一种船用齿轮箱盘车锁轴装置的制作方法

本发明涉及船舶动力传动系统的齿轮传动装置领域，尤其涉及一种船用齿轮箱盘车锁轴装置。

背景技术：

现有船舶主推进系统盘车操作由柴油机控制，盘车时齿轮箱离合器（齿轮箱带离合器时）需处于合排状态，操作不便。现有柴油机盘车装置无锁轴制动功能，需在轴系上安装单独的刹车装置，结构复杂成本高,盘车和锁轴分散在两处控制，操作不便、效率低。

现有技术可参见以下的中国实用新型专利文稿，公开号分别为“cn201516919u”、“cn206495720u”、“cn206704499u”和“cn208702539u”。

其中，如“cn206495720u”的文献提供一种改进的船用柴油机盘车机构，包括电机、箱体、输出法兰，以及安装在箱体内的输出轴、蜗轮和蜗杆；输出法兰上装有拨叉组件，拨叉组件包括叉臂、连接杆和定位装置，叉臂为“7”字形，叉臂的中部通过销轴安装在位于输出法兰外壁的支承座上，叉臂上装有手柄，叉臂较长的一端穿过输出法兰壁上的通孔伸入至输出法兰中并作用于滑动齿轮上，推动滑动齿轮在输出轴上进行轴向移动，叉臂较短的一端通过销轴与连接杆相连。该方案公开通过拨叉组件实现盘车状态和脱开状态的切换。

另外cn201516919u、cn206704499u和cn208702539u三篇文献则分别提供了三种不同的锁轴结构。

但整体来说，这些柴油机盘车装置上的锁轴制动结构复杂，无法与上述盘车结构很好的整合在一起，急需进行改良。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种应用范围广、成本低、操作简单、效率高、集盘车和锁轴功能于一体的船用齿轮箱盘车锁轴装置，从而解决现有船舶主推进系统盘车锁轴分散控制、效率低、结构复杂成本高、操作复杂的问题。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种船用齿轮箱盘车锁轴装置，包括齿轮箱本体和盘车动力组件；所述齿轮箱本体的输出轴与轴系及螺旋桨连接，盘车动力组件的输出端能够与所述齿轮箱本体的输入轴相连接；其特征在于：所述齿轮箱本体的输入轴上设有第一连接件，盘车动力组件的输出端活动套接有第二连接件；所述第二连接件能够沿轴向滑动并与第一连接件实现对接或脱离，第二连接件与第一连接件对接时实现周向同步转动；所述齿轮箱本体上设有锁定结构，第二连接件与盘车动力组件的输出端脱离时，第二连接件与第一连接件相对接且锁定结构周向锁定所述第二连接件。

本发明采用上述技术方案，该技术方案涉及一种船用齿轮箱盘车锁轴装置，该船用齿轮箱盘车锁轴装置包括齿轮箱本体和盘车动力组件，盘车动力组件的输出端上套设的第二连接件在外力作用下是可沿轴向移动的，基于对于上述第二连接件的轴向位置控制从而可控制盘车动力组件与齿轮箱本体之间的联轴或脱开，以及齿轮箱本体的锁轴。即该船用齿轮箱盘车锁轴装置集盘车和锁轴功能于一体，从而解决现有船舶主推进系统盘车锁轴分散控制、效率低、结构复杂成本高、操作复杂的问题。

具体来说，脱开、盘车和锁轴状态具体如下：

脱开状态：齿轮箱本体的输入轴上的第一连接件与盘车动力组件的输出端上的第二连接件相互脱开，无动力输出，主机可以启动。

盘车状态：齿轮箱本体的输入轴上的第一连接件与盘车动力组件的输出端上的第二连接件相接，盘车动力组件的动力经过齿轮箱本体输出，轴系、螺旋桨低速旋转，主机无法启动，确保系统安全可靠。

锁轴状态：第二连接件与盘车动力组件的输出端脱离，同时第二连接件与第一连接件相接，齿轮箱本体上的锁定结构锁定第二连接件和第一连接件，轴系被制动；主机无法启动，确保系统安全可靠。

作为优选，所述第二连接件与第一连接件对接时，第二连接件套设在第一连接件的外花键齿面并与其啮合；所述锁定结构通过压抵第二连接件外侧齿面的方式周向锁定所述第二连接件。

作为优选，所述第一连接件为套接在齿轮箱本体输入轴上的花键套；第二连接件为能够沿轴向滑动的滑移花键；齿轮箱本体上的锁定结构为设置在齿轮箱本体外壁上的内花键，内花键能与滑移花键的外齿啮合以周向锁定所述第二连接件。上述技术方案对于第二连接件、第一连接件和锁定结构的连接方式进行限定，具体来说为了实现第二连接件与第一连接件的周向联动，最优的方式是采用套接啮合的方案，因此上述方案进一步限定采用滑移花键和花键套的配合方式。而锁定结构锁定第二连接件的方案，因为涉及到周向锁定和轴向快速对接的问题，该方案采用内花键与滑移花键的配合方案实现。

作为优选，所述盘车动力组件与齿轮箱本体之间通过壳体连接，齿轮箱本体的输入轴及其上的第一连接件，盘车动力组件的输出端及其上的第二连接件均处于壳体内部。该技术方案进一步限定了盘车动力组件与齿轮箱本体之间传动方案是闭式传动，即上述传动结构是封闭在壳体内部的，从而能够保护上述传动结构，避免上述传动结构被粉尘侵入进而导致传动不顺或对接不顺。

作为优选，第二连接件通过控制组件所驱动，控制组件包括铰接在壳体外侧的手柄，以及与所述手柄的铰接端连接的转轴，以及与所述第二连接件轴向固定且周向相对活动的滑块，以及两端部分别连接转轴和滑块的拨叉；所述手柄驱动转轴及其上的拨叉转动一定角度，拨叉活动端驱动通过滑块驱动所述第二连接件轴向移动。该技术方案中，操作人员可通过控制组件控制第二连接件的位置，从而控制齿轮箱在脱开、盘车和锁轴状态之间切换。具体来说，是通过外力驱动手柄带动转轴及与其连接的拨叉旋转，拨叉的活动端摆动过程中产生轴向上的位移并带动第二连接件轴向移动，进而通过第二连接件的轴向位置控制从而可控制盘车动力组件与齿轮箱本体之间的联轴或脱开，以及齿轮箱本体的锁轴。

作为优选，所述手柄或壳体外壁上还设置有定位器，定位器用于与所述壳体外壁或手柄锁定，以锁定所述手柄的位置。

作为优选，所述壳体外壁上设有表征脱开、盘车和锁轴状态的三个感应开关，三个感应开关分别对应于手柄的三种锁定位置。基于上述描述，操作人员可通过控制组件控制第二连接件的位置，从而控制齿轮箱在脱开、盘车和锁轴状态之间切换。通过定位器的设置，可将手柄与壳体外壁连接固定，从而将手柄锁定在脱开、盘车或锁轴状态；同时上述三个状态均通过感应开关进行识别，并向系统发送信号，控制主机动作。

作为优选，所述第二连接件的外侧壁上设有周向布置的滑槽；所述滑块处于滑槽内实现与所述第二连接件轴向固定且周向相对活动。上述方案中记载滑块与所述第二连接件轴向固定且周向相对活动，具体是通过上述周向布置的滑槽实现，如此即便拨叉是随着转轴做摆动运动的，在第二连接件上也可只产生轴向位移。

作为优选，所述盘车动力组件包括盘车电机，以及连接在盘车电机输出端上的减速器；所述第二连接件套设在减速器的输出轴上。

作为优选，所述盘车电机上还连接有驱动手轮。

附图说明

图1为本发明创造涉及的船用齿轮箱盘车锁轴装置结构图。

图2为图1的a-a剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1~2所示，本实施例涉及一种船用齿轮箱盘车锁轴装置，包括齿轮箱本体3和盘车动力组件。所述齿轮箱本体3的输出轴与轴系及螺旋桨连接，盘车动力组件的输出端能够与所述齿轮箱本体3的输入轴相连接。如图1所示，所述的盘车动力组件包括盘车电机1，以及连接在盘车电机1输出端上的减速器2，其中的减速器2为行星摆线针轮减速器，盘车电机1上还连接有驱动手轮11。如图1所示，所述的齿轮箱本体3的输入轴31和输出轴32均通过轴承定位在齿轮箱壳体35内，齿轮箱本体3输入轴31上设有小齿轮33，齿轮箱本体3输出轴32上套接有大齿轮34，小齿轮33与大齿轮34啮合实现动力传动。

所述齿轮箱本体3的输入轴31上设有第一连接件41，盘车动力组件的输出端活动套接有第二连接件42，具体来说是第二连接件42套设在减速器2的输出轴上。所述第二连接件42能够沿轴向滑动并与第一连接件41实现对接或脱离，第二连接件42与第一连接件41对接时实现周向同步转动。所述齿轮箱本体3上设有锁定结构43，第二连接件42与盘车动力组件的输出端脱离时，第二连接件42与第一连接件41相对接且锁定结构43周向锁定所述第二连接件42。在具体的实施方案中，所述第二连接件42与第一连接件41对接时，第二连接件42套设在第一连接件41的外齿并与其啮合。所述锁定结构43通过压抵第二连接件42外侧齿面的方式周向锁定所述第二连接件42。在如图所示的细化方案中，所述第一连接件41为套接在齿轮箱本体3输入轴31上的花键套。第二连接件42为能够沿轴向滑动的滑移花键。齿轮箱本体3上的锁定结构43为设置在齿轮箱本体3外壁上的内花键，内花键能与滑移花键的外壁齿啮合以周向锁定所述第二连接件42。上述技术方案对于第二连接件42、第一连接件41和锁定结构43的连接方式进行限定，具体来说为了实现第二连接件42与第一连接件41的周向联动，最优的方式是采用套接啮合的方案，因此上述方案进一步限定采用滑移花键和花键套的配合方式。而锁定结构43锁定第二连接件42的方案，因为涉及到周向锁定和轴向快速对接的问题，该方案采用内花键与滑移花键的配合方案实现。

另外，所述盘车动力组件与齿轮箱本体3之间通过壳体5连接，齿轮箱本体3的输入轴31及其上的第一连接件41，盘车动力组件的输出端及其上的第二连接件42均处于壳体5内部。该技术方案进一步限定了盘车动力组件与齿轮箱本体3之间传动方案是闭式传动，即上述传动结构是封闭在壳体5内部的，从而能够保护上述传动结构，避免上述传动结构被粉尘侵入进而导致传动不顺或对接不顺。

在上述技术方案的基础上，本方案中的第二连接件42通过控制组件所驱动，控制组件包括铰接在壳体5外侧的手柄44，以及与所述手柄44的铰接端连接的转轴45，以及与所述第二连接件42轴向固定且周向相对活动的滑块46，以及两端部分别连接转轴45和滑块46的拨叉47。所述手柄44驱动转轴45及其上的拨叉47转动一定角度，拨叉47活动端驱动通过滑块46驱动所述第二连接件42轴向移动。该技术方案中，操作人员可通过控制组件控制第二连接件42的位置，从而控制齿轮箱在脱开、盘车和锁轴状态之间切换。具体来说，是通过外力驱动手柄44带动转轴45及与其连接的拨叉47旋转，拨叉47的活动端摆动过程中产生轴向上的位移并带动第二连接件42轴向移动，进而通过第二连接件42的轴向位置控制从而可控制盘车动力组件与齿轮箱本体3之间的联轴或脱开，以及齿轮箱本体3的锁轴。上述方案中记载滑块46与所述第二连接件42轴向固定且周向相对活动，是通过上述周向布置的滑槽实现。具体来说是所述第二连接件42的外侧壁上设有周向布置的滑槽，滑块46处于滑槽内实现与所述第二连接件42轴向固定且周向相对活动。另外，第二连接件42在齿轮箱本体3的输入轴31和减速器2的输出轴32的约束下仅能轴向活动。如此即便拨叉47是随着转轴45做摆动运动的，也可驱动第二连接件42产生轴向位移。

进一步的，所述手柄44或壳体5外壁上还设置有定位器49，定位器49用于与所述壳体5外壁或手柄44锁定，以锁定所述手柄44的位置。定位器49如图中所示，可采用弹簧销的方式。所述壳体5外壁上设有表征脱开、盘车和锁轴状态的三个感应开关，三个感应开关分别对应于手柄44的三种锁定位置。基于上述描述，操作人员可通过控制组件控制第二连接件42的位置，从而控制齿轮箱在脱开、盘车和锁轴状态之间切换。通过定位器49的设置，可将手柄44与壳体5外壁连接固定，从而将手柄44锁定在脱开、盘车或锁轴状态。同时上述三个状态均通过感应开关进行识别，并向系统发送信号，控制主机动作。上述的三个感应开关分别为脱开接近开关、盘车接近开关和锁轴接近开关。

上述实施例涉及一种船用齿轮箱盘车锁轴装置，该船用齿轮箱盘车锁轴装置包括齿轮箱本体3和盘车动力组件，盘车动力组件的输出端上套设的第二连接件42在外力作用下是可沿轴向移动的，基于对于上述第二连接件42的轴向位置控制从而可控制盘车动力组件与齿轮箱本体3之间的联轴或脱开，以及齿轮箱本体3的锁轴。即该船用齿轮箱盘车锁轴装置集盘车和锁轴功能于一体，从而解决现有船舶主推进系统盘车锁轴分散控制、效率低、结构复杂成本高、操作复杂的问题。

在具体实施例中，工作过程是：

脱开：滑移花键（第二连接件42）移动至行星摆线针轮减速器输出轴上，与花键套（第一连接件41）完全脱开，无动力输出，此时脱开接近开关发出脱开信号至遥控系统，主机可以启动。

盘车：盘车电机1断电，盘动驱动手轮11旋转，同时拉动手柄44（远离盘车电机1），通过转轴45、拨叉47、滑块46使滑移花键（第二连接件42）在减速器输出轴22上移动，并与花键套（第一连接件41）对齿后啮合连接，拉动安装在手柄44上的定位器49，将定位器49上的销子插入连接壳体5对应盘车状态的销孔中。盘车电机1通电，动力传递至减速器输出轴22，通过滑移花键（第二连接件42）、花键套（第一连接件41）带动小齿轮33旋转，小齿轮33与大齿轮34啮合带动输出轴32、轴系、螺旋桨低速旋转，此时盘车接近开关发出盘车联锁信号至遥控系统，主机无法启动，确保系统安全可靠。

锁轴：盘车电机1断电，盘动驱动手轮11旋转，同时拉动手柄44（远离盘车电机1），通过转轴45、拨叉47、滑块46使滑移花键在花键套上移动，并与齿轮箱本体3上的内花键（锁定结构43）对齿后啮合连接，拉动安装在手柄44上的定位器49，将定位器49上的销子插入连接壳体5对应锁轴状态的销孔中，轴系被制动。此时锁轴接近开关发出锁轴联锁信号至遥控系统，主机无法启动，确保系统安全可靠。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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