用于有轂輪緣推進器的集成式水潤滑軸承的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于船舶推進器領域，具體涉及一種將有轂輪緣推進器的組合式徑向軸承和推力軸承集成一體化設計及安裝工藝。
【背景技術】
[0002]輪緣推進器以其振動小、噪音低、節省船艙內部空間等眾多優點而受到越來越多的重視，目前輪緣推進器有無轂和有轂兩種形式。美國專利《Integral Motor PropulsorUnit For Water Vehicles)) (US005220231A)是有轂輪緣推進器，徑向軸承安裝在槳轂內，推力軸承安裝在槳轂端面。流入徑向軸承的潤滑冷卻水流量非常有限，難以起到潤滑冷卻效果；雖然在推力盤后面的槳轂上開有流道，但是水流完全靠自然流動；為了將推力盤安裝在槳轂上，且不破壞其推力面，在推力面相對的表面上加工了盲孔，但這樣也增大了槳轂直徑。
[0003]中國專利《無軸驅動式集成電機推進器》(CN102632982A)也是有轂輪緣推進器，其結構簡單，徑向軸承和美國專利相似，但沒有單獨的潤滑水通道，潤滑冷卻性能較差，且其為了將推力盤安裝在槳轂上，在推力盤推力面上開有盲孔，破壞了其工作表面，會減小推力盤承載力，增大推力瓦的磨損，減小其壽命。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:為了解決上述現有技術中存在的技術問題，提供一種有轂輪緣推進器集成式水潤滑軸承，其結構簡單，加工容易，維護方便，而且能大幅提高有轂輪緣推進器徑向軸承和推力軸承的潤滑冷卻性能。
[0005]本發明解決其技術問題采用以下的技術方案:
[0006]本發明提供的用于有轂輪緣推進器的集成式水潤滑軸承，其主要由推力盤、支撐環、軸套、橡膠板條、槳轂銅套和推力瓦組成，其中:槳轂銅套安裝在槳轂內，在槳轂兩端各安裝一個推力盤，兩個支撐環分別安裝在與槳軸相連的前導葉轂和后導葉轂上，支撐環上的每個扇形凹槽裝配一個推力瓦。軸套、橡膠板條和槳轂銅套形成組合式徑向軸承；推力盤、支撐環和推力瓦組成推力軸承。組合式徑向軸承和推力軸承組成集成式水潤滑軸承。
[0007]所述推力盤加工有多個螺旋流道，工作時前、后推力盤分別有向(離)心栗和離(向)心栗功能，可提高槳轂內前后壓力差。
[0008]所述推力盤加工有一個凸緣，凸緣外圓柱面上加工有多個沉孔，凸緣和槳轂的凸肩配合，螺釘通過凸緣上的沉孔將推力盤鎖緊在凸肩上。
[0009]所述兩個支撐環，分別用螺釘通過其沉孔與前導葉轂和后導葉轂相連。
[0010]所述橡膠板條硫化在軸套外圓柱面上。
[0011]本發明集成式水潤滑軸承工作時，槳轂銅套隨槳轂一起轉動，軸套與槳軸保持靜止，槳轂銅套和橡膠板條形成摩擦副。
[0012]所述推力瓦為扇形斜平面瓦，瓦背上加工有用于鎖緊推力瓦的盲孔。
[0013]所述軸套通過液壓套合安裝在槳軸上，與槳軸過盈配合。
[0014]所述軸套，其內圓柱面為錐度圓柱面，該圓柱面上開有多個周向油槽和I個軸向油槽，中間的周向油槽與軸向油槽相交處有一個油孔。
[0015]所述的推力盤、支撐環的外徑與漿轂外徑相等。
[0016]本發明與現有技術相比具有以下主要的有益效果:
[0017]1.提高了徑向軸承和推力軸承冷卻效果:
[0018]在推力盤上加工了螺旋流道，船舶正車航行時，推力盤隨槳轂一起旋轉，后端推力盤的螺旋流道起到向心栗的作用，可以提高槳轂尾端內部水壓，而前端推力盤的螺旋流道則起離心栗的作用，降低槳轂前端內部水壓，這樣增大了槳轂內前后水流壓差，強制水流流過組合式徑向軸承和推力軸承，將軸承的自由冷卻模式改變為強制冷卻模式，提高其冷卻潤滑性能。倒車航行時，向心栗變成離心栗、而離心栗則變為向心栗，同樣提高槳轂前后水流壓差，促進軸承冷卻潤滑。仿真分析表明:額定工況下，在推力盤上設計螺旋流道后，組合式徑向軸承兩端滑冷卻水壓力差壓力提高了 30%，軸承潤滑冷卻性能明顯改善。
[0019]2.提高了徑向軸承的承載能力和使用壽命:
[0020]傳統的水潤滑橡膠軸承將橡膠板條硫化在銅套內表面，本發明將橡膠硫化在軸套的外表面，在槳轂、槳轂銅套和軸套尺寸不變的情況下，相當于增大了軸頸直徑，更有利于軸承工作中形成流體動壓潤滑水膜，提高軸承承載能力，減少橡膠與銅套之間的干摩擦，提高軸承壽命。仿真分析表明:在額定工況下，對于本有轂輪緣推進器，將橡膠硫化在軸套外表面比硫化在槳轂銅套內表面，其水膜承載力提高了 12.5%。
[0021]3.結構簡單、緊湊:
[0022]把推力盤設計成帶凸緣的形式，同時在槳轂端面加工凸肩，推力盤通過凸緣與槳轂鎖緊，使得推力軸承與組合式徑向軸承很好地集成在槳轂上，且結構簡單、緊湊。避免了像中國專利《無軸驅動式集成電機推進器》(CN102632982A)那樣因加工軸向盲孔而破壞推力盤的推力面，同時也避免了像美國專利《Integral Motor Propulsor Unit For WaterVehicles)) (US005220231A)那樣為了給推力盤鎖緊螺栓孔提供足夠的空間而增大槳轂直徑。
【附圖說明】
[0023]圖1是有轂輪緣推進器的結構示意圖；
[0024]圖2是推力盤二維不意圖；
[0025]圖3是推力瓦二維不意圖；
[0026]圖4是推力瓦支撐環示意圖；
[0027]圖5是槳轂銅套三維示意圖；
[0028]圖6是外圓面硫化有橡膠板條的軸套三維示意圖；
[0029]圖7是槳轂三維示意圖。
[0030]圖中:1.槳轂；2.推力盤；3.支撐環；4.前導葉轂；5.鎖緊螺母；6.槳軸；7.軸套；8.橡膠板條；9.槳轂銅套；10.螺旋槳葉；11.前導葉；12.后導流罩；13.吊環；14.繞組鐵心；15.定子繞組；16.永磁鐵；17.前導流罩；18.推力瓦鎖緊螺釘；19.后導葉轂；20.支撐環鎖緊螺釘；21.推力瓦；22.螺旋流道；23.后導葉；24.聯接法蘭；25.盲孔；26.推力盤鎖緊螺釘；27.凸肩；28.沉孔；29.凸緣；30.油槽；31.油孔；32.沉孔；33.扇形凹槽。
【具體實施方式】
[0031]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步說明，但不限定本發明。
[0032]本發明提供的用于有轂輪緣推進器的集成式水潤滑軸承，其結構如圖1所示，主要由推力盤2、支撐環3、軸套7、橡膠板條8、槳轂銅套9和推力瓦21組成。其中:槳轂銅套9從槳轂I前端安裝在槳轂內，槳轂前端面上有盲孔25，槳轂銅套9端面法蘭上開有沉孔28，該沉孔用于避免槳轂銅套鎖緊螺栓高出法蘭表面，保證其法蘭端面的平整，以利于推力盤2安裝在槳轂I前端后能與該法蘭完全貼合在一起。兩個推力盤2分別安裝在槳轂I兩端，兩個支撐環3分別安裝在前導葉轂4和后導葉轂19上。在槳軸6的兩端分別安裝前導葉轂4、后導葉轂19，并由鎖緊螺母5鎖緊。
[0033]所述推力盤2加工有6個螺旋流道22和一個凸緣29，凸緣29外圓柱面上加工有6個沉孔28，兩個推力盤2分別安裝在槳轂I前、后兩端，凸緣29和槳轂凸肩27配合，推力盤鎖緊螺釘26通過凸緣29上的沉孔28將推力盤鎖緊在槳轂的凸肩上。在推力盤上加工凸緣，槳轂兩端加工凸肩，推力盤通過凸緣鎖緊在槳轂的凸肩上，該連接方式與現有結構的螺栓連接方式不同。本發明即保證了推力盤承載面面的完整性又不額外增加槳轂直徑，結構簡單、緊湊。在推力盤上加工了螺旋流道，螺旋流道有向心栗或離心栗的功能