CN104154134A - 一种波浪发电装置用球头滑移式联轴器 - Google Patents

Abstract

一种波浪能发电装置用球头滑移式联轴器，包括球头万向轴(1)。球头万向轴(1)的一端为球头端，另一端为螺纹端，中间部分为轴段。球头万向轴(1)的螺纹端连接波浪能发电机的传动轴。球头万向轴的球头端包覆有由下球头滑移座(6)和上球头滑移座(7)组成的球头滑移座。球头万向轴(1)的球头能够在球头滑移座内转动。球头滑移座的下方为下滑移支撑板(4)，球式滑移座上方为上滑移支撑板(10)。上滑移支撑板(10)和下滑移支撑板(4)之间通过筒形连接座(8)连接成一个整体，形成一个笼式的框架结构。下球头滑移座(6)的底部四周有角度为θ的开口，使球头万向轴(1)在空间θ角度范围内偏转。

Description

一种波浪发电装置用球头滑移式联轴器

技术领域

本发明涉及一种联轴器，特别涉及一种用于点吸收漂浮式波浪能发电装置使用的联轴器。

背景技术

点吸收漂浮式波浪能发电机采用双浮筒结构，其中心是一个立式直管浮筒，该直管浮筒上部再套装有圆环式浮筒，直管浮筒的下部有阻尼盘等结构。立式直管浮筒在阻尼盘的作用下对波浪起伏的响应小，基本不随波浪上下运动，而浮于水面的圆环式浮筒对波浪起伏响应大。在波浪的作用下，圆环状浮筒也沿着直管浮筒的导轨上下往复运动。圆环式浮筒上安装有桁架，桁架通过联轴器连接一根传动轴，该传动轴与直管浮筒平行，驱动内置于立式直管浮筒内部的发电机发电。由于加工工艺的限制，圆环浮筒与直管浮筒上导轨的配合无法做到完全贴合，存在一定的间隙。圆环式浮筒在波浪作用下会做横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇、平摇运动，这样圆环浮筒与立管浮筒间的相对运动并不完全是沿着立管上导轨的平行运动，会发生角度的偏转和横向的位移。

因此，在波浪能的提取装置中需要一种特殊的联轴器。这种联轴器应能承受和传递巨大的轴向力，包括推力和拉力，以便驱动发电机。波浪能发电机运行时，圆环式浮筒在波浪冲击下，相对于直管浮筒产生倾斜和偏移，将对传动轴产生巨大的弯矩。为了保证传动轴平行于立管浮筒平稳运行，要求联轴器必须能在360°空间范围内进行角度补偿，同时能对360°空间范围内的偏移进行补偿。

现有产品中没有这种特殊功能的联轴器。比较接近的产品有杆端关节轴承，以及专利200510026682.4提出的三维调节联接器。关节轴承能承受相当大的轴向力、球头的结构也允许在360°的范围内设计角度变化，但是无法补偿360°范围内的横向偏移。而专利200510026682.4的三维调节联接器虽然可以实现角度和偏移的补偿，但是不具备传动功能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，满足点吸收漂浮式波浪能发电装置的要求，提出一种球头滑移式联轴器。本发明可以在360°空间范围内进行角度和偏移的两种补偿。在波浪发电装置在运行过程中，当圆环形浮筒与立式浮筒发生角度偏转及位置移动时，本发明仍然可以使点吸收漂浮式波浪能发电装置正常运行。

本发明采用以下技术方案：

一种波浪能发电装置用球头滑移式联轴器，包括球头万向轴、球头滑移座、上滑移支撑板、下滑移支撑板，以及筒形连接座。所述球头万向轴一端为球头端，另一端为螺纹端，球头端与螺纹端的中间部分为球头万向轴的轴段。所述球头万向轴的螺纹端连接波浪能发电机的传动轴。所述球头万向轴的球头端包覆有球头滑移座，所述球头滑移座由下球式滑移座和上球式滑移座组成，上球头滑移座和下球头滑移座之间固定连接。球头万向轴的球头可以在球头滑移座内自由转动。所述球头滑移座的下方为下滑移支撑板；所述球头滑移座的上方为上滑移支撑板；所述上滑移支撑板和下滑移支撑板之间通过筒形连接座连接，并用螺栓固定。筒形连接座将上球头滑移座和下球头滑移座包围在其内部。

所述的下球头滑移座的底部四周设计了角度为θ的开口，以保证球头万向轴可以在空间角度θ范围内偏转。

上球头滑移座与上滑移支撑板之间安装有上滑板，上滑板为常规的滑动轴承结构，使上球头滑移座可以沿上滑板自由滑动。

下球头滑移座与下滑移支撑板之间安装有下滑板，下滑板为常规的滑动轴承结构，使下球头滑移座可以沿下滑板自由滑动。

球头万向轴的轴段穿过下滑移支撑板，所述的下滑移支撑板为圆环结构，中心开有孔，开孔的直径大于球头万向轴轴段的直径，两者的直径差设为m。球头万向轴的轴段从该开孔中穿过。

所述的上滑移支撑板为圆形。

所述筒形连接基座的内径大于下球式滑移座的外径，两者直径差≥m，使得球头滑移座可以在m位移范围进行移动。

所述筒形连接座的上边缘为一法兰结构，用于将本发明联轴器安装在波浪能发电机圆环形浮筒的桁架结构上。

进一步优化：所述下滑移支撑板的下端与球头万向轴之间安装有密封套，所述密封套的下端用下喉箍紧固在球头万向轴上，密封套的上端用上喉箍紧锁在下滑移支撑板底部圆周的凸起部位上。

本发明结构紧凑，体积小，可以实现轴向方向大推力和拉力的传动，同时可以对传动轴在空间圆周范围内约定角度和横向偏移的补偿。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图中：1球头万向轴；2锁紧螺母；3橡胶密封套；4下滑移支撑板；5下滑板；6下球头滑移座；7上球头滑移座；8筒型连接座；9上滑板；10上滑移支撑板；11传动轴；12桁架。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式进一步说明本发明。

一种海浪发电装置用球型滑移式联轴器，包括与发电机连接的球头万向轴1、球头滑移座、上滑移支撑板10、下滑移支撑板4，以及筒形连接座8。所述球头万向轴1的一端为球头端，另一端为螺纹端，中间部分为球头万向轴的轴段，为圆柱形结构。球头万向轴1的螺纹端连接波浪能发电机的传动轴11，为保证联接可靠，用锁紧螺母2牢固锁紧以防松动。

球头万向轴1的球头端包覆有球头滑移座，所述球头滑移座由下球头滑移座6和上球头滑移座7组成，下球头滑移座6和上球头滑移座7之间通过螺钉固定连接。下球式滑移座6底部四周设计了角度为θ的开口，使得球头万向轴1可以在空间θ角度范围内偏转。

筒形连接座8将上球头滑移座和下球头滑移座包围在其内部。

球头滑移座的上方为上滑移支撑板10，球头滑移座的下方为下滑移支撑板4。下滑移支撑板4为圆环形结构，中间开孔。下滑移支撑板4开孔的直径D2大于球头万向轴1的轴段直径D1；下滑移支撑板4开孔的直径D2小于下球式滑移座6的底部直径D3。球头万向轴的轴段从下滑移支撑板4的开孔中穿过。

上滑移支撑板10为圆形。

下滑移支撑板4和上滑移支撑板10之间通过筒形连接座8连接成一个整体，形成一个笼式的框架结构。所述筒形连接座8的内径为D4，筒形连接座8的上边缘为一法兰面，用于与外部的波浪能发电机圆环形浮筒的桁架12固定。

球头滑移座可以在这个笼式框架结构中横向偏移。为了保证偏移的摩擦力尽量小，分别在下滑移支撑板4的内侧与下球式滑移座6的对磨面安装了下滑板5，在上滑移支撑板10内侧与上球头滑移座的对磨面安装了上滑板9，如图1所示。

设计原则为：球头万向轴1的轴段直径D1的尺寸根据轴向力选取；下滑移支撑板4开孔的直径D2根据需要补偿的偏移量选取；D2>D1，其中D2-D1的差值即为最大偏移量。

下球式滑移座6的底部直径D3的设计应在满足包裹住球头万向轴1的球头的基础上，使(D3-D2)>(D2-D1)。

筒形连接座8的设计满足(D4-D3)≥(D2-D1)。

所述下支撑滑移板4的底部有一圈凸起结构，用于与球头万向轴1之间安装有橡胶密封套3，以防止异物进入球头滑移联轴器，起到保护作用。

当波浪能发电装置运行时，由于球头滑移座只能沿上、下滑板横向移动，因此联轴器可以实现推力和拉力的传递；当波浪能发电装置的圆环状浮筒发生横向偏移时，安装在该浮筒上的桁架同时偏移，上下滑移支撑板和球头滑移座发生相对运动，满足了偏移的补偿；当波浪能发电装置的圆环状浮筒偏转时，桁架也同时偏转，带动上滑移支撑板、下滑移支撑板及球头滑移座偏转，但由于球头万向轴的球头可以空间θ角度偏转，球头万向轴的轴段部位仍保持垂直。

Claims (6)

1.一种波浪能发电装置用球头滑移式联轴器，其特征在于，所述的球头滑移式联轴器包括球头万向轴(1)、球头滑移座、上滑移支撑板(10)、下滑移支撑板(4)，以及筒形连接座(8)；所述球头万向轴(1)的一端为球头端，另一端为螺纹端，球头端与螺纹端的中间部分为球头万向轴的轴段；所述球头万向轴(1)的螺纹端连接波浪能发电机的传动轴；所述球头万向轴的球头端包覆有球头滑移座，所述球头滑移座由下球头滑移座(6)和上球头滑移座(7)组成，上球头滑移座(7)和下球头滑移座(6)之间固定连接；球头万向轴(1)的球头能够在球头滑移座内转动；筒形连接座(8)将上球头滑移座(7)和下球头滑移座(6)包围在其内部；所述球式滑移座的下方为下滑移支撑板(4)；所述球式滑移座上方为上滑移支撑板(10)；所述上滑移支撑板(10)和下滑移支撑板(4)之间通过筒形连接座(8)连接一个整体，形成一个笼式的框架结构。

2.按照权利要求1所述的球头滑移式联轴器，其特征在于：所述的下滑移支撑板(4)为圆环形，中间开孔；下滑移支撑板(4)的开孔直径D2大于球头万向轴(1)的轴段直径D1；下滑移支撑板(4)的开孔直径D2小于下球头滑移座(6)的底部直径D3；所述的上滑移支撑板(10)为圆形。

3.按照权利要求1所述的球头滑移式联轴器，其特征在于：所述的下球头滑移座(6)的底部四周有角度为θ的开口，使球头万向轴(1)能够在空间θ角度范围内偏转。

4.按照权利要求1所述的球头滑移式联轴器，其特征在于：所述的筒形连接座(8)的内径大于下球头滑移座(6)的外径，两者直径差≥m，使得球头滑移座可以在m位移范围移动；m为下滑移支撑板(4)开孔的直径与球头万向轴(1)轴段的直径之差。

5.按照权利要求1所述的球头滑移式联轴器，其特征在于：所述的筒形连接座(8)的上边缘为法兰面，用于与外部的波浪能发电机圆环形浮筒的桁架(12)固定。

6.按照权利要求1所述的球头滑移式联轴器，其特征在于：所述的上球头滑移座(7)与上滑移支撑板(10)之间安装有上滑板(9)，下球头滑移座(6)与下滑移支撑板(4)之间安装有下滑板(5)。