本發(fā)明屬于船舶制造，尤其是一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承。

背景技術(shù)：

1、船舶艉管軸承是軸系的核心部件，它支承著螺旋槳和艉軸，確保軸系在各種工況下能夠正常工作。艉管軸承通過降低運動過程中的摩擦系數(shù)，保證了軸系的回轉(zhuǎn)精度。

2、現(xiàn)有艉管軸承在使用時，特別是在船舶航行過程中的一些惡劣工況下(如轉(zhuǎn)大舵角時)，容易產(chǎn)生高溫問題。艉軸承的潤滑狀態(tài)直接影響其使用壽命和軸系的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。良好的潤滑可以減少摩擦和磨損，延長軸承的使用壽命，并保護(hù)軸頸免受損傷。艉軸承的性能直接影響船舶的推進(jìn)效率和航行穩(wěn)定性。如果艉軸承出現(xiàn)故障或磨損嚴(yán)重，將導(dǎo)致軸系運轉(zhuǎn)不暢、振動加劇、噪聲增大等問題，進(jìn)而影響船舶的航行性能和安全性。如果艉管軸承高溫故障，進(jìn)船塢更換軸承，成本非常高昂。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、通過發(fā)明人分析，上述艉管軸承產(chǎn)生高溫?fù)p傷的原因在于艉管軸承邊界潤滑效果差。在一些惡劣工況下，艉管軸承的潤滑條件可能變得惡劣，導(dǎo)致邊界潤滑效果差。邊界潤滑是指潤滑劑在摩擦表面之間形成一層極薄的潤滑膜，以減少摩擦和磨損。如果這層潤滑膜被破壞或無法形成，就會導(dǎo)致摩擦增加，進(jìn)而產(chǎn)生高溫。另一原因在于軸承設(shè)計或制造問題，軸承的材料選擇不當(dāng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、加工精度不夠等，都可能影響軸承的潤滑效果和散熱性能。現(xiàn)有的艉管后軸承主要有三種形式：1)軸承內(nèi)孔不帶斜度、2)軸承內(nèi)孔帶單斜度、3)軸承內(nèi)孔帶雙斜度。以上三種類型軸承的均是根據(jù)軸承接觸面整體有效接觸來進(jìn)行計算的，沒有考慮局部邊界潤滑。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，通過改善船舶艉管軸承的設(shè)計，使螺旋槳軸旋轉(zhuǎn)時，會在軸承邊界產(chǎn)生一種混合潤滑的狀態(tài)，形成有效邊界潤滑，防止邊界上的油膜失效，避免干摩擦引起的軸承高溫。

3、混合潤滑狀態(tài)是指法向載荷由流體潤滑膜、邊界潤滑膜、有序分子膜和粗糙峰干接觸共同承擔(dān)，同時摩擦力包括流體阻尼、潤滑分子間剪切以及固體剪切摩擦分量的一種潤滑狀態(tài)。這種組合使得軸承在不同工況下都能獲得良好的潤滑效果，從而減少了摩擦和磨損。

4、本發(fā)明提供了一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，其特征在于，包括軸承主體，軸承主體包括軸承前端面、軸承后端面和貫穿軸承前端面和軸承后端面的軸孔，軸承主體的內(nèi)表面依次包括前端微錐段、圓柱孔段、圓錐孔段和后端微錐段，其中，沿軸承前端面到軸承后端的方向，圓錐孔段的內(nèi)直徑由小變大。

5、進(jìn)一步地，圓柱孔段和圓錐孔段的長度總和為l，圓柱孔段的內(nèi)直徑為d，其中，l≥2d。

6、進(jìn)一步地，前端微錐段的錐度值為1:y，圓錐孔段的錐度值為1:x，其中，1:y＞1:x；

7、進(jìn)一步地，后端微錐段的錐度值為1:z，圓錐孔段的錐度值為1:x，其中，1:z＞1:x；

8、進(jìn)一步地，前端微錐段的錐度值為1:y，后端微錐段的錐度值為1:z，圓錐孔段的錐度值為1:x，其中，1:y＞1:x且1:z＞1:x。

9、進(jìn)一步地，軸承主體的外表面包括第一導(dǎo)流槽，第一導(dǎo)流槽由軸承前端面延伸至軸承后端面。

10、進(jìn)一步地，軸承主體的外表面包括第二導(dǎo)流槽，第二導(dǎo)流槽由軸承前端面延伸至軸承后端面。

11、進(jìn)一步地，軸承主體的內(nèi)表面包括第三導(dǎo)流槽，第三導(dǎo)流槽由軸承前端面延伸至軸承后端面。

12、進(jìn)一步地，第二導(dǎo)流槽內(nèi)包括導(dǎo)流孔，導(dǎo)流孔由第二導(dǎo)流槽穿透至軸承主體的內(nèi)表面。

13、進(jìn)一步地，第二導(dǎo)流槽和第三導(dǎo)流槽在軸承主體的軸向位置對應(yīng)，第二導(dǎo)流槽內(nèi)包括導(dǎo)流孔，導(dǎo)流孔由第二導(dǎo)流槽穿透至第三導(dǎo)流槽。

14、通過本發(fā)明提供的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，當(dāng)螺旋槳軸與軸承內(nèi)孔裝配后，在圓錐孔段的位置，軸與軸承之間的間隙不是一個定值，是一個漸變值。因為軸與軸承間的間隙為漸變值，所以當(dāng)間隙之間充滿潤滑油時，油膜的厚度也是一個漸變的狀態(tài)。當(dāng)螺旋槳軸旋轉(zhuǎn)時，會在軸承邊界產(chǎn)生一種混合潤滑的狀態(tài)，形成有效邊界潤滑，防止邊界上的油膜失效，避免干摩擦引起的軸承高溫?？梢越鉀Q現(xiàn)有的長軸系、艉流場復(fù)雜船舶的艉管軸承容易產(chǎn)生高溫的問題，同時，可以解決船舶在大舵角等惡劣工況下艉管軸承容易產(chǎn)生高溫的問題

技術(shù)特征：

1.一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，其特征在于，包括軸承主體，所述軸承主體包括軸承前端面、軸承后端面和貫穿所述軸承前端面與所述軸承后端面的軸孔，所述軸承主體的內(nèi)表面依次包括前端微錐段、圓柱孔段、圓錐孔段和后端微錐段，其中，沿所述軸承前端面到所述軸承后端的方向，所述圓錐孔段的內(nèi)直徑由小變大。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述圓柱孔段和所述圓錐孔段的長度總和為l，所述圓柱孔段的內(nèi)直徑為d，其中，l≥2d。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述前端微錐段的錐度值為1:y，所述圓錐孔段的錐度值為1:x，其中，1:y＞1:x。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述后端微錐段的錐度值為1:z，所述圓錐孔段的錐度值為1:x，其中，1:z＞1:x。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述前端微錐段的錐度值為1:y，所述后端微錐段的錐度值為1:z，所述圓錐孔段的錐度值為1:x，其中，1:y＞1:x且1:z＞1:x。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述軸承主體的外表面包括第一導(dǎo)流槽，所述第一導(dǎo)流槽由所述軸承前端面延伸至所述軸承后端面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述軸承主體的外表面包括第二導(dǎo)流槽，所述第二導(dǎo)流槽由所述軸承前端面延伸至所述軸承后端面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述軸承主體的內(nèi)表面包括第三導(dǎo)流槽，所述第三導(dǎo)流槽由所述軸承前端面延伸至所述軸承后端面。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述第二導(dǎo)流槽內(nèi)包括導(dǎo)流孔，所述導(dǎo)流孔由所述第二導(dǎo)流槽穿透至所述軸承主體的內(nèi)表面。

10.根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，所述第二導(dǎo)流槽和所述第三導(dǎo)流槽在所述軸承主體的軸向位置對應(yīng)，所述第二導(dǎo)流槽內(nèi)包括導(dǎo)流孔，所述導(dǎo)流孔由所述第二導(dǎo)流槽穿透至所述第三導(dǎo)流槽。。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種改善邊界潤滑效果的船舶艉管軸承，其特征在于，包括軸承主體，軸承主體包括軸承前端面、軸承后端面和貫穿軸承前端面和軸承后端面的軸孔，軸承主體的內(nèi)表面依次包括前端微錐段、圓柱孔段、圓錐孔段和后端微錐段，其中，沿軸承前端面到軸承后端的方向，圓錐孔段的內(nèi)直徑由小變大。當(dāng)螺旋槳軸與軸承內(nèi)孔裝配后，在錐形孔段的位置，軸與軸承之間的間隙不是一個定值，是一個漸變值。因為，軸與軸承間的間隙為漸變值，所以當(dāng)間隙之間充滿潤滑油時，油膜的厚度也是一個漸變的狀態(tài)。當(dāng)螺旋槳軸旋轉(zhuǎn)時，會在軸承邊界產(chǎn)生一種混合潤滑的狀態(tài)，形成有效邊界潤滑，防止邊界上的油膜失效，避免干摩擦引起的軸承高溫。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡鵬飛,何碩,高建波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣船國際有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9