CN108730349B - 一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承 - Google Patents

一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承 Download PDF

Info

Publication number
CN108730349B
CN108730349B CN201810513465.5A CN201810513465A CN108730349B CN 108730349 B CN108730349 B CN 108730349B CN 201810513465 A CN201810513465 A CN 201810513465A CN 108730349 B CN108730349 B CN 108730349B
Authority
CN
China
Prior art keywords
propeller
hub
guide vane
propeller shaft
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810513465.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108730349A (zh
Inventor
范华涛
王瑞
齐新
姚晨佼
宋强
许可
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
702th Research Institute of CSIC
Original Assignee
702th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 702th Research Institute of CSIC filed Critical 702th Research Institute of CSIC
Priority to CN201810513465.5A priority Critical patent/CN108730349B/zh
Publication of CN108730349A publication Critical patent/CN108730349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108730349B publication Critical patent/CN108730349B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6659—Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/321—Bearings or seals specially adapted for propeller shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6659—Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles
    • F16C33/667—Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles related to conditioning, e.g. cooling, filtering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/321—Bearings or seals specially adapted for propeller shafts
    • B63H2023/325—Thrust bearings, i.e. axial bearings for propeller shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/321—Bearings or seals specially adapted for propeller shafts
    • B63H2023/327—Sealings specially adapted for propeller shafts or stern tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/30—Ships, e.g. propelling shafts and bearings therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承，包括一组轮缘电机绕组铁芯，定子绕组固接于轮缘电机绕组铁芯的内侧；在定子绕组的相对处布置转子永磁铁，定子绕组与转子永磁铁之间具有电磁气隙；转子永磁铁通过紧固件与螺旋桨叶固接，螺旋桨叶通过紧固件螺接桨毂，桨毂与所述桨轴的外圈密封连接，桨轴的内部开设空心腔体，桨轴安装桨毂的外周处开设多个油液流通孔，在桨轴的空心腔体内部密封配合活塞补偿器。本发明结构简单，使用方便，本发明取消非金属水润滑轴承转为设计成金属油润滑支撑轴承，支撑轴承通过充油补偿和机械动密封的形式使轮缘推进器可以承受更大的推力，有效避免了以往非金属水润滑轴承造成的变形量大及磨损问题。

Description

一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承
技术领域
本发明涉及载人潜水器水下推进领域，尤其涉及一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承。
背景技术
现有轮缘推进器包括有毂和无毂两种形式，其中有毂形式的轮缘推进器在轮缘电机转子和导管结构之间、桨轴位置设置水润滑径向支撑和轴向推力轴承，同时设置流道，方便润滑；无毂形式的轮缘推进器在轮缘电机转子和导管结构之间设置水润滑径向支撑和轴向推力轴承，同时设置流道，方便润滑。首先，该水润滑轴承一般采用非金属材料，在大深度海水压力环境下自身承压后变形量较大，使得轴承配合间隙加大，造成轮缘电机定子转动支撑恶化，引起严重的振动噪声问题。其次，非金属材料轴承本身在深海海底大量泥沙环境下耐磨性较差，在大深度海水压力环境下自身承压变形量加大后进一步加剧了泥沙对轴承的磨损。再者，为了解决上述问题，传统水润滑轴承在设计时预留一个较大变形量以适应深海压力环境，但这会造成轴承装配间隙过小，从而影响轴承的水润滑环境，造成轴承摩擦温度过高而失效。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承，本发明通过将桨轴位置的水润径向支撑和周向推力轴承设计为金属油润滑轴承，通过充油补偿和动密封形式，使有毂轮缘推进器可以承受更大推力，并且可以适应恶劣的泥沙环境，使用于全海深水域。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承，包括固定于导管内部的一组轮缘电机绕组铁芯，定子绕组固接于所述轮缘电机绕组铁芯的内侧；在所述定子绕组的相对处布置转子永磁铁，所述定子绕组与转子永磁铁之间具有电磁气隙；所述转子永磁铁通过紧固件与螺旋桨叶固接，所述螺旋桨叶的轴向中心处通过紧固件螺接桨毂，所述桨毂与所述桨轴的外圈密封连接，所述桨轴的内部开设用于充油的空心腔体，所述桨轴安装桨毂的外周处开设多个用于将油液填充桨毂与桨轴之间空隙的油液流通孔，在所述桨轴的空心腔体内部密封配合活塞补偿器，在所述活塞补偿器的相对处、于所述桨轴的尾端固接补偿器端盖，在所述补偿器端盖与活塞补偿器之间连接弹簧。
其进一步技术方案在于：
所述桨毂通过支撑轴承安装在桨轴的外圈，所述桨毂的两端通过端盖配合密封；于各端盖的外侧、在所述桨轴上还分别配合用于实现水密封的机械动密封；
于所述转子永磁铁与定子绕组铁芯的外周还通过环氧树脂灌胶密封；
于各机械动密封的外圈还配合用于防止泥沙、海水进入桨毂和桨轴内部的支撑环；
所述活塞补偿器通过密封圈与桨轴中空心腔体的内壁配合；
所述导管由前导流罩和后导流罩组合形成，所述前导流罩通过前置导叶连接前置导叶毂，所述后导流罩通过后置导叶连接后置导叶毂，所述前置导叶毂与后置导叶毂与桨轴的前后两端键连接；
所述前置导叶毂的前端面开设用于安装到载人潜水器基座结构的螺纹孔。
本发明的有益效果如下：
本发明结构简单，使用方便，本发明取消非金属水润滑轴承转为设计成金属油润滑支撑轴承，支撑轴承通过充油补偿和机械动密封的形式使轮缘推进器可以承受更大的推力，有效避免了以往非金属水润滑轴承造成的变形量大及磨损问题，转子永磁铁与定子绕组之间具有电磁气隙，使海水及泥沙颗粒顺利通过该气隙，降低了振动噪声。本发明使用恶劣的泥沙环境，可以应用于全海深水域。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、桨毂；2、端盖；3、支撑环；4、机械动密封；5、前置导叶毂；6、锁紧螺母；7、桨轴；701、油液流通孔；8、补偿油；9、平键；10、前置导叶；11、支撑轴承；12、前导流罩；13、螺旋桨叶；14、转子永磁铁；15、定子绕组；16、轮缘电机绕组铁芯；17、后导流罩；18、后置导叶；19、后置导叶毂；20、密封圈；21、补偿器端盖；22、弹簧；23、活塞补偿器。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承包括固定于导管内部的一组轮缘电机绕组铁芯16，定子绕组15固接于轮缘电机绕组铁芯16的内侧；在定子绕组15的相对处布置转子永磁铁14，于转子永磁铁14与定子绕组铁芯15的外周还通过环氧树脂灌胶密封。定子绕组15与转子永磁铁14之间具有电磁气隙；转子永磁铁14通过紧固件与螺旋桨叶13固接，螺旋桨叶13的轴向中心处通过紧固件螺接桨毂1，桨毂1与桨轴7的外圈密封连接，桨轴7的内部开设用于充油的空心腔体，桨轴7固定不转动内部充油；桨轴7安装桨毂1的外周处开设多个用于将油液填充桨毂1与桨轴7之间空隙的油液流通孔701，在桨轴7的空心腔体内部密封配合活塞补偿器23，活塞补偿器23通过密封圈20与桨轴7中空心腔体的内壁配合，实现水密封和桨毂1和桨轴7之间的压力补偿，在活塞补偿器23的相对处、于桨轴7的尾端固接补偿器端盖21，在补偿器端盖21与活塞补偿器23之间连接弹簧22，通过调整弹簧22的压缩量可以控制桨轴7内部补偿油压力。桨轴7与桨毂1之间的空隙内部重返补偿油液，并通过活塞补偿器23平衡空心桨轴7内外承受的海水压力，该油液同时给支撑轴承11做润滑。
如图1所示，上述导管由前导流罩12和后导流罩17组合形成，前导流罩12通过前置导叶10连接前置导叶毂5，后导流罩17通过后置导叶18连接后置导叶毂19，前置导叶毂5与后置导叶毂19与桨轴7的前后两端通过平键9连接。在前置导叶毂5和后置导叶毂19的外侧、于桨轴7的外周还固定锁紧螺母6。前置导叶毂5的前端面开设用于安装到载人潜水器基座结构的螺纹孔。如图1所示，上述桨毂1通过支撑轴承11安装在桨轴7的外圈，桨毂1的两端通过端盖2配合密封；于各端盖2的外侧、在桨轴7上还分别配合用于实现水密封的机械动密封4。于各机械动密封4的外圈还配合用于防止泥沙、海水进入桨毂1和桨轴7内部的支撑环3。
本发明的具体工作过程如下：
如图1所示，轮缘电机通电后带动转子永磁铁14转动，从而带动螺旋桨叶13转动，产生水动力。螺旋桨叶13转动带动桨毂1在桨轴7上转动，桨轴7上安装有支撑轴承11承受螺旋桨叶13的推力，桨轴7的空心腔体中设置活塞补偿器23，由于活塞补偿器23与补偿器端盖21之间安装弹簧22，通过调整弹簧22的压缩量控制桨轴7内部补偿油压力，通过布置油液流通孔701使油液充满在桨轴7与桨毂1之间的间隙中，通过活塞补偿器23平衡桨轴7内外亨受的海水压力，同时给支撑轴承11进行了润滑。
本发明结构简单，使用方便，本发明取消非金属水润滑轴承转为设计成金属油润滑支撑轴承，支撑轴承通过充油补偿和机械动密封的形式使轮缘推进器可以承受更大的推力，有效避免了以往非金属水润滑轴承造成的变形量大及磨损问题，转子永磁铁与定子绕组之间具有电磁气隙，使海水及泥沙颗粒顺利通过该气隙，降低了振动噪声。本发明使用恶劣的泥沙环境，可以应用于全海深水域。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承，其特征在于：包括固定于导管内部的一组轮缘电机绕组铁芯(16)，定子绕组(15)固接于所述轮缘电机绕组铁芯(16)的内侧；在所述定子绕组(15)的相对处布置转子永磁铁(14)，所述定子绕组(15)与转子永磁铁(14)之间具有电磁气隙；所述转子永磁铁(14)通过紧固件与螺旋桨叶(13)固接，所述螺旋桨叶(13)的轴向中心处通过紧固件螺接桨毂(1)，所述桨毂(1)与桨轴(7)的外圈密封连接，所述桨轴(7)的内部开设用于充油的空心腔体，所述桨轴(7)安装桨毂(1)的外周处开设多个用于将油液填充桨毂(1)与桨轴(7)之间空隙的油液流通孔(701)，在所述桨轴(7)的空心腔体内部密封配合活塞补偿器(23)，在所述活塞补偿器(23)的相对处、于所述桨轴(7)的尾端固接补偿器端盖(21)，在所述补偿器端盖(21)与活塞补偿器(23)之间连接弹簧(22)；所述导管由前导流罩(12)和后导流罩(17)组合形成，所述前导流罩(12)通过前置导叶(10)连接前置导叶毂(5)，所述后导流罩(17)通过后置导叶(18)连接后置导叶毂(19)，所述前置导叶毂(5)与后置导叶毂(19)与桨轴(7)的前后两端键连接；所述前置导叶毂(5)的前端面开设用于安装到载人潜水器基座结构的螺纹孔。
2.如权利要求1所述的一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承，其特征在于：所述桨毂(1)通过支撑轴承(11)安装在桨轴(7)的外圈，所述桨毂(1)的两端通过端盖(2)配合密封；于各端盖(2)的外侧、在所述桨轴(7)上还分别配合用于实现水密封的机械动密封(4)；于各机械动密封(4)的外圈还配合用于防止泥沙、海水进入桨毂(1)和桨轴(7)内部的支撑环(3)。
3.如权利要求1所述的一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承，其特征在于：于所述转子永磁铁(14)与定子绕组铁芯(15)的外周还通过环氧树脂灌胶密封。
4.如权利要求1所述的一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承，其特征在于：所述活塞补偿器(23)通过密封圈(20)与桨轴(7)中空心腔体的内壁配合。
CN201810513465.5A 2018-05-25 2018-05-25 一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承 Active CN108730349B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810513465.5A CN108730349B (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810513465.5A CN108730349B (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108730349A CN108730349A (zh) 2018-11-02
CN108730349B true CN108730349B (zh) 2020-02-07

Family

ID=63936310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810513465.5A Active CN108730349B (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108730349B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112406434B (zh) * 2019-08-23 2022-01-18 中国科学院沈阳自动化研究所 一种电动水空两用推进器
CN110697011B (zh) * 2019-08-27 2021-10-01 中国人民解放军海军工程大学 机-桨-身融合式集成推进装置
CN111846174B (zh) * 2020-07-29 2021-07-27 中国船舶科学研究中心 低损耗水下轮缘推进装置
CN112061357A (zh) * 2020-09-21 2020-12-11 吉林大学 一种无传动轴泵喷推进器
CN114313190A (zh) * 2022-01-04 2022-04-12 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种集成电机推进器
CN114987729B (zh) * 2022-05-30 2024-03-26 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 集成电机推进装置及船舶
CN114906308B (zh) * 2022-06-23 2024-03-01 宁波海伯集团有限公司 一种用于船舶的电动推进器
CN115743485B (zh) * 2022-11-24 2023-10-31 深海技术科学太湖实验室 一种一体化减阻减振的深海轮缘推进器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5220231A (en) * 1990-08-23 1993-06-15 Westinghouse Electric Corp. Integral motor propulsor unit for water vehicles
CN105129060B (zh) * 2015-09-01 2017-10-24 武汉理工大学 用于有毂轮缘推进器的集成式水润滑轴承
CN206623979U (zh) * 2017-03-06 2017-11-10 上海交通大学 液压推进器桨毂连接轴结构
CN107933870B (zh) * 2017-11-20 2019-06-18 上海海事大学 一种集成式水下舵机装置
CN108001651B (zh) * 2017-12-17 2024-03-12 天津瀚海蓝帆海洋科技有限公司 一种深海油封推进器

Also Published As

Publication number Publication date
CN108730349A (zh) 2018-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108730349B (zh) 一种用于深海有毂轮缘推进器的集成式油润滑轴承
CN105109650B (zh) 对转无轴轮缘驱动推进器
US2509442A (en) Inverse rotor
CN113815832B (zh) 轮缘驱动的半浸式推进器
KR20100092929A (ko) 물 흐름에 의해 구동되는, 잠수형 에너지 발생 시스템
CN105129060A (zh) 用于有毂轮缘推进器的集成式水润滑轴承
CN114056529B (zh) 一种具有假轴结构的轮缘驱动推进器
CN103280922A (zh) 一种电动机
CN110697011B (zh) 机-桨-身融合式集成推进装置
CN111532414A (zh) 一种水下航行器螺旋桨转轴的静密封结构
CN202863748U (zh) 采用水润滑轴承的推进器
JP2003214309A (ja) 発電機一体形水車及び電動機一体形ポンプ
CN110249135B (zh) 磁力耦合无密封离心泵
CN201661483U (zh) 变频高速直驱液冷型磁力泵
CN212637877U (zh) 一种轴系支撑的轴向磁通电机驱动的环形电力推进器
CN102910276A (zh) 采用水润滑轴承的推进器
CN114313189A (zh) 一种密封轮缘推进器
CN109263844B (zh) 一种船舶低速轮毂直驱集成电力推进装置
CN112829911A (zh) 一种对转轮缘推进器及采用该推进器的水中行进工具
CN114275137A (zh) 一种用于紧凑型轴流式喷水推进器的轴系结构
CN210608764U (zh) 长寿命深海潜水电机
CN220010061U (zh) 一种无轴电动推进器
CN220010062U (zh) 一种无轴径向磁通电机驱动的推进器
CN116443226B (zh) 一种轮缘推进装置
CN220054114U (zh) 一种双层螺旋桨推进器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant