一種滾珠絲杠式船用減搖減振支撐裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種船舶機(jī)械設(shè)備支撐裝置，特別涉及一種滾珠絲杠式船用減搖減振支撐裝置，屬于船舶減振設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

船用機(jī)械設(shè)備可以分為動(dòng)力機(jī)械設(shè)備和非動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，對(duì)于動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，比如主機(jī)，需要對(duì)其主動(dòng)隔振，減少其工作產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響，對(duì)于非動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，比如船用手術(shù)臺(tái)，需要對(duì)其被動(dòng)隔振，減少周圍環(huán)境對(duì)其的影響，以保證其工作的可靠性。

此外，船舶航行過(guò)程中會(huì)由于風(fēng)浪作用，還會(huì)產(chǎn)生船體搖擺，船體搖擺產(chǎn)生的力矩也會(huì)傳遞到船用機(jī)械設(shè)備，對(duì)于主機(jī)等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，還存在顛覆力矩，在和船體搖擺力矩的共同作用下，使得其在工作過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生更大程度的搖擺，這種搖擺會(huì)導(dǎo)致諸多問(wèn)題，比如導(dǎo)致主機(jī)彈性支撐件和輸出軸的相對(duì)變形，影響船舶軸系的對(duì)中，降低軸系工作可靠性；對(duì)于船用手術(shù)臺(tái)等非動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，搖擺會(huì)降低穩(wěn)定性，加大了船上醫(yī)生的工作難度，降低了手術(shù)的成功概率；對(duì)于船舶武器裝備的支撐裝置，船舶搖擺會(huì)降低武器發(fā)射的精度和運(yùn)行的可靠性。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010586288.7，名稱為“一種船舶減搖裝置”的發(fā)明專利，公開了一種船舶減搖裝置，其結(jié)構(gòu)包括主框架、半浮動(dòng)承車裝置、全浮動(dòng)承車裝置和減振裝置，半浮動(dòng)承車裝置和全浮動(dòng)承車裝置安裝在主框架上，一個(gè)半浮動(dòng)承車裝置和一個(gè)全浮動(dòng)承車裝置組成一組，半浮動(dòng)承車裝置和全浮動(dòng)承車裝置成組使用，主框架上安裝有多組半浮動(dòng)承車裝置和全浮動(dòng)承車裝置；主框架通過(guò)支撐輪和防傾輪與安裝在甲板上的鋼軌配合連接；減振裝置有多個(gè)，安裝在甲板上并且與主框架連接。該發(fā)明的一種船舶減搖裝置設(shè)計(jì)合理、安裝維修方便、減搖效果較好。然而，該裝置不但涉及液壓系統(tǒng)，還涉及電控系統(tǒng)，所以成本較為昂貴，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，運(yùn)行可靠性低，所以工程實(shí)用價(jià)值受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種船舶機(jī)械設(shè)備支撐裝置。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種滾珠絲杠式船用減搖減振支撐裝置，一種滾珠絲杠式船用減搖減振支撐裝置，其特征在于，包括上支承架2、彈簧3、下支承架4、滾珠絲杠組件與飛輪組件；所述上支承架2連接機(jī)械設(shè)備1，所述下支承架4固定于船體；所述彈簧3一端連接上支承架2，另一端連接下支承架4；所述滾珠絲杠組件包括兩根絲杠11-1,11-2與滾珠12，所述絲杠11-1,11-2的一端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述上支承架2上，其另一端螺旋連接飛輪組件；所述飛輪組件包括兩個(gè)飛輪6-1,6-2，所述飛輪6-1,6-2外圓周設(shè)有齒面；所述飛輪組件安裝于所述上支承架2和下支承架4之間；所述絲杠11-1,11-2分別螺旋插入至各自對(duì)應(yīng)的飛輪6-1,6-2的中心孔內(nèi)；當(dāng)船舶帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備搖擺時(shí)，所述滾珠絲杠組件與飛輪組件調(diào)節(jié)基座的整體扭轉(zhuǎn)剛度，從而使得所述機(jī)械設(shè)備1與所述船舶搖擺同步而不被放大。

進(jìn)一步的，所述上支承架2設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)支座，所述絲杠11-1,11-2通過(guò)銷軸5轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)支座上。

進(jìn)一步的，所述下支承架4中部位置設(shè)有飛輪安裝支座13；所述飛輪6-1,6-2轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在飛輪安裝支座13上。

進(jìn)一步的，所述飛輪6-1,6-2通過(guò)軸承9轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述飛輪安裝支座13內(nèi)；所述軸承9頂面的外圈抵接軸承限位圈7，所述軸承限位圈7固定安裝在所述飛輪固定支座13的頂端，所述軸承9的頂面的內(nèi)圈抵接飛輪6-1,6-2階梯圓的側(cè)面；所述軸承9底面的外圈抵接在所述飛輪安裝支座13的安裝孔的臺(tái)階面上，所述軸承9底面的內(nèi)圈抵接限位螺母10。

進(jìn)一步的，所述上支承架2與下支承架4為相同的兩塊中空長(zhǎng)方形板，所述彈簧3對(duì)稱設(shè)置于所述長(zhǎng)方形板的四個(gè)邊角。

進(jìn)一步的，所述滾珠絲杠組件的兩根絲杠11-1,11-2的螺紋方向相反；所述飛輪組件的兩個(gè)飛輪6-1,6-2相互嚙合。

進(jìn)一步的，所述滾珠絲杠組件的兩根絲杠11-1,11-2的螺紋方向相同；所述飛輪6-1,6-2通過(guò)同步齒輪帶14相互連接。

進(jìn)一步的，所述飛輪6-1,6-2外周面的齒型為直齒形或斜齒形或人字齒形或曲線齒形。

進(jìn)一步的，所述飛輪6-1,6-2、絲杠11-1,11-2、滾珠12的材料均為高強(qiáng)度耐磨材料，其中絲杠11-1,11-2的螺紋表面經(jīng)過(guò)發(fā)藍(lán)處理或噴涂鐵氟龍。

進(jìn)一步的，所述絲杠11底面到下支承架4頂面之間的距離比所述飛輪6上端面到上支承架4上轉(zhuǎn)動(dòng)支座的底面的距離小3～10mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：1.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，并采用模塊化設(shè)計(jì)、制造與安裝，便于更換損壞零件，降低了維修成本；2.無(wú)論是動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的主動(dòng)隔振還是非動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的被動(dòng)隔振，本發(fā)明都能削弱30％以上的振動(dòng)，從而提高了機(jī)械設(shè)備的使用壽命，緩解惡劣的工作環(huán)境，所以本發(fā)明有較好的使用前景；3.同時(shí)具有減搖和減振的功能，調(diào)節(jié)基座的整體扭轉(zhuǎn)剛度，提高了減搖效果，從而能消減30％～70％的搖擺，提高機(jī)械設(shè)備工作的穩(wěn)定性與可靠性，因此本發(fā)明具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值；4.本發(fā)明亦可用在一般陸用機(jī)械設(shè)備的減搖與減振，比如風(fēng)架的、冷卻塔或小型發(fā)電機(jī)，因此本發(fā)明具有良好的市場(chǎng)拓展價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的俯視布置圖；

圖2是本發(fā)明C向剖視圖；

圖3是本發(fā)明A向剖視圖；

圖4是飛輪俯視圖；

圖5是飛輪側(cè)視圖；

圖6是絲杠三維圖；

圖7是本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)的C向剖視圖；

圖中：1為機(jī)械設(shè)備；2為上支承架、3為彈簧、4為下支承架、5為銷軸、6-1為左側(cè)飛輪、6-2為右側(cè)飛輪、7為軸承限位圈、8為螺栓、9為軸承、10為限位螺母、11-1為左側(cè)絲杠、11-2為右側(cè)絲杠、12為滾珠、13為飛輪安裝支座、14為同步齒輪帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

實(shí)施例1

如圖1-2所示，一種滾珠絲杠式船用減搖減振支撐裝置，包括上支承架2、彈簧3、下支承架4、滾珠絲杠組件與飛輪組件。

如圖2所示，上支承架2連接機(jī)械設(shè)備1，下支承架4固定于船體。在本實(shí)施例中，上支承架2與下支承架4為相同的兩塊中空長(zhǎng)方形板。長(zhǎng)方形板的四個(gè)邊角對(duì)稱設(shè)置有彈簧3，彈簧3一端連接上支承架2，另一端連接下支承架4。

上支承架2的下表面設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)支座，滾珠絲杠組件通過(guò)銷軸5轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支座上，絲杠11-1,11-2能夠相對(duì)于上支承架2轉(zhuǎn)動(dòng)。滾珠絲杠組件包括兩根絲杠11-1,11-2與滾珠12，絲杠11-1,11-2的一端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述上支承架2的轉(zhuǎn)動(dòng)支座上，其另一端螺旋連接飛輪組件。

如圖2-3所示，下支承架4的上端面設(shè)有飛輪安裝支座13，飛輪組件轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在飛輪安裝支座13上，位于上支承架2和下支承架4之間。飛輪組件包括兩個(gè)飛輪6-1,6-2，飛輪6-1,6-2外圓周設(shè)有齒面，飛輪組件，絲杠11-1,11-2分別螺旋插入至各自對(duì)應(yīng)的飛輪6-1,6-2的中心孔內(nèi)。

如圖2標(biāo)記所示，絲杠11底面到下支承架4之間的距離h2比飛輪6上端面到上支承架4的轉(zhuǎn)動(dòng)支座的距離h1小3～10mm，以防止絲杠11在進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，絲杠11低端觸及下下支承架4，損壞絲杠11。

如圖2所示，飛輪6-1,6-2通過(guò)軸承9轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述飛輪安裝支座13內(nèi)。軸承9頂面的外圈抵接軸承限位圈7，所述軸承限位圈7固定安裝在所述飛輪固定支座13的頂端，軸承9的頂面的內(nèi)圈抵接飛輪6-1,6-2階梯圓的側(cè)面。軸承9底面的外圈抵接在、飛輪安裝支座13的安裝孔的臺(tái)階面上，軸承9底面的內(nèi)圈抵接限位螺母10。

在本實(shí)施例中，滾珠絲杠組件的兩根絲杠11-1,11-2的螺紋方向相反，并且飛輪組件的兩個(gè)飛輪6-1,6-2相互嚙合。

更多的是，飛輪6、絲杠11與滾珠12的材料均為高強(qiáng)度耐磨材料，比如Cr30、9Mn2V、鋯，或螺紋表面經(jīng)過(guò)特殊處理，比如表面經(jīng)過(guò)發(fā)藍(lán)處理或噴涂鐵氟龍。飛輪6齒面的齒型為直齒形或斜齒形或人字齒形或曲線齒形。

本實(shí)施例中的減搖減振支撐裝置的工作原理為，在風(fēng)浪作用下，船舶會(huì)產(chǎn)生f_chuan＝0～1Hz的低頻搖擺，而機(jī)械設(shè)備1減振系統(tǒng)振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率f₀＝5～20Hz，所以減振系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率比根據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)中的振動(dòng)傳遞系數(shù)與頻率比的關(guān)系，當(dāng)頻率比時(shí)，船舶的搖擺頻率傳遞到機(jī)械設(shè)備1將會(huì)被放大。

當(dāng)機(jī)械設(shè)備1在相對(duì)于船舶前進(jìn)方向13逆時(shí)針搖擺時(shí)，上支承架4逆時(shí)針搖擺，帶動(dòng)右側(cè)的絲杠11-2向上運(yùn)動(dòng)，左側(cè)的絲杠11-1向下運(yùn)動(dòng)。向下運(yùn)動(dòng)的左側(cè)的絲杠11-1帶動(dòng)左側(cè)飛輪6-1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的左側(cè)飛輪6-1帶動(dòng)右側(cè)飛輪6-2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的右側(cè)飛輪6-2帶動(dòng)右側(cè)絲杠11-2向下運(yùn)動(dòng)，從而使得逆時(shí)針搖擺的上支承架4迅速順時(shí)針回歸，從而就實(shí)現(xiàn)了所述機(jī)械設(shè)備1的搖擺和船舶搖擺同步而不被放大。同理，當(dāng)機(jī)械設(shè)備1在相對(duì)于船舶前進(jìn)方向13順時(shí)針搖擺時(shí)亦是如此，這樣也實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備1的搖擺和船舶搖擺同步而不被放大，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)備1振動(dòng)系統(tǒng)的減搖。

機(jī)械設(shè)備1由于運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)會(huì)傳遞至上支承架2，再傳遞至所述彈簧3，由于彈簧的彈性與阻尼作用，使得振動(dòng)得以削弱。并且當(dāng)振動(dòng)過(guò)大時(shí)，絲杠11-1和絲杠11-2會(huì)產(chǎn)生頂死作用，保證振動(dòng)不會(huì)過(guò)大。

實(shí)施例2

在本實(shí)施例中，滾珠絲杠組件的兩根絲杠11-1,11-2的螺紋方向相同，飛輪6-1,6-2通過(guò)同步齒輪帶14相互連接，從而飛輪6-1,6-2的轉(zhuǎn)向是同向的。本實(shí)施例中除絲杠11-1,11-2的螺紋方向與飛輪6-1,6-2的配合方式與實(shí)施例1不同以外，其余結(jié)構(gòu)特征與是實(shí)施例1相同。

在本實(shí)施例中，當(dāng)機(jī)械設(shè)備1在相對(duì)于船舶前進(jìn)方向13逆時(shí)針搖擺時(shí)，上支承架4逆時(shí)針搖擺，帶動(dòng)右側(cè)絲杠11向上運(yùn)動(dòng)，左側(cè)絲杠11向下運(yùn)動(dòng)。向下運(yùn)動(dòng)的左側(cè)絲杠11帶動(dòng)左側(cè)飛輪6逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的左側(cè)飛輪6帶動(dòng)右側(cè)飛輪6順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的右側(cè)飛輪6帶動(dòng)右側(cè)絲杠11向下運(yùn)動(dòng)，從而使得逆時(shí)針搖擺的上支承架4迅速順時(shí)針回歸。同理，當(dāng)機(jī)械設(shè)備1在相對(duì)于船舶前進(jìn)方向14順時(shí)針搖擺時(shí)亦是如此運(yùn)作。

當(dāng)機(jī)械設(shè)備1由于運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)會(huì)傳遞至上支承架2，再傳遞至彈簧3。由于彈簧的彈性與阻尼作用，使得振動(dòng)得以削弱，當(dāng)振動(dòng)過(guò)大時(shí)，所述絲杠11會(huì)產(chǎn)生頂死作用，保證振動(dòng)不會(huì)過(guò)大。

本發(fā)明所涉及減搖減振支撐裝置的安裝工藝為：首先，安裝滾珠絲杠副，具體的，通過(guò)滾珠12將絲杠11-1和絲杠11-2分別安裝入飛輪6-1和飛輪6-2。其次，將軸承限位圈7從飛輪6下方套入，然后將對(duì)稱布置的軸承8套入飛輪6，并且旋緊限位螺母10，再將組裝好的組件套入下支承架4設(shè)有的支座階梯沉孔中，并且通過(guò)螺栓8將軸承限位圈7進(jìn)行固定連接。在此步驟安裝飛輪的過(guò)程中，注意使兩個(gè)飛輪6-1,6-2嚙合連接，或者通過(guò)同步齒輪帶連接。再次，利用千斤頂支撐住上支承架2，并且通過(guò)銷軸5將上支承架2的轉(zhuǎn)動(dòng)支座分別與絲杠11-1和絲杠11-2轉(zhuǎn)動(dòng)連接。最后，將若干彈簧3的兩端分別與上支承架2、下支承架4焊接起來(lái)，并且撤去千斤頂。

實(shí)施例1中由于飛輪6較大，所以對(duì)于大型減搖設(shè)備的減搖，反應(yīng)較為靈敏，效果較明顯，而對(duì)于小型減搖設(shè)備，由于飛輪6慣性較大，減搖效果一般；相反，實(shí)施例2中飛輪6較小，飛輪6慣性較小，對(duì)于小型減搖設(shè)備的減搖，較為適合，而對(duì)于大型減搖設(shè)備，由于飛輪6慣性小，減搖效果一般。兩種實(shí)施例中對(duì)應(yīng)的不同支撐裝置，必須適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。