用于喷射推进单元的轴向可调止推轴承制造技术

本发明专利技术涉及用于推进船只的喷射式推进单元（１），所述喷射式推进单元（１）包括：至少一个带有泵壳（４）的叶轮泵（３），在泵壳中，叶轮轴（２２）或连接到所述叶轮轴（２２）的轴颈（２１）转动地轴颈支承在轴承内；以及，具有叶轮片（２４）的叶轮（７），叶轮（７）固定到所述叶轮轴（２２）或轴承颈（２１）上，以便跟随叶轮轴（２２）的转动，叶轮片（２４）设置在叶轮（７）上，且每个叶轮片（２４）和泵壳（４）的内侧（１５）之间具有游隙（２５）。根据本发明专利技术，喷射式推进单元（１）还包括轴向可调节止推轴承（２７），其设置得和叶轮轴（２２）协同工作，以调节游隙（２５）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于推进船只的喷射推进单元，其包括至少一个带有泵壳的叶轮泵，以及具有叶轮片的叶轮。在所述叶轮泵的泵壳内，叶轮轴或者与所述叶轮轴相连的轴颈能够可转动地轴颈支承在轴承中；所述叶轮固定到所述叶轮轴或轴颈，以便随叶轮轴的转动而转动，叶轮片设置在叶轮上，在每个叶轮片和泵壳的内侧存在游隙。
技术介绍
上述类型的喷射推进单元，又可称为喷水或叶轮单元，目前已知的有许多不同的设计和尺寸大小，从小至约500KW到大至30000KW或更大。与传统的推进器相比，喷水单元在推进方法上有很大不同。与传统的推进器不同，如所称作的那样，其具有安装在船只外壳上的水泵或叶轮泵。叶轮泵包括安装在封闭的叶轮室中的叶轮，所述叶轮室同时也是海水流动管道的一部分。叶轮安装在驱动轴，即叶轮轴，的端部，叶轮轴是引擎轴或者间接连接到所述轴上。该叶轮的目的是对海水施压以产生有力的水喷射，喷射推进单元因此而得名。水离开泵时产生的反作用力可用于推进船只。叶轮的转动方向永远不会改变，然而可使用“反转设备”来偏转喷水的方向，并因而偏转反作用力的方向，这也改变了船只的推进方向。相比传统的推进器，因为叶轮泵的功效在时速超过25节每小时的情况下高达90％以上，所以喷水推进器有很多优点。这导致在同样的推动力作用下船只速度会更快，或者在同样的速度和较小的推动力作用下可明显地降低耗油量。然而，直至今天，在快而昂贵的货物空运的一方面和慢而便宜的货物集装箱运输的另一方面之间一直存在矛盾。所以，迫切需要建造用于在美国和欧洲之间高速运输的大型快速的海运船只，这种船装备有很大的喷水推进单元。估计这种船只的平均速度在海浪高达7.5米时可达35节每小时，目前货运时间估计可缩短1/3。为了实现上述船只，所需的喷水推进器至少要达50000KW，进水口直径可达3.25米，相比之下，传统喷水推进器的最大进水口直径仅2.0米。这样规划的船只具有等价于每秒钟500m3流量的单元。应该理解，为实现这样的能力和流量需要巨大的单元。但是，为了实现优化的效率和提高燃料经济性，大型设备在喷水器的尺寸选择上要求较高的精确度。对推进单元的其它普通需求还有例如，好的可操控性、及能够对应恶劣的工作条件，如外海。若干相关因素决定了该种船能否适应这些需求。在正常操作期间，通过控制叶轮片和叶轮室之间的游隙，可使两者之间互相接触的风险大大降低，从而提高了叶轮的效率。所以，叶轮和叶轮室之间的游隙对推进力的输出是非常重要的，由于较大的游隙将降低叶轮泵的效率，因此有必要保持游隙尽量小。在本设计的叶轮泵中，叶轮片的直径约为4.5米并且叶轮片和叶轮室之间的游隙仅有4毫米。应该明白，如气温变动以及出现问题使得难以在不出现故障危险的条件下进一步减小所述游隙。由叶轮接触封闭外壳所造成的损害是很严重的问题。这种接触可能是由于气穴现象引起的振动和波动而造成的。由于这种原因，如果所述游隙被翻番，即从约为直径的0.1％增加到约为直径的0.2％，那么推进力输出将会降低1％，其涉及到不可忽略的成本增加。因为将所获得的游隙减小每毫米而得到的按百分比计算的增益，因此，尽量保持小的游隙是极为重要的。当然，与此同时，对叶轮和封闭外壳之间所允许的最大公差提出了很高的要求。并且，喷射推进单元越大，对不同部件之间公差的要求就越大。如果以百分比计算，叶轮的机械公差比钟表装置的公差要大。例如，直径达4500毫米的叶轮片以若干个0.1毫米的精度进行旋转磨削。例如，当速度为每小时40节时，这些小公差使轴向力向驱动力的转换优化，延长耐用性并产生最小的振动和声音水平。然而，在某些状况下，例如外来物体流经水泵时，会产生波动和振动的风险，其造成叶轮片的轴向移动，这样使得叶轮片与叶轮室接触。在恶劣的天气条件下，例如在公海，将会加大这种损害的风险，会有巨大的加速度或者水泵抽吸空气的风险。再者，由于船壳本身的运动可使叶轮的位置发生改变。在大西洋中部的狂风中所导致的喷射推进单元的故障会很严重。因此，在某些特定情况下，有必要接受由于稍微增加游隙而引起的一定程度的效率降低。因为叶轮室和叶轮片具有圆锥形接触面，所以如果叶轮轴向运动，就会改变游隙。所以，必要时，一个基本要求是能够通过叶轮的轴向运动对叶轮和封闭外壳之间的游隙进行调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现这样的用于推进船只的喷射推进单元，所述喷射推进单元可极大地降低甚至完全消除叶轮片接触叶轮室内壁的风险，并且以比过去更好的方式并还在比现有的传统船只的尺寸大得多的尺寸条件下发挥喷射推进单元的好的品质。作为该复杂问题的解决方法，建议可移动地布置所包括的止推轴承。通过使用某种类型的液压活塞配置，可适当地进行移动，所述配置还发挥一定的阻尼功能。根据本专利技术的喷射推进单元的特性在于，喷射推进单元还包括轴向可调节的止推轴承，其设置为与叶轮轴协调工作以调整所述游隙。根据根据本专利技术的喷射推进单元的其它方面-止推轴承包括围绕和封闭轴承盘或和叶轮轴协同工作的轴承壳，所述轴承壳设置为可借助调整装置轴向移动一充分的距离，以便叶轮片和泵壳的内侧之间的游隙保持在游隙所允许的最大和最小范围之内；-导杆安装于与轴有特定距离处并与轴平行，所述杆延伸穿过轴承壳，并且轴承壳借助引导装置沿导杆轴向运动；-止推轴承包括相对船壳固定的轴承壳，所述轴承壳包围和封闭轴承盘，所述轴承盘连接到叶轮轴上或与叶轮轴协同运动，所述轴承盘设置为可借助调整装置进行轴向调整一充分的距离，以便叶轮片和泵壳内侧之间的游隙保持在叶轮片游隙所允许的最大和最小范围之内；-调整装置安装在轴承壳的内侧；-调整装置包括至少一个液压或气压汽缸；-或者，部分或全部调整装置为机械调整装置；-轴承盘是叶轮轴、轴颈、或中间轴的径向突出部分，尤其适用于止推轴承并连接到叶轮轴上；-轴承壳包括一个或若干个轴承支承；-轴承支承包括轴承面，所述轴承面包括例如，聚四氟乙烯成分、不同合成材料、白合金和/或钢铁等；-调整装置由液压或气压汽缸制成，所述汽缸具有分别用于压缩空气和液压油的连接管，所述连接管穿过轴承壳的侧面；-叶轮片的最大和最小允许游隙根据叶轮片位置的实际或期望的轴向和/或径向变化来决定。本专利技术的优点在正常工作期间，即，在远海，不明物体吸进水泵的风险很小，且在正常天气状况下，叶轮片和叶轮室之间的游隙设置成很适于推进船只的值。如果工作状况恶化，可临时增加游隙，从而极大地降低甚至完全消除不希望的磨损风险。附图说明参照附图，将更详细地说明本专利技术，其中图1是穿过根据本专利技术的用于船只推进的喷射推进单元的部件的纵剖视图，该喷射推进单元包括安装在叶轮室中的叶轮轴末端的叶轮；图2是穿过根据第一实施例的止推轴承的部件的纵剖视图，该止推轴承设置在图1的叶轮轴上，并且通过止推轴承可实现叶轮相对于叶轮室的轴向运动；图3是穿过根据本专利技术第二实施例的止推轴承的部件的纵剖视图。具体实施例方式参照图1，图1简要示出了用于推进船只的喷射推进单元1的纵向部分。作为船只2的一体部分，喷射推进单元1包括带有泵壳4的叶轮泵3，所述叶轮泵3包括前部和后部，并安装在船只2的船壳的船尾部5内，并通常位于船壳2的横梁尾部6处或沿横梁尾部。而且，叶轮泵3包括叶轮7，其可转动地轴颈支承在轴毂壳8的中心上，并被固定安装在叶轮壳4中的叶轮室9内。叶轮壳4及其叶轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于推进船只的喷射推进单元（１），包括：至少一个带有泵壳（４）的叶轮泵（３），在泵壳内，叶轮轴（２２）或与所述叶轮轴（２２）相连的轴颈（２１）转动地轴颈支承在轴承内；以及具有叶轮片（２４）的叶轮（７），所述叶轮（７）固定在所述叶轮轴（２２）或轴颈（２１）上，以便跟随叶轮轴（２２）的转动，叶轮片（２４）设置在叶轮（７）处，且每个叶轮片（２４）和泵壳（４）的内壁（１５）之间具有游隙（２５），其特征在于，该喷射推进单元（１）还包括轴向可调节止推轴承（２７），所述止推轴承（２７）设置得与叶轮轴（２２）协同工作，用于调节所述游隙（２５）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹斯托恩布拉德，克里斯特黑格，冈纳斯蒂鲁德，
申请(专利权)人：罗尔斯罗伊斯股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]