360全回转船舶对转桨推进装置.pdf

360°全回转船舶对转桨推进装置其核心为内河中小型船舶在螺旋桨低速时的对转桨技术，它是结合中国船舶现状的创新和发展。经过多条船舶长达10余年的测试和航行实践证明节能8～10％，航行安全，提高航速和推进效率10％左右。在系列产品基础上创新制订了对转桨理论图谱，填补了国内外空白。本发明采用直联式传动方式使上述节能指标再提高1～2％。机内安装液压离合器系统，工作可靠，噪音减少，功率范围扩大。采用密封件及弹性元件的井架式密封盖支架，使发动机及整机落舱(加上机内使用螺旋伞齿轮及环保润滑油)既解决噪声及环保问题，又能吸收推进力和振动，对整机起缓冲保护作用。产品重量轻，成本低，外形尺寸小，结构新颖，安装维修方便，适用于各种船舶内河浅水航道航行，是更高效、节能、环保型船舶推进装置。

1.  一种360°全回转船舶对转桨推进装置，包括固定在船艉部的桨舵回转体，驱动桨舵回转体中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，操纵驱动机构以及与原动机连接的零部件。
内河中小型船舶在螺旋桨低速时的对转桨(即第一螺旋桨和第二螺旋桨相反方向旋转)在几十种功率，系列产品基础上创新制订对转桨理论图谱。
采用直联式传动方式即发动机连接高弹性联轴器(联轴节)再直接与舵桨回转体相连，使节能在原有8～10％基础上再提高1～2％。
机内使用由油泵，冷却器，液压控制器(液压控制阀或电磁换向阀)等组成的液压离合器。
与固定套筒连接并与船体骨架及上箱体螺接的刚性有密封件和弹性元件的井架式密封盖支架。固定在船艉部甲板下的由上、下壳体组成的哈夫式上箱体，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与固定在中间传动轴上端的大锥齿轮啮合的锥齿轮。
其第二传动链360°全回转驱动机构包括固定在上箱体下部壳体侧面其轴线与中间传动轴垂直且一端伸出上箱体外的齿轮(蜗杆)轴，固定在齿轮(蜗杆)轴一端并与固定在旋转套筒上端的旋转大锥齿轮(蜗轮)啮合的旋转小锥齿轮(蜗杆)，一固定在上箱体下部壳体侧面的旋转小锥齿轮(蜗杆)轴上的上连接管；一电动机直联型减速机(或低速电机)以及连接旋转小锥齿轮(蜗杆)轴与电动机直联型减速机(或低速电机)输出轴的旋转联轴节。
所述操纵驱动机构包括一通过电缆控制电机的安装在驾驶室内的电控开关箱，一由电控开关箱控制舵角指示器，转舵装置，应急操纵及离合器操纵台。

2.  如权利1所述360°全回转船舶对转桨推进装置中还包括与上箱体下端固定连接的固定套筒，一可旋转地安装在固定套筒内，其上端伸入上箱体下端空腔内而其下端穿过固定套筒的旋转套筒，一固定在旋转套筒下端的下箱体，第一传动链中位于旋转套筒中心的中间传动轴；下箱体内第一与第二螺旋桨轴；两分别安装在第一与第二螺旋桨轴位于下箱体内两端的大锥齿轮以及一固定在中间传动轴下端的分别与两大锥齿轮啮合的小锥齿轮。

3.  如权利1或2所述360°全回转船舶对转桨推进装置其特征在于所述锥齿轮为螺旋伞齿轮。所述桨舵回转体中第一和第二螺旋桨轴的伸出端分别位于下箱体相对一侧或二侧上。在船艉部的船体中心线对称两侧分别装有一台所述船舶对转桨推进装置。

360°全回转船舶对转桨推进装置
技术领域
本发明涉及机动船动力推进装置，特别涉及一种具有360°全回转最佳推进和操纵效应并采用能大量节省功率(节约能源)的世界先进对转桨技术的船舶推进装置。
使用对转桨由于前桨旋转损失的能量被后桨吸收产生更大的能量，推力几乎呈水平直线状向前驱动船舶前进，故对转桨能大量节省燃料(最高达14％)提高航速10％左右，提高推进效率8～10％。本发明由于采用直联型传动方式，减少了机械损失，故上述提高基础上再提高1～2％。因此本发明的目的是为船主按其需要提供节能数值比以前专利更高的高效、节能、环保型360°全回转船舶对转桨推进装置。
内河中小型船舶在螺旋桨低速时的对转桨技术是结合中国船舶现状的创新和发展，经过多条不同类型的船舶的对比试验(即在同一条船相同功率及工况下安装传统推进装置和本专利产品)以及长达十余年的航行实践证明了同样具有上述节能值，特别是航行安全。在拥有几十种功率系列产品的基础上创新制定了对转桨理论图谱，从理论与实践填补了国内外空白。
机内使用由油泵、冷却器、液压控制器(液压控制阀或电磁换向阀)等组成的液压离合器，除工作可靠、噪音降低外，提供功率范围更大。
采用密封盖支架是具有密封件和弹性元件的井架式金属框架构件，它使动力及整机均落舱(加上机内使用螺旋伞齿轮及环保润滑油)从而彻底解决噪声(下降50％)及环境污染问题。密封件及弹性元件能吸收推进力和振动，如果螺旋桨撞击物体对整机具有缓冲保护作用。
采用质优、性能齐全、价格合理的360°全回转驱动机构是集推进和操舵功能于一体，使船舶在任意方向都获得最大推力，即最大节能值。可使船舶调头灵活、倒车快、航行安全。据此可省略常规的舵、舵机、舵系和倒车齿轮机构。
功率由两个螺旋桨分担，故螺旋桨直径减少，减少了叶尖损失和穴蚀，空泡改善，更适合于船舶浅水航道航行。
采用重负荷材料及良好的密封件具有较好的防腐性能，及可靠耐久性能。
相同功率下，本专利产品比传统推进装置重量轻20％左右，成本降低10％左右，结构新颖紧凑，外形尺寸小，安装维修方便，拥有各种功率、系列、速比、传动方式及适应各类船舶(包括货船、客船、旅游船、挖泥船、沿海渔业等)。
本项目是国家四部委07年初确定的优先发展的高科技重点领域先进制造18项内容之一。
背景技术
传统推进装置是由机舱内的内燃机连接具有正、倒车及变速功能的齿轮箱，通过中间轴、艉轴带动单螺旋桨，不具备节能效应。从造价看传统推进装置都有1.5～3m的艉轴艉管系统，因而重量大，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。更主要是传统技术(即齿轮箱)难以实现对转桨工作方式和技术要求。本发明就是在这种历史背景下脱颖而出的。
发明内容
本发明“360°全回转船舶对转桨推进装置”包括固定在船艉部的桨舵回转体，驱动桨舵回转体中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，操纵驱动机构以及与原动机连接的零部件。
发动机连接高弹性橡胶联轴器(联轴节)再直接与桨舵回转体相连。桨舵回转体包括一固定在船艉部甲板下的、由上部壳体与下部壳体组成的哈夫式上箱体；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锥齿轮啮合的小锥齿轮，其啮合与否由上箱体内液压离合器控制，离合器的液压油由油泵进入冷却器、液压控制器(液压控制阀或或电磁换向阀)的管路进入。
一与上箱体下端固定连接的固定套筒；一与固定套筒连接并与船体骨架螺接的刚性具有缓冲弹性元件的井架式密封盖支架，它与上箱体及中部固定套筒有弹性元件及密封件相连，既防止舷外水进舱以及滑油、柴油滴入江河，更主要是吸收推进力和振动，对桨舵回转体起缓冲保护作用，其上有孔盖可观察与清除螺旋桨水中杂物，发生临时故障时便于修理及总成更换。
一可旋转地安装在固定套筒内，其上端伸入上箱体下端空腔内而其下端穿过固定套筒的旋转套筒；一固定在旋转套筒下端的下箱体；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；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地第二螺旋桨轴；一安装在第二螺旋桨轴伸出端的第二螺旋桨；两分别安装在第一和第二螺旋桨轴位于下箱体内两端的大锥齿轮以及一固定在中间传动轴下端的、分别与两大锥齿轮啮合的小锥齿轮。
本发明在拥有几十种功率及系列产品基础上创新，制定了对转桨理论图谱。
在上述360°全回转船舶对转桨推进装置中第二传动链360°全回转驱动机构包括固定在上箱体下部壳体侧面其轴线与中间传动轴垂直且一端伸出上箱体外的齿轮(蜗杆)轴；固定在齿轮(蜗杆)轴一端并与固定在旋转套筒上端的旋转大锥齿轮(蜗轮)啮合的旋转小锥齿轮(蜗杆)；一固定在上箱体下部壳体侧面的旋转小齿轮(蜗杆)轴上的上连接管，并通过旋转联轴节连接电动机直联型减速机(或低速电机)。
所述操纵驱动机构包括一安装在驾驶室的电控开关箱来控制电动机；一由电控开关箱控制舵角指示器，转舵装置、应急操纵及离合器的操纵台。
在上述360°全回转船舶对转桨推进装置中所述桨舵回转体中第一和第二螺旋桨轴伸出端分别位于下箱体相对一侧或二侧。
此外，可在船艉部的船体中心线对称两侧分别安装一台所述360°全回转船舶对转桨推进装置。
附图说明
下面结合附图详细描述本发明实施例以便更清楚了解其目的、特点和优点。
图1是本发明船舶推进装置柴油机作原动机直联型传动船艉部侧视示意图；
图2是本发明船舶推进装置柴油机作原动机直联型传动船艉部俯视示意图；
图3是本发明船舶推进装置一实施例的侧视结构示意图；
图4是本发明船舶推进装置图3所示结构左视图；
图5是本发明船舶推进装置图1所示结构安装2台推进装置的俯视图；
为了清楚起见，所有附图中相同的符号表示相同的部件和结构。
具体实施方式
参看图1，本发明360°全回转船舶对转桨推进装置包括：固定在船艉部的桨舵回转体6，保护桨舵回转体固定在固定套筒上且与船体相连接的井架式密封盖支架2，驱动桨舵回转体中的中间传动轴15的第一传动链，驱动桨舵回转体中回转部分的第二传动链，操纵驱动机构12以及与原动机连接的零部件。
参看图1和3，原动机为柴油机时，桨舵回转体的上箱体由上部壳体3和下部壳体13以哈夫式组合而成，并固定在船艉部甲板1下面；上箱体内包括一可旋转地设在上、下壳体之间其轴线与中间传动轴15垂直且一端伸出上箱体外的转轴17；一固定在上箱体转轴17上的与固定在中间传动轴15上端的大锥齿轮19啮合的锥齿轮18；(18、19为螺旋伞齿轮)锥齿轮18由上箱体内液压离合器21控制，输送液压油的油泵4固定在转轴17另一端，也可通过一对圆柱齿轮(图中未画出)的变速安装在箱盖22上，离合器液压油由油泵4进入安装在箱盖22上的冷却器5和液压控制器7(液压控制阀或电磁换向阀)再由管路进入液压离合器21。
固定套筒14固定连接在上箱体下部壳体的下端，井架式密封盖支架2与固定套筒14通过密封件及弹性元件23螺接又与上箱体支座螺接，并与船体骨架螺接。旋转套筒16可旋转地安装在固定套筒14内，其上端伸入上箱体下部壳体13内，其下端穿过固定套筒14，下箱体8固定在旋转套筒16的下端。中间传动轴15上端可旋转地设置在上箱体下部壳体13内，下端可旋转地设置在下箱体8空腔内，中段位于旋转套筒16内。第一螺旋桨轴35可旋转地设置在下箱体8内，其轴线与中间传动轴15垂直且一端伸出下箱体8外。第一螺旋桨33安装在第一螺旋桨轴35的伸出端上，而一大锥齿轮32安装在第一螺旋桨轴35位于下箱体8的一端上，第二螺旋桨轴31可旋转地设置在下箱体8内，其轴线与第一螺旋桨轴35重合且一端伸出下箱体8外，另有一大锥齿轮30安装在第二螺旋桨轴31位于下箱体8的一端上，而第二螺旋桨34安装在第二螺旋桨轴31的伸出端上。两大锥齿轮30与32分别与安装在中间传动轴15下端的小锥齿轮29(29、30、32为螺旋伞齿轮)啮合。
当原动机为柴油机时所述第一传动链以下方式组成：
参看图1、3，转轴17可旋转地设在上箱体上、下壳体之间，其轴线与中间传动轴15垂直且一端伸出上部壳体3外。锥齿轮18固定在转轴17上，且与固定在中间传动轴15上端的大锥齿轮19啮合(18与19为螺旋伞齿轮)主柴油机11由置于驾驶室内的主机油门操纵器42控制。联轴节9固定在转轴17的伸出端上，再通过高弹性橡胶联轴器10直接与柴油机11的飞轮连接。
参看图1、4所述第二传动链以下述方式组成：一固定在上箱体下部壳体13侧面其轴线与中间传动轴15垂直且一端伸出上箱体下部壳体13外的齿轮(蜗杆)轴27；固定在齿轮(蜗杆)轴27一端并与固定在旋转套筒16上端的旋转大锥齿轮20(蜗轮)啮合的旋转小锥齿轮24(蜗杆)；一固定在上箱体下部壳体13侧面的旋转小锥齿轮(蜗杆)轴27上的上连接管25，并通过旋转联轴节26连接电动机直联型减速机28(或低速电机)。
所述操纵驱动机构12包括一通过电缆控制电动机28安装在驾驶室的电控开关箱40；一有电控开关箱40控制舵角指示器36，转舵装置37，应急操纵38及离合器39的操纵台。
参看图2是本发明360°全回转船舶对转桨推进装置可以只在船体中心线41的船艉部安装一台，也可以如图5在船体中心线41对称两侧的船艉部各安装一台。
本发明倒车通过旋转操纵驱动机构12的手轮使方位指针从0转到180°，即桨舵回转体回转部分转动180°，对转桨转到中间传动轴15轴线的前方开顺车即可倒车行驶，既符合船检规范又使操纵简便，结构简单。