CN109586506B - 一种轴带发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴带发电机，包括发电机外壳、定子以及转子，所述发电机外壳包括沿电机轴线方向分开的上发电机外壳和下发电机外壳，所述定子包括沿电机轴线方向分开的上定子和下定子，所述转子包括沿电机轴线方向分开的上转子和下转子，所述上转子和下转子通过紧固装置连接成一体结构并与螺旋桨主机轴固定连接，该轴带发电机可以方便地与螺旋桨主机轴连接。

Description

一种轴带发电机
技术领域
本发明涉及发电机，具体涉及轴带发电机。
背景技术
通常船舶的螺旋桨的主机的功率都有10％以上的裕量，而船舶上安装的发电机容量却不会超过这个数值，因此现有的船舶通常利用船舶的主机轴带动发电机(轴带发电机)进行发电已达到节省能源的目的。现有的轴带发电机存在以下问题：在安装轴带发电机时，需要将螺旋桨主机轴拆卸下来，然后将主机轴穿过轴带发电机的转子以将其相互固定连接实现主机轴驱动轴带发电机转子运转，但是螺旋桨主机轴的拆卸和安装受到位置和安装精度等限制，使得安装轴带发电机的过程复杂，不易操作。
发明内容
本发明针对以上的问题提出了一种轴带发电机，该轴带发电机为分体结构，使得轴带发电机可以方便的与螺旋桨主机轴安装在一起。
本发明采用的技术手段如下：
一种轴带发电机，包括发电机外壳、定子以及转子，所述发电机外壳包括沿电机轴线方向分开的上发电机外壳和下发电机外壳，所述定子包括沿电机轴线方向分开的上定子和下定子，所述转子包括沿电机轴线方向分开的上转子和下转子，所述上转子和下转子通过紧固装置连接成一体结构并与螺旋桨主机轴固定连接；
进一步地，所述转子包括上扼铁骨架、下扼铁骨架、上励磁线圈、下励磁线圈、上扼铁芯以及下扼铁芯，所述上励磁线圈和上扼铁芯固定在上轭铁骨架上，所述下励磁线圈和下扼铁芯固定在下轭铁骨架上，轭铁骨架中心具有螺旋桨主机轴孔，所述紧固装置包括U型卡块和止动滑块，上、下扼铁骨架相接触的边沿的内壁上分别加工有沿轴向方向布置的卡槽，U型卡块插入卡槽中使得上下扼铁骨架为一体结构，螺旋桨主机轴孔的两端内壁上加工有锥形的施力面，轭铁骨架两端置有止动滑块，所述止动滑块包括止动连接部和止动锁紧部，止动连接部通过螺栓可以将止动滑块与扼铁骨架端面固定连接，止动锁紧部的外壁与施力面锥度相同，当止动锁紧部插入螺旋桨主机轴和施力面之间时，施力面与止动锁紧部之间的作用力使得止动锁紧部与螺旋桨主机轴卡紧固定；
进一步地，所述施力面的锥度为10°至20°；
进一步地，所述施力面的锥度为15°；
进一步地，所述止动连接部为半圆形，所述止动连接部上具有安装孔，轭铁骨架的端面上与安装孔对应位置具有螺纹孔，通过螺栓穿入安装孔并于螺纹孔拧紧可实现止动滑块与轭铁骨架的固定连接；
进一步地，所述安装孔为沿止动连接部径向布置的长条孔；
进一步地，发电机外壳两端还固定有左端板和右端板，所述左端板和右端板也均为分体结构；
进一步地，所述发电机外壳上还固定有冷却风机和风机电机；
进一步地，所述上发电机外壳和下发电机外壳内均设有设有冷却壁，所述冷却壁与发电机外壳之间形成冷却腔，发电机外壳上设有冷却介质进口和冷却介质出口。
与现有技术比较，本发明所述的轴带发电机具有以下有益效果：1、发电机外壳、定子以及转子都采用分体结构，使得该轴带发电机在与螺旋桨主机轴安装过程中不需要将螺旋桨主机轴拆卸下来，便于安装和调整；2、通过U型卡块结构可以将上下转子牢固的固定在一起，使用止动滑块可以方便的将转子与螺旋桨主机轴连接在一起；3、发电机外壳固定有冷却风机或水冷壁，可以方便的对该轴带发电机降温。
附图说明
图1为本发明公开的轴带发电机的结构图，其中部分结构剖视；
图2为扼铁骨架与螺旋桨主机轴连接结构图；
图3为图2中A-A处剖视图；
图4为图2中虚线框的结构图；
图5为轭铁骨架的结构图；
图6为图5的左视图；
图7a为U型卡块的主视图；
图7b为图7a的左视图；
图8为止动滑块的结构图；
图9为图8的B处剖视图；
图10为具有冷却腔的轴带发电机的结构图。
图中：100、上发电机外壳，101、下发电机外壳，102、转子励磁接口，103、定子发电线圈接口，104、冷却风机，105、风机电机，106、连接凸缘，107、冷却腔，108、冷却介质进口，109、冷却介质出口，110、冷却壁，200、绝缘外壳，201、发电线圈，202、磁芯，300、上轭铁骨架，301、下轭铁骨架，302、上励磁线圈，304、上扼铁芯，306、卡槽，307、固定凸缘，308、固定孔，309、螺旋桨主机轴孔，310、施力面，311、螺纹孔，4、U型卡块,400、卡爪，5、止动滑块，500、止动连接部，501、止动锁紧部，502、安装孔，6、螺旋桨主机轴。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示为本发明公开的轴带发电机，包括发电机外壳、定子以及转子，定子包括绝缘外壳、发电线圈和磁芯，发电机外壳沿轴向方向分成两半结构，形成上发电机外壳100和下发电机外壳101，上发电机外壳100和下发电机外壳101可相互扣合在一起并相互锁紧固定，在本实施例中，上发电机外壳100和下发电机外壳101的边沿上具有连接凸缘106，可以通过螺栓结构将上、下发电机外壳连接成一体结构。所述定子和转子也都为两半结构，定子包括沿电机轴线方向分成两半结构的上定子和下定子，上定子置于上发电机外壳中，下定子置于下发电机外壳中，上定子包括上绝缘外壳200、上发电线圈201和上磁芯202，下定子包括下绝缘外壳、下发电线圈和下磁芯(图中未示出)，发电线圈与发电机外壳上的定子发电线圈接口103连接，所述转子包括沿电机轴线方向分成两半结构的上转子和下转子，所述转子包括扼铁骨架、励磁线圈以及扼铁芯，所述扼铁骨架、励磁线圈以及扼铁芯均为两半结构，励磁线圈与发电机外壳上的转子励磁接口102连接，扼铁骨架分成两半结构形成上扼铁骨架300和下扼铁骨架301，励磁线圈分成两半结构形成上励磁线圈302和下励磁线圈，扼铁芯分成两半结构形成上扼铁芯304和下扼铁芯，图中下励磁线圈和下励磁线圈未示出，上励磁线圈302和上扼铁芯304固定在上扼铁骨架300上，下励磁线圈和下扼铁芯固定在下扼铁骨架上，在本实施例中，扼铁骨架两端具有固定凸缘307，固定凸缘307上周向方向上具有多个固定孔308，通过螺栓穿入固定孔308可将励磁线圈和扼铁芯安装在扼铁骨架上。扼铁骨架中心具有用于穿过螺旋桨主机轴的螺旋桨主机轴孔309。
为了将上扼铁骨架和下扼铁骨架连接成一体结构，如图3、图5、图6、图7a和图7b所示，在上、下扼铁骨架相接触的边沿的内壁上分别加工有沿轴向方向布置的卡槽306，上、下扼铁骨架通过U型卡块4连接，具体地，U型卡块4具有两个卡爪400，两个卡爪400分别插入上、下扼铁骨架的卡槽306中。当上下扼铁骨架扣合在螺旋桨主机轴上后，将U型卡块从端面插入到上下轭铁骨架的卡槽中，由于螺旋桨主机轴限制U型卡块径向运动，使得U型卡块可以将上下轭铁骨架卡接成一体结构。
如图2、图4、图8和图9所示，在扼铁骨架的螺旋桨主机轴孔309的两端通过止动滑块5将转子与螺旋桨主机轴6固定连接，止动滑块也是两半结构。具体地，在扼铁骨架的螺旋桨主机轴孔309的两端加工有锥形的施力面310，如图9所示，止动滑块5包括止动连接部500和止动锁紧部501，止动连接部500为扇形，优选半圆形结构，止动连接部500上具有多个安装孔502，在扼铁骨架的端面与安装孔502对应的位置具有螺纹孔311，通过螺栓可以将止动滑块5固定在扼铁骨架上，止动锁紧部501插入螺旋桨主机轴6和施力面310之间，止动锁紧部501的外壁与轭铁骨架的施力面310锥度相同，内径与螺旋桨主机轴相配合。其工作原理如下：将上、下骨架套在螺旋桨主机轴上后，从扼铁骨架的端面将U型卡块插入卡槽中，上、下扼铁骨架通过U型卡块形成一体结构，然后将止动滑块的止动锁紧部插入螺旋桨主机轴与轭铁骨架的施力面之间，如图4所示，在止动锁紧部插入的过程中，施力面对止动锁紧部的外壁产生力F，力F将分解成竖直力F1和水平力F2，竖直力F1使得止动滑块与螺旋桨主机轴抱紧，进而使得转子与螺旋桨主机轴固定连接，当止动滑块与螺旋桨主机轴锁紧后，在止动连接部与扼铁固件之间置入适当的调整垫片，并通过螺栓将止动滑块与扼铁骨架连接以避免止动滑块的轴向运动，进而可以实现螺旋桨主机轴带动转子运转。
优选地，轭铁骨架的施力面310的锥度为10°到20°，优选15°，当施力面的锥度为15°时，作用在螺旋桨主机轴的力可达到力F的23％。
优选地，止动连接部上的安装孔502为沿其径向布置的长条孔，可以方便止动滑块与轭铁骨架之间的调节，使得转子的轴线与螺旋桨主机轴的轴线重合。
进一步地，发电机外壳上还安装有冷却风机104和风机电机105，风机电机驱动冷却风机转动用于给轴带发电机进行降温。
如图10所示本发明公开的具有水冷形式的轴带发电机，如图所示，在上发电机外壳和下发电机外壳内均设有冷却壁，冷却壁与发电机外壳之间形成冷却腔，发电机外壳上设有冷却介质进口108和冷却介质出口109，通过冷却介质进出口可以向冷却腔中注入冷却液，用于给本发明的轴带发电机散热。
本发明的轴带发电机可以根据功率大小选择采用风冷或者液体冷却方式，优选地，300KW以内采用风冷，外壳固定有冷却风机；300KW以上采用水冷，外壳加工为水冷壁形式。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轴带发电机，包括发电机外壳、定子以及转子，其特征在于：所述发电机外壳包括沿电机轴线方向分开的上发电机外壳和下发电机外壳，所述定子包括沿电机轴线方向分开的上定子和下定子，所述转子包括沿电机轴线方向分开的上转子和下转子，所述上转子和下转子通过紧固装置连接成一体结构并与螺旋桨主机轴固定连接,所述转子包括上扼铁骨架、下扼铁骨架、上励磁线圈、下励磁线圈、上扼铁芯以及下扼铁芯，所述上励磁线圈和上扼铁芯固定在上轭铁骨架上，所述下励磁线圈和下扼铁芯固定在下轭铁骨架上，轭铁骨架中心具有螺旋桨主机轴孔，所述紧固装置包括U型卡块和止动滑块，上、下扼铁骨架相接触的边沿的内壁上分别加工有沿轴向方向布置的卡槽，U型卡块插入卡槽中使得上下扼铁骨架为一体结构，螺旋桨主机轴孔的两端内壁上加工有锥形的施力面，轭铁骨架两端置有止动滑块，所述止动滑块包括止动连接部和止动锁紧部，止动连接部通过螺栓可以将止动滑块与扼铁骨架端面固定连接，止动锁紧部的外壁与施力面锥度相同，当止动锁紧部插入螺旋桨主机轴和施力面之间时，施力面与止动锁紧部之间的作用力使得止动锁紧部与螺旋桨主机轴卡紧固定。
2.根据权利要求1所述的轴带发电机，其特征在于：所述施力面的锥度为10°至20°。
3.根据权利要求2所述的轴带发电机，其特征在于：所述施力面的锥度为15°。
4.根据权利要求3所述的轴带发电机，其特征在于：所述止动连接部为半圆形，所述止动连接部上具有安装孔，轭铁骨架的端面上与安装孔对应位置具有螺纹孔，通过螺栓穿入安装孔并于螺纹孔拧紧可实现止动滑块与轭铁骨架的固定连接。
5.根据权利要求4所述的轴带发电机，其特征在于：所述安装孔为沿止动连接部径向布置的长条孔。
6.根据权利要求5所述的轴带发电机，其特征在于：发电机外壳两端还固定有左端板和右端板，所述左端板和右端板也均为分体结构。
7.根据权利要求1所述的轴带发电机，其特征在于：所述发电机外壳上还固定有冷却风机和风机电机。
8.根据权利要求1所述的轴带发电机，其特征在于：所述上发电机外壳和下发电机外壳内均设有冷却壁，所述冷却壁与发电机外壳之间形成冷却腔，发电机外壳上设有冷却介质进口和冷却介质出口。
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