长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统

摘要

一种长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，用于将电动机的功率和转速传递至水下泥泵，其特征在于，包括水下齿轮箱、至少两根空心轴、中间支承装置和桥架；水下齿轮箱的输入轴通过高弹性联轴器来联接电动机；至少两根空心轴和至少一个中间支承装置形成长轴轴系，在该长轴轴系中，中间支承装置的两端分别通过鼓形齿联轴器分别与两根空心轴联接，两根空心轴分别位于该长轴轴系的两端；水下齿轮箱的输出轴通过鼓形齿联轴器来联接位于该长轴轴系的一端的空心轴，位于该长轴轴系的另一端的空心轴通过鼓形齿联轴器与水下泥泵联接；中间支承装置、水下齿轮箱、电动机和水下泥泵均由桥架支承。

说明书

技术领域

本发明涉及一种绞吸式挖泥船的水下泥泵传动系统。

背景技术

水下泥泵传动系统是绞吸式挖泥船的关键设备之一，水下泥泵传动系统用于将动力机(主要包括液压马达、电动机和柴油机)的功率传递给水下泥泵。目前，绞吸式挖泥船中的水下泥泵动力系统传动形式主要有液力驱动式、电轴系统驱动式等。相对于前者电轴系统驱动式的水下泥泵传动系统有以下特点：系统的动力源采用电动机，电动机的启动、调速方便，工作可靠性较高、系统操纵简便；水下齿轮箱采用电动机驱动输入形式简单且置于桥架尾部水密性要求降低结构形式，另电轴系统驱动式能量在转换及运输过程中损失较小，因而系统总传动效率较高，一般可达0.85～0.90；且系统工作可靠性较高，因而应用十分广泛。

但电轴驱动水下泥泵传动系统普遍存在下述的问题和技术难点：

1)在变工况的情况下，桥架的不规则变形和振动、电动机到水下泥泵长距离动力传输等会对整个系统所产生的影响(桥架的不规则变形和振动会对整个传动系统的对中轴线、各个相对运动件间运转的平稳性非常不利)；

2)整个水下泥泵系统工作时需要和桥架一起倾斜一定的角度(最大50°)，此时从电动机到水下泥泵之间各部分的轴向定位尚存在问题；

3)电动机启动时的冲击问题以及在运转过程中可能产生的扭振问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于绞吸式挖泥船的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其可以在变工况的情况下对桥架的不规则变形和振动进行缓冲和补偿。

为了实现所述目的，本发明的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，用于将电动机的功率和转速传递至水下泥泵，其特点是，包括水下齿轮箱、至少两根空心轴、中间支承装置和桥架；水下齿轮箱的输入轴通过高弹性联轴器来联接电动机；至少两根空心轴和至少一个中间支承装置形成长轴轴系，在该长轴轴系中，中间支承装置的两端分别通过鼓形齿联轴器分别与两根空心轴联接，两根空心轴分别位于该长轴轴系的两端；水下齿轮箱的输出轴通过鼓形齿联轴器来联接位于该长轴轴系的一端的空心轴，位于该长轴轴系的另一端的空心轴通过鼓形齿联轴器与水下泥泵联接；中间支承装置、水下齿轮箱、电动机和水下泥泵均由桥架支承。

所述的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其进一步的特点是，所述空心轴上附着配重块，其使得所述空心轴在转动时具有转动平衡的性能。

所述的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其进一步的特点是，所述水下齿轮箱的箱体上附着有锌块。

所述的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其进一步的特点是，所述鼓形齿联轴器的中心孔穿插有一轴，该轴的外端设置有压在所述鼓形齿联轴器的外齿套的端面上的压块，该压块所施加的压力轴向压紧所述鼓形齿联轴器的外齿套。

所述的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其进一步的特点是，所述压块通过螺钉联接在所述轴上。

所述的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其进一步的特点是，该电轴驱动式水下泥泵传动系统的传递功率在1000kw到2200kw之间、输入转速在900rpm到1800rpm之间，输出转速在220rpm到350rpm之间。

所述的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其进一步的特点是，所述水下齿轮箱具有一级减速传动结构。

所述的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统，其进一步的特点是，所述一级减速传动结构的减速比为6:1。

同传统的电轴驱动式水下泥泵传动系统相比，本发明具有如下优点：

1.采用多根空心轴和中间支承装置形成长轴轴系，该长轴轴系的动力传输距离长，可以实现电动机到水下泥泵间21米以上的长距离动力传递；

2.由于轴系中，各联接处均采用鼓形齿联轴器进行联接，因此，本发明对轴线对中要求低，可以在一定范围内补偿因为安装或桥架变形产生的轴线偏差，使得装置工作平稳，可在变工况的情况下对桥架的不规则变形和振动进行缓冲和补偿，使用寿命长；

3.鼓形齿联轴器的轴向压紧很好地解决了因为桥架的倾斜而产生的轴向定位及轴承受力问题；

4.采用空心轴代替了实心轴，结构简化，节约成本，通过工艺控制使得装置维修方便，更换零部件容易。

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行详细的描述。

附图说明

图1是本发明的一实施例的布置型式图。

图2显示了图1中轴系的轴向定位部分的结构。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统的一实施例包括高弹性联轴器2、水下齿轮箱3、空心轴5、中间支承装置6和桥架9。

电动机1通过该长轴输出的电轴驱动式水下泥泵传动系统将功率和转速传递至水下泥泵10。电动机1通过高弹性联轴器2联接水下齿轮箱3的输入轴。水下齿轮箱3的输出轴通过鼓形齿联轴器4联接空心轴5的左端，空心轴5的右端通过鼓形齿联轴器12联接中间支承装置6的左端，中间支承装置6的右端通过鼓形齿联轴器7联接空心轴8的左端，空心轴8的右端通过鼓形齿11联接水下泥泵10。前述鼓形齿联轴器均是指配成对的能联接两轴的鼓形齿联轴器。电动机1先通过高弹性联轴器2将功率和转速传递到水下齿轮箱3的输入轴上。高弹性联轴器2可以有效地缓冲电动机1的启动冲击，而且能有效的调节系统的扭振。水下齿轮箱3包括具有一级减速结构并带有油压、油温显示和报警系统，箱体上装有锌块可以有效的防止海水的腐蚀，该一级减速结构最好是水平移心一级减速结构，以简化传动结构，使得维修保养方便。电动机1的转速经过水下齿轮箱3减速到水下泥泵10的工作转速。

在图1所示的实施例中，轴系中的连接处均鼓形齿进行联接，进而利用鼓型齿联轴器实现对轴系安装和工作时轴向、径向及角度发生的偏差进行补偿和修正。

空心轴5的长度可以根据电动机1到泥泵8间的距离进行调整，而且空心轴和中间支承装置可以相应地增加。在图1所示的实施例中，各根空心轴用不同的标号标示，这并不是表明它们一定是不同的空心轴，其长度可以同样长度、材质的空心轴。鼓形齿联轴器4、12、7、11可直接采用市售的鼓形齿联轴器。空心轴5、8使用可以最大程度的节约成本。为保证空心轴5、8运转的平稳性空心轴5、8需要做静平衡试验。通过试验在空心轴5、8上烧焊配重块解决因为工件自身或者加工引起的质量分布不均而产生附加弯矩增大轴承负荷。

系统的动力经过空心轴5和鼓型齿联轴器4传递到中间支承装置6的输入端。可以解决空心轴5因长度过长而产生的挠度过大的问题，另外通过轴向定位鼓型齿联轴器4、12、7、1可以在轴系倾斜时由中间支承装置6的轴承承担大部分轴系的自重。中间支承装置6包括转轴，空心轴5、空心轴8与中间支承装置6的联接其实就是空心轴5、空心轴8分别与该转轴的两端联接，另外中间支承装置6的转轴与成对的调心滚子轴承配置，从而可以实现对自身传动轴位置的调整。

中间支承装置6输出端经鼓型齿联轴器7和空心轴8及配对的鼓型齿联轴器11将动力最终传输到水下泥泵10。

水下齿轮箱3的输出轴和鼓型齿联轴器4之间，鼓型齿联轴器4与中间支承装置6输入端之间，鼓型齿联轴器7与中间支承装置6输出端之间采用水下密封部件密封。水下密封部件是保证齿轮箱输出轴与空心轴及空心轴与中间支承之间水密性和防沙的关键部件，其主要工作原理是通过三道骨架油封和通过一路高位油路，一路油脂实现对环境中水和泥沙的隔离效果。其中最外部的一道油封两侧加油脂可以阻挡环境中的泥沙，同时在整个水下密封部件的结构设计上设置了对环境水的卸压腔，在外部水侵入水下密封部件时减小对油脂的挤压。里面的两道骨架成对使用，在两道骨架内部形成油腔，在油腔中接高于水面3～4米的高位油箱使得油腔的油压始终高于环境水压，骨架中的油压能够始终压紧骨架的大唇边。这样即使整个系统在水下浸水较深时也不会发生漏油和进水的情况。水下密封部件可按照前述说明可以采用市售的密封产品实施，在此不赘述。

鼓型齿联轴器4、12，空心轴5，鼓型齿联轴器7、11，空心轴8需采用轴向定位件保证轴系轴向的定位。参见图2，以图1中的空心轴5的左端为例，来说明轴系轴向的定位结构，如图1所示，鼓形齿联轴器4联接水下齿轮箱3的输出轴，在鼓形齿联轴器4的中心孔内穿插一根轴22，在轴22的两外端分别用螺钉联接压块23，压块23会压在鼓形齿联轴器4的外齿轮外端，调节压块23上的螺钉，就可以使得鼓形齿联轴器4轴向被压紧，进而实现水下齿轮箱3和空心轴5的轴向的压紧。对于鼓形齿联轴器12、7和11的轴向的压紧结构也是包括一根穿过鼓形齿联轴器的中心孔的轴和联接在轴两外端的压块。在整个轴系倾斜时压块可以将轴系的重量的轴向分力通过轴传导到中间支承上的轴承。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，因此，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。