[发明专利]一种水下航行器尾轴电绝缘连接装置

说明书

本发明属于水下航行器尾轴连接结构技术领域，尤其涉及一种水下航行器尾轴电绝缘连接装置。包括尾部连接段、首部连接段、保护套筒、连接平键、首部绝缘层、周向绝缘层、尾部绝缘层和键绝缘层；通过两连接段的多边形配合面有效传递扭矩，并通过平键连接结构传递轴向力，同时在以上配合面处采用绝缘层，可有效隔断电场的传递，保证尾轴的绝缘性能。而在外部缠绕复合材料保护套后，不仅可有效固定平键，并可保证整个结构的外部密封性。内部灌封防水绝缘材料后，将保证整个结构的密封性和绝缘性。而法兰处开设的螺孔可实现装置与轴系的对接安装功能。

技术领域

本发明属于水下航行器尾轴连接结构技术领域，尤其涉及一种水下航行器尾轴电绝缘连接装置。

背景技术

水下航行器尾轴系统是航行器动力传递系统的核心，一方面，艉轴系统需要能够保证轴系之间扭矩以及轴向力的稳定传递，另一方面要求其具有足够的强度和刚度，以保证其在极端工作环境下保持性能稳定。

出于上述需求，作为连接前后端轴机构的连接装置的性能显得尤为重要，同时，基于实际工程需求，为实现水下航行器电场隐身的目的，需要隔绝尾轴的电场传播途径。目前，为实现隔断艉轴电场的目的，国内外已有的措施主要是在两轴段连接法兰之间增加绝缘垫层，以提高艉轴电阻，但无法完全切断法兰连接螺栓处的电场传递。

发明内容

本发明创造的目的在于，提供一种水下航行器尾轴电绝缘连接装置，可以作为尾轴联轴器接入实现有效传递轴系的扭矩和轴向力，以及水下航行器尾轴电场隔断的效果。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案。

一种水下航行器尾轴电绝缘连接装置，包括尾部连接段、首部连接段、保护套筒、连接平键、首部绝缘层、周向绝缘层、尾部绝缘层和键绝缘层；

尾部连接段整体为空心筒状结构，包括尾端的第一连接法兰以及与第一连接法兰同轴相连的尾轴，尾轴为中空轴，尾轴外表面为圆柱面、内表面为多边柱面，尾轴上开有贯穿尾轴的键槽；第一连接法兰上均匀开有连接螺孔；

首部连接段整体为空心筒状结构，包括前端的第二连接法兰以及与第二连接法兰同轴相连的首轴，首轴的外表面是形状与尾轴内表面相适应的多边柱面，且各柱面与尾轴内表面的各相应柱面距离0.1～1mm；首轴的内表面为圆柱形；第二连接法兰上开有与第一连接法兰相匹配的螺孔；

首轴的外表面开有非贯穿式键槽，非贯穿式键槽的位置和尺寸与尾轴上的贯穿式键槽向适应；

尾部连接段和首部连接段通过各键槽以及设于键槽中的连接平键相连；

首部绝缘层设于前轴后端面与第一连接法兰的内侧面之间；周向绝缘层包覆首轴的多边柱面；尾部绝缘层设于尾轴前端面与第二连接法兰的内侧面之间；键绝缘层包覆连接平键与尾部连接段的连接面。

对前述水下航行器尾轴电绝缘连接装置的进一步改进还包括，首部绝缘层、周向绝缘层、尾部绝缘层和键绝缘层采用玻璃纤维增强绝缘树脂基复合材料垫片，或者采用绝缘树脂涂层；其中绝缘树脂涂层通过提前预制制造成型，或者采用真空灌封一体成型工艺。

对前述水下航行器尾轴电绝缘连接装置的进一步改进还包括，连接平键与首部连接段采用过盈装配连接。

对前述水下航行器尾轴电绝缘连接装置的进一步改进还包括，在装置的内部中空处采用防水绝缘材料灌封。

对前述水下航行器尾轴电绝缘连接装置的进一步改进还包括，保护套筒为复合材料套筒，复合材料套筒采用绝缘树脂基体以及玻璃纤维丝束/带缠绕的复合材料制成。

对前述水下航行器尾轴电绝缘连接装置的进一步改进还包括，复合保护套筒是采用玻璃纤维缠在底部和两端缠绕一定厚度后，再用碳纤维进行缠绕，最后缠绕玻璃纤维复合材料，形成的玻纤-碳纤-玻纤层间混杂复合材料层合结构。