用于舵桨的减振抗扭环肋制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于舵桨的减振抗扭环肋，该减振抗扭环肋由环肋和粘性阻尼层构成，所述环肋中心通孔边上设有粘性阻尼层。所述环肋是一个回转体，厚度从边缘向中心递减。所述粘性阻尼层为一等厚度圆环结构。本实用新型专利技术的用于舵桨上转舵立柱的减振抗扭设计，安装减振抗扭环肋之后，可以明显的提升转舵立柱的扭转刚度，减小在实际运行中的扭转变形，同时降低在螺旋桨脉动力作用下的振动烈度，对于提高舵桨单元的使用寿命及装船舒适性有利。高舵桨单元的使用寿命及装船舒适性有利。高舵桨单元的使用寿命及装船舒适性有利。

【技术实现步骤摘要】
用于舵桨的减振抗扭环肋


[0001]本技术涉及一种船用推进舵桨，尤其是一种用于舵桨的减振抗扭环肋。

技术介绍

[0002]舵桨作为一种常见的船用推进单元，同时具备转舵和推进两种功能，常用于具有较高操纵性要求的船舶。如图1是舵桨的典型部件图，其中的转舵立柱11作为主要的纵向扭矩传递部件，在舵桨的转舵及斜航过程中承受较大的扭矩。为了避免由于转舵立柱11发生较大变形而导致的传动故障或者密封失效等问题，在其结构设计中，对于其扭转刚度具有较高的要求。另一方面，从结构振动的角度看，导管14及螺旋桨12处于船后非均匀尾流中，运行时不可避免地存在脉动力，是整个舵桨单元的振动激励源。转舵立柱11作为连接螺旋桨12及上方船体结构的结构件，是传递螺旋桨12振动的主要途径，因此在结构设计中需要特别考虑振动问题，开展减振设计。

技术实现思路

[0003]针对舵桨转舵立柱对于抗扭及减振的设计需求，本技术提出一种减振抗扭环肋及，该环肋通过焊接或者一体式铸造的方式安装于转舵立柱内部，能够同时实现增加转舵立柱的抗扭刚度及降低振动幅值的功能。
[0004]为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种用于舵桨的减振抗扭环肋，由环肋和粘性阻尼层构成，所述环肋中心通孔边上设有粘性阻尼层。
[0005]进一步，所述环肋是一个回转体，厚度从边缘向中心递减。
[0006]进一步，所述环肋的回转体的厚度递减规律满足幂指数衰减规律。
[0007]进一步，所述环肋的回转体的厚度h(x)与旋转中心距离为x时的具体表达式为：h(x)＝εx
m
，其中：ε为系数，m为指数。
[0008]进一步，所述粘性阻尼层为一等厚度圆环结构。
[0009]进一步，所述等厚度圆环结构的内半径和环肋内孔半径一致，外半径大小尺寸可调节，用于起到增加局部振动阻尼，吸收振动能量的作用。
[0010]进一步，所述粘性阻尼层材料为丁基橡胶。
[0011]进一步，所述用于舵桨的减振抗扭环肋通过焊接方式安装于转舵立柱内部。
[0012]进一步，所述用于舵桨的减振抗扭环肋通过一体式铸造方式安装于转舵立柱内部。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014]本技术的用于舵桨上转舵立柱的减振抗扭设计，安装减振抗扭环肋之后，可以明显的提升转舵立柱的扭转刚度，减小在实际运行中的扭转变形，同时降低在螺旋桨脉动力作用下的振动烈度，对于提高舵桨单元的使用寿命及装船舒适性有利。
附图说明
[0015]图1是舵桨的典型部件图；
[0016]图2是本技术的减振抗扭环肋的轴测视图；
[0017]图3是本技术的减振抗扭环肋剖面图；
[0018]图4是环肋厚度变化规律图；
[0019]图5是减振抗扭环肋安装示意图；
[0020]图6是安装减振抗扭环肋前后的扭转角度对比图；
[0021]其中：(a)未安装，(b)安装后；
[0022]图7是安装减振抗扭环肋前后的振动速度级对比图。
[0023]图中：1
‑
环肋，2
‑
粘性阻尼层，11
‑
转舵立柱，12
‑
螺旋桨，13
‑
螺旋桨，14
‑
导管，15
‑
导管挂臂，100
‑
减振抗扭环肋。
具体实施方式
[0024]下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。
[0025]如图2，3所示，本技术的一种用于舵桨的减振抗扭环肋，由环肋1和粘性阻尼层2两部分构成。其中，环肋1是一个回转体，厚度从边缘向中心递减，并且递减规律满足幂指数衰减规律。对于厚度递减规律的严格描述，见图4。图中h(x)为和旋转中心距离为x时的厚度。具体表达式为：h(x)＝εxm，其中ε为系数，m为指数。环肋的设计工作主要就是确定ε和m的数值大小。
[0026]图2和3中，粘性阻尼层2，为一等厚度圆环结构，材料为丁基橡胶。其内半径和环肋内孔半径一致，外半径可适当调节。主要起到增加局部振动阻尼，吸收振动能量的作用。减振抗扭环肋100的安装效果见图5。
[0027]本技术的具体设计方法如下：
[0028](1)对舵桨的运行环境及运行工况进行分析，通过模型试验或者数值模拟的方式获取振动激励源主要能量峰对应的频率f。
[0029](2)调节环肋的厚度分布，使环肋的第一阶固有频率与f接近，同时通过调节ε保证系数m≥2。
[0030](3)满足以上两条设计要求可实现环肋和转舵立柱产生局部反共振，对于环肋来说振动最剧烈的位置为内边缘，可通过在内边缘布置粘性阻尼层实现对振动能量的吸收。
[0031]基于本技术，可应用的场景如下：
[0032]基于以上的减振抗扭环肋设计，对减振抗扭环肋的实际功效进行数值分析，结果表明：在实际运行的转舵力矩作用下，安装减振抗扭环肋100之后，转舵立柱11上下端面的相对扭转角度从1.2
°
下降至0.8
°
，下降幅度达到33％,见图6的(a),(b)；在实际运行工况的脉动力作用下，安装减振抗扭环肋100之后，转舵立柱11上的最大振动速度级从183dB下降至174dB，下降幅度明显(见图7)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于舵桨的减振抗扭环肋，其特征在于：由环肋和粘性阻尼层构成，所述环肋中心通孔边上设有粘性阻尼层。2.根据权利要求1所述的用于舵桨的减振抗扭环肋，其特征在于：所述环肋是一个回转体，厚度从边缘向中心递减。3.根据权利要求1所述的用于舵桨的减振抗扭环肋，其特征在于：所述环肋的回转体的厚度递减规律满足幂指数衰减规律。4.根据权利要求3所述的用于舵桨的减振抗扭环肋，其特征在于：所述环肋的回转体的厚度h(x)与旋转中心距离为x时的具体表达式为：h(x)＝εx
m
，其中：ε为系数，m为指数。5.根据权利要求1所述的用于舵桨的减振抗扭环肋，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正浩，赵建，刘雪琴，王俊，于存银，刘建国，李贵斌，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七，
类型：新型
国别省市：