本發(fā)明涉及一種船舶機械設(shè)備支撐裝置，特別涉及一種齒輪齒條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)：

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

此外，船舶航行過程中會由于風(fēng)浪作用，還會產(chǎn)生船體搖擺，船體搖擺產(chǎn)生的力矩也會傳遞到船用機械設(shè)備，對于主機等動力機械設(shè)備，還存在顛覆力矩，在和船體搖擺力矩的共同作用下，使得其在工作過程中還會產(chǎn)生更大程度的搖擺，這種搖擺會導(dǎo)致諸多問題，比如導(dǎo)致主機彈性支撐件和輸出軸的相對變形，影響船舶軸系的對中，降低軸系工作可靠性；對于船用手術(shù)臺等非動力機械設(shè)備，搖擺會降低穩(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；對于船舶武器裝備的支撐裝置，船舶搖擺會降低武器發(fā)射的精度和運行的可靠性。

申請?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、半浮動承車裝置、全浮動承車裝置和減振裝置，半浮動承車裝置和全浮動承車裝置安裝在主框架上，一個半浮動承車裝置和一個全浮動承車裝置組成一組，半浮動承車裝置和全浮動承車裝置成組使用，主框架上安裝有多組半浮動承車裝置和全浮動承車裝置；主框架通過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，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，所以工程實用價值受到限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種齒輪齒條式船用減搖減振支撐裝置，包括彈簧2、上支承架4、下支承架3、齒條7、導(dǎo)軌組件、齒輪組件；所述上支承架4連接機械設(shè)備1，所述下支承架3固定于船體；所述彈簧2一端連接上支承架4，另一端連接下支承架3；所述齒條7的一端轉(zhuǎn)動安裝在所述上支承架4上，其另一端滑動設(shè)置于導(dǎo)軌組件上；所述齒條7的齒面與所述齒輪組件嚙合，從而形成齒輪齒條副；所述齒輪組件包括至少兩個齒輪，所述齒輪轉(zhuǎn)動安裝于所述上支承架4和下支承架3之間；所述齒輪一端與齒條嚙合，其另一端與相鄰齒輪嚙合；當(dāng)船舶帶動機械設(shè)備搖擺時，所述齒條7與齒輪組件調(diào)節(jié)基座的整體扭轉(zhuǎn)剛度，從而使得所述機械設(shè)備1與所述船舶搖擺同步而不被放大。

進一步的，所述下支承架3上設(shè)有支座14，所述齒輪組件通過齒輪軸10轉(zhuǎn)動在所述支座14上，所述齒輪軸平行于上支承架4與下支承架3的平面；所述導(dǎo)軌組件固定安裝于所述支座14。

進一步的，所述上支承架4設(shè)有吊耳，所述齒條7通過銷軸6轉(zhuǎn)動安裝在所述吊耳上。

進一步的，所述導(dǎo)軌組件固定板52、彈性件53與導(dǎo)軌板54，所述固定板52固定于所述支座14；所述彈性件53一端連接所述固定板52，其另一端連接導(dǎo)軌板54，所述導(dǎo)軌板54滑動連接所述齒條7。

進一步的，所述彈性件53的底面為方形，其母線呈為凸曲線的掃掠體。

進一步的，所述彈性件53的材料為橡膠；彈性件53與固定板52及導(dǎo)軌板54之間的連接方式為硫化或粘接。

進一步的，所述導(dǎo)軌板54與齒條7之間存在預(yù)壓力，所述預(yù)壓力大小為機械設(shè)備1重量的1％～20％。

進一步的，所述齒輪組件的齒輪數(shù)量為偶數(shù)且不得多于8個，并且齒輪的直徑相同。

進一步的，所述齒輪組件的齒輪數(shù)量為偶數(shù)且不得多于8個，所述齒輪的直徑為多個尺寸，但是相同直徑的齒輪必須為對稱設(shè)置。

進一步的，所述齒條7和齒輪8的材料均為高強度耐磨材料。

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)簡單，運行可靠，并采用模塊化設(shè)計、制造與安裝，便于更換損壞零件，尤其是兩邊的齒輪齒條運動副為對稱結(jié)構(gòu)，可以相互替代使用，降低了維修成本；

2.無論是動力機械設(shè)備的主動隔振還是非動力機械設(shè)備的被動隔振，本發(fā)明都能削弱30％以上的振動，從而提高了機械設(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。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的俯視布置圖；

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的C向剖視圖；

圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的A向剖視圖；

圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的B向剖視圖；

圖5是本發(fā)明第二種結(jié)構(gòu)的C向剖視圖；

圖6是本發(fā)明第三種結(jié)構(gòu)的C向剖視圖；

圖7是本發(fā)明第四種結(jié)構(gòu)的橫向剖視圖。

圖中：1為機械設(shè)備；2為彈簧、3為下支承架、4為上支承架、5為導(dǎo)軌組件、51為螺栓A、52為固定板、53為彈性件、54為導(dǎo)軌板、6為銷軸、7為齒條、8為齒輪、9為鍵、10為齒輪軸、11為軸承、12為螺栓B、13為軸承限位圈、14為支座。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以及結(jié)合附圖及實施案例，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施案例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

如圖2所示，一種齒輪齒條式船用減搖減振支撐裝置，包括彈簧2、下支承架3、上支承架4、導(dǎo)軌組件5、銷軸6、齒條7、齒輪8。

下支承架3與上支承架4之間固定設(shè)置有若干彈簧2。在本實施例中，下支承架3與上支承架4為規(guī)格相同的兩塊方形鋼板，彈簧2布置于方形下支承架3與上支承架4的四個邊角上。

上支承架4的底面上設(shè)有一對左右對稱的吊耳，齒條7的一端通過銷軸6轉(zhuǎn)動安裝在上支撐架4的吊耳上，齒條7能夠隨上支承架4上下移動。

如圖3所示，下支承架3上設(shè)置有帶加強筋的支座14，兩個齒輪軸10分別通過軸承11轉(zhuǎn)動安裝在支座14上，并且通過軸承限位圈13實現(xiàn)固定，軸承限位圈13通過螺栓B12固定于支座14的外壁。支座14的內(nèi)壁還設(shè)有一對所述導(dǎo)軌組件5，并且分別與兩個齒條7形成滑動連接，從而形成移動副。

齒輪軸10通過鍵9固定連接有齒輪8，兩個對稱設(shè)置并且尺寸規(guī)格相同齒輪8一面相互嚙合，另一面分別與兩個齒條7的齒面嚙合，從而形成齒輪齒條副。在本實施例中，鍵9優(yōu)選為平鍵、半圓鍵、斜鍵或花鍵的任一種。

本實施例中，齒條7和齒輪8的材料均為高強度耐磨材料，優(yōu)選為，Cr30、9Mn2V，或齒表面均經(jīng)過特殊處理，優(yōu)選為，表面進行發(fā)藍處理或噴涂鐵氟龍。齒條7和齒輪8的齒型優(yōu)選為直齒形或斜齒形或人字齒形或曲線齒形。

如圖4所示，導(dǎo)軌組件5包括固定板52、彈性件53、導(dǎo)軌板54。其中，固定板52設(shè)有兩個小凸臺，通過若干螺栓A51固定連接于上述下支承架3設(shè)有的支座上，固定板52從右向左依次連接彈性件53和所述導(dǎo)軌板54，導(dǎo)軌板54與齒條7不帶齒面的一側(cè)抵接。彈性件53為底面呈方形，母線呈一般凸曲線的掃掠體。彈性件53的材料為橡膠，當(dāng)裝置左右搖擺時，彈性件53能夠有效吸收齒輪組因晃動對齒條產(chǎn)生的沖擊力。彈性件53與固定板52及導(dǎo)軌板54之間的連接方式為硫化或粘接。導(dǎo)軌板54與齒條7之間存在預(yù)壓力，所述預(yù)壓力大小為機械設(shè)備1重量的1％～20％。

一種齒輪齒條式船用減搖減振支撐裝置的工作原理為：

在風(fēng)浪作用下，船舶會產(chǎn)生的低頻搖擺，其頻率為f_ship＝0～1Hz，而機械設(shè)備1產(chǎn)生的振動系統(tǒng)的固有頻率f₀＝5～20Hz，所以振動系統(tǒng)的強迫振動頻率比根據(jù)強迫振動中的振動傳遞系數(shù)與頻率比的關(guān)系曲線，當(dāng)頻率比時，船舶的搖擺傳遞到所述機械設(shè)備1將會被放大。

對于船舶減搖，當(dāng)機械設(shè)備1在相對于船舶前進方向逆時針搖擺時，上支承架4逆時針搖擺，帶動左側(cè)齒條7向下運動，右側(cè)齒條7向上運動。向下運動的左側(cè)齒條帶動左側(cè)齒輪8逆時針旋轉(zhuǎn)，而向上運動的右側(cè)齒條帶動右側(cè)齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)。由于左側(cè)齒輪與右側(cè)齒輪嚙合，逆時針旋轉(zhuǎn)的左側(cè)齒輪同時會帶動右側(cè)齒輪順時針旋轉(zhuǎn)，而順時針右側(cè)齒輪又會帶動右側(cè)齒條7有向下運動趨勢，從而使得逆時針搖擺的上支承架4迅速順時針回歸，從而就實現(xiàn)了機械設(shè)備1的搖擺和船舶搖擺同步卻不被放大。同理，當(dāng)機械設(shè)備1在相對于船舶前進方向14順時針搖擺時亦是如此，這樣也實現(xiàn)了所述機械設(shè)備1的搖擺和船舶搖擺同步而不被放大，從而實現(xiàn)了對機械設(shè)備1振動系統(tǒng)的減搖。

對于船舶減振，機械設(shè)備1由于運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動時，振動會傳遞至上支承架4，再傳遞至所述彈簧2，由于彈簧的彈性與阻尼作用，使得振動得以削弱，當(dāng)振動過大時，兩側(cè)齒條7會產(chǎn)生頂死作用，保證振動不會過大。

裝配工藝：

第一步，將兩個齒輪8用鍵9固定于齒輪軸10，并且將齒輪軸10通過軸承11安裝于下支承架3設(shè)有的支座14上，并且蓋上軸承限位圈13，將螺栓B旋緊。第二步，將齒條7通過銷軸6安裝于上支承架4設(shè)有的吊耳上。第三步，利用4個千斤頂將上支承架4撐在下支承架3上方，并且將齒條7壓入齒輪8，使得兩者嚙合。第四步，將導(dǎo)軌組件5安裝于下支承架3設(shè)有的支座上，并且注意匹配齒條7形成滑動導(dǎo)向副。第五步，將若干彈簧2的兩端分別與下支承架3、上支承架4焊接起來，并且撤去千斤頂。

實施例2

如圖5所示，在本實施例中，齒輪8的數(shù)量為4個，并且4個齒輪的尺寸規(guī)格均完全相同，呈對稱分布設(shè)置。位于兩側(cè)的兩個齒輪一端與對應(yīng)齒條的齒面嚙合，從而形成齒輪齒條副，其另一側(cè)與相鄰的齒輪嚙合。而位于中間位置的兩個齒輪兩側(cè)均與相鄰齒輪嚙合。

與實施例1中的齒輪尺寸相比，本實施例中的齒輪直徑小于實施例1中的齒輪直徑。

實施例3

如6所示，在本實施例中，齒輪8的數(shù)量為4個，并且4個齒輪的尺寸規(guī)格均不完全相同，并且呈對稱分布設(shè)置。位于兩側(cè)的兩個齒輪直徑相同，其一端與對應(yīng)齒條的齒面嚙合，從而形成齒輪齒條副，其另一側(cè)與相鄰的齒輪嚙合。中間的兩個齒輪直徑相同，并且其兩側(cè)均與相鄰齒輪嚙合。

更多的是，中間的兩個齒輪的尺寸小于兩側(cè)的兩個齒輪的尺寸。

實施例4

如圖7所示，在本實施例中，齒輪軸10通過軸承11轉(zhuǎn)動安裝在支座14上，齒輪軸10的兩端通過鍵9固定安裝有齒輪8，齒輪軸10兩端的齒輪8尺寸完全相同。設(shè)于齒輪軸10兩側(cè)的齒輪8分別與對應(yīng)齒條7的齒面嚙合，從而形成齒輪齒條副。支座14的內(nèi)壁還設(shè)有一對導(dǎo)軌組件5，導(dǎo)軌組件5分別與兩個齒條7形成滑動連接，從而形成移動副。

更多的是，實施例4中的齒輪數(shù)量為2個，其軸線重合，從而齒輪8彼此不嚙合。

實施例1中齒輪8數(shù)量較少，并且齒輪8的直徑較大，因此齒輪的傳遞效率較高。對于大型減搖設(shè)備的減搖，反應(yīng)較為靈敏，減搖效果更加明顯。

而對于實施例2或?qū)嵤├?，雖然齒輪8的直徑較小，但是齒輪8的數(shù)量多，因此齒輪8產(chǎn)生的慣性較小，傳動效率低，更加適用于小型減搖設(shè)備的減搖。

對于實施例4，齒輪8也可以為彼此平行布置且不嚙合，并且其軸線是重合的。實施例中4中的齒輪8與齒條7嚙合，從而形成齒輪齒條副。當(dāng)設(shè)備搖擺時，齒輪齒條副能夠保證設(shè)備具有很好的穩(wěn)定性，讓設(shè)備不左右搖晃。用軸承10傳動，靈敏度高，但當(dāng)設(shè)備擺動幅度較大時，傳動軸10會受到較大的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，容易被扭斷。因此實施例4中的技術(shù)方案更加適用于小型減搖設(shè)備的減搖，如小型電動機由于顛覆力矩產(chǎn)生的搖擺。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，并且可以根據(jù)需要一起使用多個，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形。凡采用等同替換或等效變換所形成的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(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、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。