带密封的自适应水润滑轴承结构的制作方法

1.本发明涉及水润滑轴承技术领域，尤其涉及一种带密封的自适应水润滑轴承结构。


背景技术：

2.水润滑轴承是船舶推进轴系在舷外的重要支承结构，由于推进轴系的悬臂支承结构会导致水润滑轴承出现局部承载过大的偏载效应，现有的水润滑轴承难以适应偏载效应，从而严重影响了水润滑轴承的使用寿命；同时，在出现偏载效应时，水润滑轴承两端的密封结构也会出现偏移，导致密封结构的密封性能较差，从而影响水润滑轴承的使用效果。


技术实现要素：

3.本发明提供一种带密封的自适应水润滑轴承结构，用以解决或改善现有水润滑轴承在出现偏载效应时存在适应性较差以及密封性能较差的问题。
4.本发明提供一种带密封的自适应水润滑轴承结构，包括：轴承座、水润滑轴承组件、弹性组件及轴端密封装置；所述轴承座套设于所述水润滑轴承组件上，所述水润滑轴承组件用于套设于主轴上，所述弹性组件设于所述轴承座与所述水润滑轴承组件之间，所述弹性组件分别与所述轴承座及所述水润滑轴承组件连接；所述轴承座用于与船体连接；所述轴端密封装置设有两个，其中一个所述轴端密封装置与所述水润滑轴承组件的第一端连接，另一个所述轴端密封装置与所述水润滑轴承组件的第二端连接，所述轴端密封装置与所述主轴的外壁面密封连接；其中一个所述轴端密封装置上设有进水口，另一个所述轴端密封装置上设有出水口。
5.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述弹性组件包括内衬套安装套、弹性层及外衬套；所述内衬套安装套与所述水润滑轴承组件连接，所述外衬套套设于所述内衬套安装套上，所述外衬套与所述轴承座连接；所述弹性层设于所述内衬套安装套与所述外衬套之间，所述弹性层分别与所述内衬套安装套及所述外衬套连接。
6.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述弹性组件还包括阻尼层；所述阻尼层设于所述外衬套与所述弹性层之间，所述阻尼层分别与所述外衬套及所述弹性层连接。
7.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述弹性组件还包括弹性层安装套；所述弹性层安装套设于所述弹性层与所述阻尼层之间，所述弹性层安装套分别与所述弹性层及所述阻尼层连接。
8.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述弹性层在沿所述主轴的轴向的一端面上凹设有第一弧形槽，所述弹性层在沿所述主轴的轴向的另一端面上凹设有第二弧形槽。
9.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述水润滑轴承组件包括内衬套与轴瓦；所述内衬套套设于所述轴瓦上，所述轴瓦套设于所述主轴上，所述轴瓦与
所述主轴之间形成第一间隙；所述内衬套与所述弹性组件连接。
10.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述轴端密封装置包括密封壳体与密封结构；所述密封壳体套设于所述主轴上，所述密封壳体与所述主轴之间形成第二间隙，所述密封壳体靠近所述水润滑轴承组件的一侧与所述水润滑轴承组件密封连接，所述密封结构设于所述密封壳体与所述主轴之间，所述密封结构位于所述密封壳体背离所述水润滑轴承组件的一侧，所述密封结构分别与所述密封壳体及所述主轴的外壁面密封连接；所述密封壳体上设有管接头，所述进水口形成于其中一个所述轴端密封装置的所述管接头，所述出水口形成于另一个所述轴端密封装置的所述管接头。
11.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述轴端密封装置还包括压盖；所述密封壳体靠近所述主轴的一侧设有凹槽，所述密封结构设于所述凹槽内，所述压盖与所述密封壳体背离所述水润滑轴承组件一侧的端面可拆卸式连接，所述密封结构通过所述压盖与所述凹槽的侧壁抵接。
12.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述密封结构包括两个密封圈，两个所述密封圈沿所述主轴的轴向排布，两个所述密封圈之间设有挡环。
13.根据本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构，所述管接头通过密封垫片与所述密封壳体连接。
14.本发明提供的带密封的自适应水润滑轴承结构，通过设置弹性组件，以使得该轴承结构能够自适应由于偏载效应而产生的主轴倾斜，既保证了主轴工作的可靠性，又保证了水润滑轴承组件两端的密封性；在主轴转动的过程中，冷却水由进水口进入，并在水润滑轴承组件与主轴的外壁面之间形成水膜，从而实现主轴的水润滑，润滑后的冷却水由出水口排出，通过冷却水在进水口与出水口之间的循环流动，保证了主轴在转动过程中的冷却效果；在主轴由于偏载效应相对于船体出现倾斜的情况下，与主轴相连的水润滑轴承组件也会产生倾斜，即水润滑轴承组件相对于轴承座出现倾斜，使得弹性组件受力产生形变，从而适应主轴的倾斜，即通过柔性的方式实现主轴与水润滑轴承组件的自适应倾斜，以避免主轴与该轴承结构出现损坏，保证了主轴与水润滑轴承组件工作的可靠性，同时，由于水润滑轴承组件两端的轴端密封装置均与水润滑轴承组件连接，则轴端密封装置也能够伴随主轴自适应倾斜，则轴端密封装置始终能够与主轴的外壁面密封连接，保证了轴端密封装置的密封效果，以避免冷却水出现泄漏，进一步保证了主轴与水润滑轴承组件工作的可靠性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明提供的带密封的自适应水润滑轴承结构的结构示意图；
17.图2是本发明提供的弹性组件的结构示意图；
18.图3是本发明提供的水润滑轴承组件的结构示意图；
19.图4是本发明提供的轴端密封装置的结构示意图。
20.附图标记：
21.1：轴承座；2：水润滑轴承组件；21：内衬套；22：轴瓦；3：弹性组件；31：内衬套安装套；32：弹性层；33：外衬套；34：阻尼层；35：弹性层安装套；4：轴端密封装置；41：密封壳体；42：密封结构；421：j型密封圈；43：管接头；44：压盖；45：挡环；5：主轴；61：进水口；62：出水口；7：紧固螺栓；8：橡胶密封环；9：螺栓。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
23.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
25.下面结合图1至图4描述本发明提供的一种带密封的自适应水润滑轴承结构。
26.如图1所示，本实施例所示的带密封的自适应水润滑轴承结构包括：轴承座1、水润滑轴承组件2、弹性组件3及轴端密封装置4。
27.轴承座1套设于水润滑轴承组件2上，水润滑轴承组件2用于套设于主轴5上，水润滑轴承组件2的轴线与主轴5的轴线重合，弹性组件3设于轴承座1与水润滑轴承组件2之间，弹性组件3分别与轴承座1及水润滑轴承组件2连接；轴承座1用于与船体连接；轴端密封装置4设有两个，其中一个轴端密封装置4与水润滑轴承组件2的第一端连接，另一个轴端密封装置4与水润滑轴承组件2的第二端连接，轴端密封装置4与主轴5的外壁面密封连接；其中一个轴端密封装置4上设有进水口61，另一个轴端密封装置4上设有出水口62，进水口61与出水口62连通。
28.具体地，本实施例所示的带密封的自适应水润滑轴承结构，通过设置弹性组件3，以使得该轴承结构能够自适应由于偏载效应而产生的主轴5倾斜，既保证了主轴5工作的可靠性，又保证了水润滑轴承组件2两端的密封性；在主轴转动的过程中，冷却水由进水口61进入，并在水润滑轴承组件2与主轴5的外壁面之间形成水膜，从而实现主轴的水润滑，润滑后的冷却水由出水口62排出，通过冷却水在进水口61与出水口62之间的循环流动，保证了主轴5在转动过程中的冷却效果；在主轴5由于偏载效应相对于船体出现倾斜的情况下，与主轴5相连的水润滑轴承组件2也会产生倾斜，即水润滑轴承组件2相对于轴承座出现倾斜，使得弹性组件3受力产生形变，从而适应主轴5的倾斜，即通过柔性的方式实现主轴5与水润滑轴承组件2的自适应倾斜，以避免主轴5与该轴承结构出现损坏，保证了主轴5与水润滑轴承组件2工作的可靠性，同时，由于水润滑轴承组件2两端的轴端密封装置4均与水润滑轴承
组件2连接，则轴端密封装置4也能够伴随主轴5自适应倾斜，则轴端密封装置4始终能够与主轴5的外壁面密封连接，保证了轴端密封装置4的密封效果，以避免冷却水出现泄漏，进一步保证了主轴5与水润滑轴承组件2工作的可靠性。
29.在一些实施例中，如图2所示，本实施例所示的弹性组件3包括内衬套安装套31、弹性层32及外衬套33；内衬套安装套31与水润滑轴承组件2连接，外衬套33套设于内衬套安装套31上，外衬套33与轴承座1连接；弹性层32设于内衬套安装套31与外衬套33之间，弹性层32分别与内衬套安装套31及外衬套33连接。
30.具体地，在主轴5由于偏载效应出现倾斜时，主轴5带动水润滑轴承组件2与内衬套安装套31同步倾斜，而外衬套33通过轴承座1与船体连接，则内衬套安装套31相对于外衬套33出现倾斜，内衬套安装套31与外衬套33之间的弹性层32受力产生形变，使得该轴承结构具有角度自适应能力，内衬套安装套31与外衬套33对弹性层32起到保护作用，以保证弹性层32的可靠性。
31.其中，弹性层32可采用橡胶等弹性非金属材料。
32.在一些实施例中，如图2所示，本实施例所示的弹性组件3还包括阻尼层34；阻尼层34设于外衬套33与弹性层32之间，阻尼层34分别与外衬套33及弹性层32连接。
33.具体地，通过设置阻尼层34，从而提高了弹性组件3整体的阻尼因子，从而达到减振的效果。
34.其中，阻尼层34可采用阻尼合金材料。
35.在一些实施例中，如图2所示，本实施例所示的弹性组件3还包括弹性层安装套35；弹性层安装套35设于弹性层32与阻尼层34之间，弹性层安装套35分别与弹性层32及阻尼层34连接，通过设置弹性层安装套35，从而将弹性层32与阻尼层34隔开，以保证弹性层32与阻尼层34的可靠性。
36.在一些实施例中，如图2所示，本实施例所示的弹性层32在沿主轴5的轴向的一端面上凹设有第一弧形槽，弹性层32在沿主轴5的轴向的另一端面上凹设有第二弧形槽。
37.具体地，通过在弹性层32的两端设置第一弧形槽与第二弧形槽，则弹性层32整体呈中部厚两端薄的结构，相应地，弹性层32的两端相较于弹性层32的中部更容易被压缩，在主轴5出现倾斜时，弹性层32能够大致以弹性层32的中部为圆心产生塑性形变，减小了主轴5克服弹性层32产生塑性形变的作用力，从而减小了主轴5的挤压损伤。
38.在一些实施例中，如图3所示，本实施例所示的水润滑轴承组件2包括内衬套21与轴瓦22；内衬套21套设于轴瓦22上，轴瓦22套设于主轴5上，轴瓦22与主轴5之间形成第一间隙；内衬套21与弹性组件3连接。
39.具体地，冷却水由进水口61进入第一间隙，从而对轴瓦22与主轴5起到润滑作用，内衬套21与弹性组件3的内衬套安装套31通过紧固螺栓7连接，将弹性层32设置在外衬套33与内衬套安装套31的轴向中间位置，此时弹性层32的角度自适应效果最佳。
40.其中，轴瓦22可采用橡胶或高分子等非金属材料。
41.在一些实施例中，如图4所示，本实施例所示的轴端密封装置4包括密封壳体41与密封结构42；密封壳体41套设于主轴5上，密封壳体41与主轴5之间形成第二间隙，密封壳体41靠近水润滑轴承组件2的一侧与水润滑轴承组件2密封连接，密封结构42设于密封壳体41与主轴5之间，密封结构42位于密封壳体41背离水润滑轴承组件2的一侧，密封结构42分别
与密封壳体41及主轴5的外壁面密封连接；密封壳体41上设有管接头43，进水口61形成于其中一个轴端密封装置4的管接头43，出水口62形成于另一个轴端密封装置4的管接头43。
42.具体地，密封壳体41与内衬套21通过紧固螺栓7连接，同时，密封壳体41与内衬套21之间设有橡胶密封环8，以保证密封壳体41与内衬套21之间的密封性；密封结构42对密封壳体41与主轴5的外壁面之间进行密封，以防止轴瓦22与主轴5之间的冷却水从密封壳体41的端部泄漏；由于密封壳体41和密封结构42与内衬套21连接，则在主轴5出现倾斜时，密封壳体41与密封结构42能够伴随着主轴5适应性地同步倾斜，以使得密封结构42始终能够与主轴5的外壁面贴合，从而保证密封结构42的密封性能。
43.其中，密封壳体41上设有螺纹通孔，管接头43通过密封垫片与螺纹通孔螺纹连接，从而保证了管接头43与螺纹通孔之间的密封性。
44.在一些实施例中，如图4所示，本实施例所示的轴端密封装置4还包括压盖44；密封壳体41靠近主轴5的一侧设有凹槽，密封结构42设于凹槽内，压盖44与密封壳体41背离水润滑轴承组件2一侧的端面可拆卸式连接，密封结构42通过压盖44与凹槽的侧壁抵接。
45.具体地，压盖44通过螺栓9与密封壳体41连接，从而由压盖44将密封结构42压紧在凹槽内，以防止密封结构42出现轴向窜动，保证了密封结构42的密封性能。
46.在一些实施例中，如图4所示，本实施例所示的密封结构42包括两个密封圈，两个密封圈沿主轴5的轴向排布，两个密封圈之间设有挡环45。
47.具体地，两个密封圈为j型密封圈421，两个j型密封圈421之间通过挡环45隔开，挡环45对两个j型密封圈421起到限位与定位作用；当主轴5出现倾斜的情况下，两个j型密封圈421也会伴随主轴5产生适应性倾斜，以使得j型密封圈421的密封效果不会由于轴线的变化而发生恶化。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，包括：轴承座、水润滑轴承组件、弹性组件及轴端密封装置；所述轴承座套设于所述水润滑轴承组件上，所述水润滑轴承组件用于套设于主轴上，所述弹性组件设于所述轴承座与所述水润滑轴承组件之间，所述弹性组件分别与所述轴承座及所述水润滑轴承组件连接；所述轴承座用于与船体连接；所述轴端密封装置设有两个，其中一个所述轴端密封装置与所述水润滑轴承组件的第一端连接，另一个所述轴端密封装置与所述水润滑轴承组件的第二端连接，所述轴端密封装置与所述主轴的外壁面密封连接；其中一个所述轴端密封装置上设有进水口，另一个所述轴端密封装置上设有出水口。2.根据权利要求1所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述弹性组件包括内衬套安装套、弹性层及外衬套；所述内衬套安装套与所述水润滑轴承组件连接，所述外衬套套设于所述内衬套安装套上，所述外衬套与所述轴承座连接；所述弹性层设于所述内衬套安装套与所述外衬套之间，所述弹性层分别与所述内衬套安装套及所述外衬套连接。3.根据权利要求2所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述弹性组件还包括阻尼层；所述阻尼层设于所述外衬套与所述弹性层之间，所述阻尼层分别与所述外衬套及所述弹性层连接。4.根据权利要求3所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述弹性组件还包括弹性层安装套；所述弹性层安装套设于所述弹性层与所述阻尼层之间，所述弹性层安装套分别与所述弹性层及所述阻尼层连接。5.根据权利要求2所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述弹性层在沿所述主轴的轴向的一端面上凹设有第一弧形槽，所述弹性层在沿所述主轴的轴向的另一端面上凹设有第二弧形槽。6.根据权利要求1所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述水润滑轴承组件包括内衬套与轴瓦；所述内衬套套设于所述轴瓦上，所述轴瓦套设于所述主轴上，所述轴瓦与所述主轴之间形成第一间隙；所述内衬套与所述弹性组件连接。7.根据权利要求1所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述轴端密封装置包括密封壳体与密封结构；所述密封壳体套设于所述主轴上，所述密封壳体与所述主轴之间形成第二间隙，所述密封壳体靠近所述水润滑轴承组件的一侧与所述水润滑轴承组件密封连接，所述密封结构设于所述密封壳体与所述主轴之间，所述密封结构位于所述密封壳体背离所述水润滑轴承组件的一侧，所述密封结构分别与所述密封壳体及所述主轴的外壁面密封连接；所述密封壳体上设有管接头，所述进水口形成于其中一个所述轴端密封装置的所述管接头，所述出水口形成于另一个所述轴端密封装置的所述管接头。8.根据权利要求7所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述轴端密封装置还包括压盖；
所述密封壳体靠近所述主轴的一侧设有凹槽，所述密封结构设于所述凹槽内，所述压盖与所述密封壳体背离所述水润滑轴承组件一侧的端面可拆卸式连接，所述密封结构通过所述压盖与所述凹槽的侧壁抵接。9.根据权利要求7所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述密封结构包括两个密封圈，两个所述密封圈沿所述主轴的轴向排布，两个所述密封圈之间设有挡环。10.根据权利要求7所述的带密封的自适应水润滑轴承结构，其特征在于，所述管接头通过密封垫片与所述密封壳体连接。

技术总结
本发明涉及水润滑轴承技术领域，提供一种带密封的自适应水润滑轴承结构，包括：轴承座、水润滑轴承组件、弹性组件及轴端密封装置；轴承座套设于水润滑轴承组件上，水润滑轴承组件套设于主轴上，弹性组件设于轴承座与水润滑轴承组件之间，弹性组件分别与轴承座及水润滑轴承组件连接；轴端密封装置设有两个，其中一个轴端密封装置与水润滑轴承组件的第一端连接，另一个轴端密封装置与水润滑轴承组件的第二端连接，轴端密封装置与主轴的外壁面密封连接；其中一个轴端密封装置上设有进水口，另一个轴端密封装置上设有出水口；本发明通过弹性组件的形变从而自适应主轴的倾斜，保证主轴工作可靠性的同时又保证了水润滑轴承组件两端的密封性。的密封性。的密封性。


技术研发人员：何涛 代路 田佳彬 徐广展 曹光明 柳勇 李少丹 郑召利 吴牧云 杨小虎 马灿
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七一九研究所
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/5/10