱体省略离合器控制阀等保留润滑油冷却系统其中包括通过一对轴带齿轮再带动安装在上箱体内(或上箱体外)的油泵、润滑油由上箱体内的粗过滤器经油泵到冷却器，经冷却后的润滑由经过带旁通阀的精过滤器再直接回上箱体。360°全回转(双机)同步与不同步25种电子运行操緃驱动机构包括与三台编码器(或二台)连接的PLC，主放电箱，PLC通过单电缆通驾驶室触摸仪表视屏和双机双桨操作器，其触摸仪表视屏装有360°操舵方向盘，360°方位指示器和其它仪表(电流表、电压表、转速表、箱体温度、润滑油压力和360°角度等三种传感器)；(8)除解决高速对转桨运转时的密封难题外本专利技术推出水润滑密封方案，此方案无论是柴油机作主机或电动机作主机均适用，其中包括高分子材料组成的特殊轴承和使该轴承达到无限使用寿命的不锈钢特殊装置，密封件，轴承，水泵压缩空气等。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖鑫生，
申请(专利权)人：肖鑫生，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。