[发明专利]用于船舱推进系统的轴承

说明书

优先权声明

本申请要求于2008年8月27日提交的美国临时专利申请No.61/092,397的优先权，该临时申请在此基于所有目的全文引用作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及船舶推进系统，更具体地，涉及用于设计用于大型船只的船舱推进系统的止推轴承设计。

背景技术

如图1所示，船舱推进系统或者船舱10通常用于推进大型船只12，例如旅游客轮、海军舰艇和油船。这样的船舱推进系统10，通常称作方位角船舱，是相对自我包含的单元，其可以悬置在穿的船体22下方并独立地方位角地转动通过360度以提供在任何方向需要的推力。方位角船舱消除对艉推进器的需要并最大化机动性。这样，甚至具有方位角船舱的大型船只也可以在相对小的港口操控，而无需拖船援助。方位角船舱还节省空间，并更加易于安置，并相对于传统的艉推进器更加有效率。它们还提供高度的布局灵活性，因为它们相对于船只的主动力装置的相对独立的定位。在非常大型的船只的情形下，方位角船舱能够产生20兆瓦(MW)或更大的功率。

船舱推进单元可以配置为包括包围在流体动力优化船舱10内的电动机20。如参照图2-3中的例子看出的，电动机20提供直接驱动给罩在船舱10内的推进器或者驱动轴24，从而驱动位于密封的船舱10外部的推进器12。随着轴24转动，摩擦以及因此的热量在推进器轴24和支撑推进器轴承24的一个或多个轴承之间产生。此外，在推进器轴24上产生的扭矩部分地传递到轴承。在图2和3中示出的是两个轴承组件，一个是紧邻最靠近推进器12的推进器轴24的末端的驱动端径向轴承30，一个是与推进器12间隔开并紧邻推进器轴24的另一末端定位的非驱动端止推轴承32

轴承设计具有各种构型和设计。图4是图2中的轴承组件32的A-A的横截面视图。图4示出轴承组件50并示出传统的止推轴承设计。这样的设计经常称为球滚子止推轴承。止推轴承是双排球滚子止推轴承，具有前滚子轴承机构和后滚子轴承机构54。前滚子轴承机构52包括在与推进器轴60相邻的锥形套筒58上的前内环或者前轴垫圈56；从前轴垫圈56间隔开的前外环62；以及定位在前内环56和前外环62之间的多个前滚子或者轴承64。类似地，后滚子轴承机构54包括在锥形套筒58上的后内环或者后轴垫圈66；从后轴垫圈66间隔开的后外环68；和定位在后内环66和后外环68之间的多个后滚子或者轴承70。

尽管仅以横截面示出，前和后内环56、66以及前和后外环62、68径向围绕推进器轴60。前滚子或者轴承64以及前内和外环56、62相互作用所在的表面典型地也称作座圈72。在操作中，前和后内环56、66连接到推进器轴60并通过推进器轴60转动。但是，前和后外环62、68并不连接到推进器轴60，并典型地不通过推进器轴60转动。前和后滚子64、70因此在前和后内和外环56、66、62、和68之间转动或者旋转。典型地，滚子或者轴承64、70保持在金属保持架内以保持滚子64、70在关于前和后内和外环56、66、62和68的适当对齐。

典型地，滚子、内环和外环的表面设置有稍微弯曲的轮廓，称作密切。典型地，密切限定为滚子的曲率半径与座圈的曲率半径的比率，所述座圈与滚子在与旋转方向相横向或者径向的方向上相关联。密切提供滚子和座圈之间的较松的配合，从而提供在操作期间环和滚子保持对齐。更具体地，较松的配合允许推进器轴在转动过程中折曲；由载荷下弹性膨胀和收缩以及摩擦所致的热膨胀所引起的推进器轴和内和外环的膨胀；以及推进器轴相对于内环和外环的错位；以及其它益处，而不会导致不适当的接触，所述不适当的接触会导致内摩擦、粘连和热。

关于球滚子止推轴承的进一步的总体细节在名称为“SKF sphericalroller thrust bearings for Long for Long Lasting Performance”的小册子中提供，该小册子6104EN(2007年12月)公开，能够从瑞典的SKF Group ofGoteborg公司获得，该小册子的内容在此被全文引用作为参考。