无冷却水舱的船舶艉部结构的制作方法

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1.本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种无冷却水舱的船舶艉部结构。

背景技术：

2.传统的船舶艉部轴系结构主要是由艉轴、艉管、轴承、密封、冷却水舱等组成。特别是冷却水舱以及艉管，对于目前大部分船舶，都要设置冷却水舱以及相应的艉管结构，冷却水舱用于为了吸收为艉轴运行时摩擦轴承产生的热量，而艉管可以保护艉轴，使其安全稳定的运行。
3.传统采用油润滑轴承的船舶艉部结构布置，如图1所示，艉轴83的后端部连接有螺旋桨81，艉轴83的两端分别套设有前轴承86和后轴承82，艉轴83的外部还套设有艉管84，艉管84作用是在其中充注润滑油从而保证艉管内的轴承的润滑效果，同时还需在艉管内保证一定的油压，防止海水的渗入从而破坏艉管轴承的润滑。前轴承86和艉轴83之间设有前密封87；后轴承82和艉轴83之间设有后密封88。船舶艉部结构设有冷却水舱85，冷却水舱85设于艉管84的外部，冷却水舱起到冷却艉管以及其中的轴承的作用。在艉轴高速旋转的过程中，艉轴与轴承之间摩擦产生热量，这部分热量部分会被设置的冷却水舱带走，另一部分会通过滑油循环管路带回滑油舱柜。冷却水舱的冷却效果往往受制于接触面积、接触面材质等因素影响，对于推进功率较大或者艉部艉管较短的船舶，往往无法起到良好的散热效果，导致船舶在正常航行中轴承温度高报警。
4.传统采用水润滑轴承的船舶艉部结构布置，如图2所示，艉轴93的后端部连接有螺旋桨91，艉轴93的两端分别套设有前轴承96和后轴承92，艉轴93的外部还套设有艉管94。海水充满了艉管94，保证了水润滑轴承良好的润滑效果。前轴承96和艉轴93之间设有前密封97。船舶艉部结构设有冷却水舱95，冷却水舱95设于艉管94的外部，冷却水舱用于冷却艉管以及其中的轴承。对于使用水润滑轴承的船舶，需要对艉轴与轴承间不间断供海水，使用后的海水将直接排出至外界海水中，而艉轴与轴承之间摩擦产生热量也主要通过海水带走，冷却水舱基本不起到冷却的作用，但目前的设计也均会保留冷却水舱，占用大量的艉部空间，也加大了艉轴以及附件的安装施工难度。
5.现有技术的缺点主要是：
6.1、系统复杂，部件多，对于艉部空间有较高的要求。
7.2、安装施工难度大，初始投资高。
8.3、安装难度高，周期长，成本大。轴承以及艉管的安装以及维护一般来说需要进坞操作，正常需要5天以上。

技术实现要素：

9.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种无冷却水舱的船舶艉部结构。
10.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
11.一种无冷却水舱的船舶艉部结构，其包括用于驱动螺旋桨的艉轴和用于支撑艉轴旋转的艉轴轴承；艉轴的前端穿设于船舶尾部结构的前端壁；艉轴轴承仅有一个，艉轴轴承套设于艉轴的后端；艉轴上不设置艉管结构件；船舶艉部结构内不设置冷却水舱；艉轴轴承的前端部和艉轴之间设有前密封件；船舶艉部结构的前端壁设有供人员通过的人孔，船舶艉部结构内设有供人员通行的步道；船舶艉部结构内形成易于人员到达及方便人员检查艉轴情况的舱室。
12.艉轴轴承为整体式结构。
13.船舶艉部结构的前端壁和艉轴之间设有隔舱密封件。
14.隔舱密封件为隔舱填料函。
15.船舶艉部结构内设有多个用于加强舱室结构强度的加强件。
16.人孔和步道均设于艉轴的下方。
17.艉轴和艉轴轴承之间的润滑介质为润滑油，艉轴轴承的后端部和艉轴之间设有后密封件。
18.机舱内设有用于将润滑油输送至艉轴轴承内的油泵和用于将润滑油冷却的冷却器。
19.机舱内设有滑油舱。
20.艉轴和艉轴轴承之间的润滑介质为水，机舱内设有用于将润滑介质输送至艉轴轴承内的供水泵。
21.本发明的有益效果在于：本发明的结构简单、部件少，可节省大量的艉部空间；艉轴可以做的较短，从而可减少机舱后端预留的拆除艉轴所需的空间，缩短机舱长度；人员易于到达艉轴处，可近距离观察艉轴状态；安装成本低，由于取消了艉管，可大幅度缩减船舶在船坞内的安装维修时间，减少坞期费用；效率高，取消了前轴承，缩短了轴承长度，减少了轴承摩擦，轴系传递效率更高；艉轴能更简单地在艉轴管之外的更大空间内运行，简化艉部的结构布置，让艉轴及其附件的安装工作更容易，缩短船舶的建造以及使用成本。
附图说明
22.图1为现有使用油润滑轴承的船舶艉部结构示意图。
23.图2为现有使用水润滑轴承的船舶艉部结构示意图。
24.图3为本发明实施例1的结构示意图。
25.图4为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
26.下面举两个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
27.实施例1
28.本实施例采用油润滑轴承。
29.如图3所示，一种无冷却水舱的船舶艉部结构，其包括用于驱动螺旋桨11的艉轴10和用于支撑艉轴旋转的艉轴轴承12；艉轴轴承设于船舶尾部结构内。艉轴10的前端穿设于船舶尾部结构的前端壁21；艉轴轴承12仅有一个，艉轴轴承12套设于艉轴10的后端。
30.艉轴10上不设置艉管结构件；船舶艉部结构内不设置冷却水舱。
31.船舶艉部结构的前端壁21设有供人员通过的人孔23，船舶艉部结构内设有供人员通行的步道24。人孔和步道均设于艉轴的下方。
32.船舶艉部结构内形成易于人员到达及方便人员检查艉轴情况的舱室20。船舶艉部结构内设有多个用于加强舱室结构强度的加强件25。
33.艉轴轴承12为整体式结构。艉轴轴承的横截面为封闭的圆形。在其他实施例中，艉轴轴承的横截面为具有缺口部的弧形。有的实施例中，艉轴轴承的横截面为半圆形。
34.本技术方案取消了艉管结构件以及冷却水舱。艉轴轴承只有一个，即后轴承。传统结构中的前轴承取消。前轴承取消后可能带来的轴系扭转振动问题，通过在主机上增加扭振减震器解决，保证轴系的振动符合设计要求。
35.在船舶艉部设置舱室，舱室内设置了大量结构加强件，保证了船舶艉部的结构强度。在船舶艉部结构的前端壁(即机舱的后端壁)设置了一个人孔，人孔的大小满足人员顺利进出。在舱室内设置了可通行的步道，下设格栅，通过步道可以顺利到达轴承以及密封处，方便人员对轴承和密封进行查看。
36.本实施例中，艉轴10和艉轴轴承12之间的润滑介质为润滑油。艉轴轴承12的前端部和艉轴10之间设有前密封件30，艉轴轴承12的后端部和艉轴10之间设有后密封件31。
37.本技术方案设置两组轴系密封，相对于传统结构，由于取消了前轴承，本船的前密封件的位置相比传统结构更加靠后，位于后轴承的前部，后密封件的位置与传统结构一致。后密封件的作用可以有效避免海水进入轴承处乳化润滑油，导致润滑油失效，同时也防止润滑油泄漏进入外界海水中。前密封件的设置主要是为了防止润滑油泄漏进入船体内部。
38.机舱内设有用于将润滑油输送至艉轴轴承内的油泵(图上未示出)和用于将润滑油冷却的冷却器(图上未示出)。机舱内设有滑油舱41。
39.在机舱内设置了油润滑系统的设备以及附件，主要有滑油泵、滑油冷却器、流量控制单元、滑油柜等。由于取消了艉部的冷却水舱，润滑油需要设置额外的冷却器进行冷却，从而保证良好的润滑性能，即轴承的润滑需要配置强制润滑系统。
40.船舶艉部结构的前端壁21和艉轴10之间设有隔舱密封件22。本实施例中，隔舱密封件为隔舱填料函。设置隔舱填料函，用于艉轴穿过船舶艉部结构的前端壁(即机舱后端壁)后保证舱壁的水密。
41.本实施例具有以下优点：
42.1、系统简单，部件少，可节省大量的艉部空间。
43.2、艉轴可以做的较短，从而可减少机舱后端预留的抽轴空间，缩短机舱长度。
44.3、人员易于到达艉轴处，可近距离观察艉轴状态。
45.4、维护成本低，可大幅度缩减船舶艉轴承更换进坞的维修时间，减少坞期费用。
46.5、效率高，取消了前轴承，缩短了轴承长度，减少了轴承摩擦，轴系传递效率更高。
47.6、该种艉轴结构可以适用于定螺距螺旋桨轴系，以及变螺距螺旋桨轴系。
48.7、艉轴能更简单地在艉轴管之外的更大空间内运行，简化艉部的结构布置，让艉轴及其附件的安装工作更容易，缩短船舶的建造以及使用成本。
49.实施例2
50.本实施例采用水润滑轴承。
51.如图4所示，一种无冷却水舱的船舶艉部结构，其包括用于驱动螺旋桨11的艉轴10
和用于支撑艉轴旋转的艉轴轴承12；艉轴轴承设于船舶尾部结构内。艉轴10的前端穿设于船舶尾部结构的前端壁21；艉轴轴承12仅有一个，艉轴轴承12套设于艉轴10的后端。
52.艉轴10上不设置艉管结构件；船舶艉部结构内不设置冷却水舱。
53.船舶艉部结构的前端壁21设有供人员通过的人孔23，船舶艉部结构内设有供人员通行的步道24。人孔和步道均设于艉轴的下方。
54.船舶艉部结构内形成易于人员到达及方便人员检查艉轴情况的舱室20。船舶艉部结构内设有多个用于加强舱室结构强度的加强件25。
55.艉轴轴承12为整体式结构。艉轴轴承的横截面为封闭的圆形。在其他实施例中，艉轴轴承的横截面为具有缺口部的弧形。有的实施例中，艉轴轴承的横截面为半圆形。
56.本技术方案取消了艉管结构件以及冷却水舱。艉轴轴承只有一个，即后轴承。传统结构中的前轴承取消。前轴承取消后可能带来的轴系扭转振动问题，通过在主机上增加扭振减震器解决，保证轴系的振动符合设计要求。
57.在船舶艉部设置了舱室，舱室内设置了大量结构加强件，保证了船舶艉部的结构强度。在船舶艉部结构的前端壁(即机舱的后端壁)设置了一个人孔，人孔的大小满足人员顺利进出。在舱室内设置了可通行的步道，下设格栅，通过步道可以顺利到达轴承以及密封处，方便人员对轴承和密封进行查看。
58.本实施例中，艉轴和艉轴轴承之间的润滑介质为水。艉轴轴承12的前端部和艉轴10之间设有前密封件30。艉轴轴承的后端部和艉轴之间不设置后密封件。
59.轴系密封取消了后密封件，仅设置前密封件，同时相对于传统结构，由于取消了前轴承，本船的前密封件的位置相比传统结构更加靠后，位于后轴承的前部。密封的作用可以有效避免海水进入船体内部。后密封的取消主要是由于轴承采用了海水润滑，为了让使用后的海水排出至海中。
60.机舱内设有用于将润滑介质输送至艉轴轴承内的供水泵(图上未示出)。
61.在机舱内设置海水供水单元，包含2台海水供水泵、滤器、流量计及其他附件，用于提供艉轴轴承润滑所需要的海水。海水供水泵从船舶海水总管中吸入海水，将海水输送至艉轴轴承，海水对轴承起到润滑作用，使用后的海水从艉轴的后部排出进入海中。
62.船舶艉部结构的前端壁21和艉轴10之间设有隔舱密封件22。本实施例中，隔舱密封件为隔舱填料函。设置隔舱填料函，用于艉轴穿过船舶艉部结构的前端壁(即机舱后端壁)后保证舱壁的水密。
63.本实施例具有以下优点：
64.1、系统简单，部件少，可节省大量的艉部空间。
65.2、艉轴可以做的较短，从而可减少机舱后端预留的抽轴空间，缩短机舱长度。
66.3、人员易于到达艉轴处，可近距离观察艉轴状态。
67.4、维护成本低，可大幅度缩减船舶艉轴承更换进坞的维修时间，减少坞期费用。
68.5、效率高，取消了前轴承，缩短了轴承长度，减少了轴承摩擦，轴系传递效率更高。
69.6、该种艉轴结构可以适用于定螺距螺旋桨轴系，以及变螺距螺旋桨轴系。
70.7、艉轴能更简单地在艉轴管之外的更大空间内运行，简化艉部的结构布置，让艉轴及其附件的安装维护工作更容易，缩短船舶的建造以及使用成本。
71.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅
是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种无冷却水舱的船舶艉部结构，其包括用于驱动螺旋桨的艉轴和用于支撑艉轴旋转的艉轴轴承；艉轴的前端穿设于船舶尾部结构的前端壁；其特征在于，艉轴轴承仅有一个，艉轴轴承套设于艉轴的后端；艉轴上不设置艉管结构件；船舶艉部结构内不设置冷却水舱；艉轴轴承的前端部和艉轴之间设有前密封件；船舶艉部结构的前端壁设有供人员通过的人孔，船舶艉部结构内设有供人员通行的步道；船舶艉部结构内形成易于人员到达及方便人员检查艉轴情况的舱室。2.如权利要求1所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，艉轴轴承为整体式结构。3.如权利要求1所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，船舶艉部结构的前端壁和艉轴之间设有隔舱密封件。4.如权利要求3所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，隔舱密封件为隔舱填料函。5.如权利要求1所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，船舶艉部结构内设有多个用于加强舱室结构强度的加强件。6.如权利要求1所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，人孔和步道均设于艉轴的下方。7.如权利要求1所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，艉轴和艉轴轴承之间的润滑介质为润滑油，艉轴轴承的后端部和艉轴之间设有后密封件。8.如权利要求7所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，机舱内设有用于将润滑油输送至艉轴轴承内的油泵和用于将润滑油冷却的冷却器。9.如权利要求8所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，机舱内设有滑油舱。10.如权利要求1所述的无冷却水舱的船舶艉部结构，其特征在于，艉轴和艉轴轴承之间的润滑介质为水，机舱内设有用于将润滑介质输送至艉轴轴承内的供水泵。

技术总结

本发明公开了一种无冷却水舱的船舶艉部结构，其包括艉轴和艉轴轴承；艉轴的前端穿设于船舶尾部结构的前端壁；艉轴轴承仅有一个，艉轴轴承套设于艉轴的后端；艉轴上不设置艉管结构件；船舶艉部结构内不设置冷却水舱；艉轴轴承的前端部和艉轴之间设有前密封件；船舶艉部结构的前端壁设有供人员通过的人孔，船舶艉部结构内设有供人员通行的步道。本发明让艉轴能在艉管之外的更大空间内运行，简化艉部的结构布置，让艉轴及其附件的安装维护工作更容易，缩短船舶的建造以及使用成本。缩短船舶的建造以及使用成本。缩短船舶的建造以及使用成本。