[发明专利]具有主动控制分离功能的水润滑轴承系统及其使用方法

权利要求书

1.一种具有主动控制分离功能的水润滑轴承系统，其特征在于，主体结构包括艉轴系统及其安装在艉轴系统上的主动控制系统，主动控制系统包括执行单元，执行单元包括分水器，分水器位于水润滑轴承的一侧，分水器的内壁设置4个出水口，每个出水口对应1个嵌套机构，每个嵌套机构能够控制对应的出水口的水流量和压力，对艉轴施加方向和大小可控的液体水膜力，利用分水器和艉轴之间的液体水膜力推动艉轴使其脱离摩擦接触部位。

2.根据权利要求1所述的具有主动分离控制功能的水润滑轴承系统，其特征在于，所述主动控制系统还包括感知单元和判断单元，感知单元用于测量艉轴轴心的位移，水润滑轴承的摩擦力矩以及水润滑轴承所受的载荷；判断单元用于采集感知单元测量的物理量并计算得出艉轴轴心坐标和水润滑轴承的摩擦系数，判断轴承是否处于正常工作状态，工控机根据轴承状态输出执行信号至分水器的嵌套机构。

3.根据权利要求2所述的具有主动分离控制功能的水润滑轴承系统，其特征在于，所述感知单元包括Y向位移传感器、X向位移传感器、转矩转速仪和载荷传感器，Y向位移传感器和X向位移传感器用于实时感知两个传感器与艉轴的y向和x向距离；转矩转速仪用于实时感知水润滑轴承在运行过程的摩擦力矩；载荷传感器用于实时测量水润滑轴承系统所受的载荷；所述判断单元包括数据采集卡和工控机，数据采集卡与感知单元通过信号线连接，数据采集卡将感知单元测量的物理量通过信号线传递给工控机；工控机能够根据实时采集的位移信号、摩擦力矩信号和载荷信号判断轴承是否处于正常工作状态，工控机根据轴承状态输出执行信号至分水器的嵌套机构。

4.根据权利要求1所述的具有主动分离控制功能的水润滑轴承系统，其特征在于，所述执行单元还包括液压回路，液压回路用于给分水器供水；液压回路包括水箱、过滤器、液压泵和溢流阀。水箱、过滤器、液压泵和分水器之间依次通过管路连接；液压泵将水从水箱中泵出，过滤器对水箱流出的水进行过滤，再输送到分水器。

5.根据权利要求1所述的具有主动分离控制功能的水润滑轴承系统，其特征在于，所述分水器在圆周方向每隔90°位置都设置了嵌套孔，嵌套孔内为嵌套机构，嵌套孔底部为出水口；每个嵌套孔的旁边设置一个进水口，进水口通过流道与嵌套孔连通。

6.根据权利要求1所述的具有主动分离控制功能的水润滑轴承系统，其特征在于，所述嵌套机构的主体结构包括调紧螺块、均化压板、压电陶瓷、输出压块、挤压筒、弹性变形片和固定筒；调紧螺块下方依次为均化压板、压电陶瓷、输出压块和挤压筒；输出压块和挤压筒之间形成中空腔；中空腔用于储存从进水口流入的水；固定筒为上开口的筒状结构，挤压筒可与固定筒的内壁接触滑动，挤压筒与固定筒之间形成节流腔，挤压筒周向分布引入孔和推挤环；引入孔允许水流从中空腔进入节流腔；推挤环下方为弹性变形片；弹性变形片的端部锥形结构的位置以不堵塞引出孔为宜；固定筒下方为集流腔，固定筒的底部分布有引出孔，引出孔可将节流腔的水引出到集流腔；集流腔与出水口连通。

7.根据权利要求6所述的具有主动分离控制功能的水润滑轴承系统，其特征在于，挤压筒包括上柱和下柱，上柱和下柱分别实现输出压块及弹性变形片的对中功能，上柱和下柱的同轴度公差为5μm。