CN110431730A - 发电机的承载鞍组件和轴端发电机组件 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种发电机的承载鞍组件和轴端发电机组件。承载鞍组件包括第一部分和第二部分，第一部分被构造成用于安装到车厢转向架，第二部分连接到第一部分，第一部分和第二部分被构造成一起形成用于安装发电机的定子的基座。

Description

发电机的承载鞍组件和轴端发电机组件
技术领域
本公开涉及发电机的承载鞍组件和轴端发电机组件。
背景技术
铁路货车车厢以前没有电力供应器，因为在过去在铁路货车车厢上很少实施电气应用。
然而，随着铁路货车车厢的发展，货车车厢上实施了更多的传感器和机电一体化零件，电力解决方案成为关键需求。
已经提出一种盘式永磁发电机作为铁路货车车厢的电力供应器。
盘式发电机是一种易于安装、可靠且经济的铁路应用电源解决方案。
盘式发电机可以通过装配到轴箱上而安装在车厢转向架上，该轴箱在运行过程中具有鲁棒性。
盘式发电机具有转子和定子。转子安装在轴端，因此该发电机也可被称为轴端发电机。轴端发电机的定子需要安装在稳定且坚固的位置，此外，安装位置应具有精确控制的制造公差和装配公差。
轴箱是安装定子的理想位置。图1A示意性地示出了发电机安装位置的前面，而图1B从侧面示意性地示出了安装结构，其中轴箱被部分地剖开以暴露转子安装位置。
如图1A和1B所示，用于轴端发电机的安装结构包括：可安装到车厢转向架的轴箱1；以及可相对于轴箱1旋转的轴2。轴2的一端被轴箱1包围。
发电机的转子4通过螺钉(未示出)和形成在轴2的端部中的螺纹孔21安装到轴2的端面。定子5通过螺钉(未示出)和形成在轴箱1的端部的四角的螺纹孔11安装到轴箱1的端面。在转子4和定子5之间存在间隙。
轴箱1从上侧和下侧支撑转向架有效载荷。该安装结构为发电机提供稳定的运行条件。
然而，大多数车厢转向架没有轴箱结构，作为替代，它们使用(传统的)承载鞍(adapter)。承载鞍支撑转向架有效负载。图2A示意性地示出了假想的发电机安装位置的前面，而图2B从侧面示意性地示出了假想的安装结构，其中承载鞍被部分地剖开以暴露转子安装位置。
如图2A和2B所示，用于轴端发电机的假想安装结构包括：可安装到车厢转向架的承载鞍6；以及可相对于承载鞍6旋转的轴2。轴2的一端部分地被承载鞍6包围。
发电机的转子4通过螺钉(未示出)和形成在轴2的端部中的螺纹孔21安装到轴2的端面。定子5通过两个螺钉(未示出)和形成在承载鞍6的端部中的两个螺纹孔61安装到承载鞍6的端面。
这种传统的承载鞍对铁路轴端发电机的运行提出了很大的挑战，因为定子5仅从一侧(图2A和2B中的上侧)被支撑。不对称的安装结构导致定子5的不可避免的振动和漂移，因此铁路发电机可能容易损坏。因此，似乎不可能将铁路轴端发电机实施到使用传统的承载鞍的车厢转向架上。
发明内容
鉴于上述情况，本公开提供一种承载鞍组件和一种轴端发电机组件。
本公开提供一种承载鞍组件，其包括被构造成用于安装到车厢转向架的第一部分和连接到所述第一部分的第二部分，
其中，所述第一部分和所述第二部分被构造成一起形成用于安装发电机的定子的基座。
可选地，所述第一部分和所述第二部分以它们的端部彼此接触的方式彼此连接。
可选地，所述第一部分和所述第二部分通过以下构件中的至少一者彼此连接：螺钉、螺栓、紧固结构、铆钉和箍。
可选地，所述第一部分和所述第二部分通过连接杆彼此连接。
可选地，所述连接杆与所述第一部分或所述第二部分形成为单件，所述连接杆从所述第一部分朝向所述第二部分延伸，或者从所述第二部分朝向所述第一部分延伸。
可选地，所述连接杆通过以下构件中的至少一者安装到所述第一部分和/或所述第二部分：螺钉、螺栓、紧固结构和铆钉。
可选地，所述第一部分和所述第二部分彼此直接连接。
可选地，所述第一部分和所述第二部分彼此间接连接。
本公开还提供一种轴端发电机组件，其包括这里提到的承载鞍组件，其中，所述发电机组件还包括安装到轴的一端的转子和安装到所述第一部分和所述第二部分两者的定子。
可选地，所述定子安装到所述承载鞍组件的轴向端面。
可选地，所述定子通过以下构件中的至少一者安装到所述承载鞍组件：螺钉、螺栓、紧固结构和铆钉。
可选地，所述定子在所述端面的四角安装到所述承载鞍组件。
可选地，所述定子通过相同或不同的构件安装到所述第一部分和所述第二部分。
可选地，所述第一部分和所述定子之间的安装点的数量与所述第二部分和所述定子之间的安装点的数量相同。
可选地，所述第一部分和所述定子之间的安装点以及所述第二部分和所述定子之间的安装点对称地布置。
可选地，所述定子和所述承载鞍组件之间的安装点以相同的间隔围绕所述轴布置。
可选地，所述发电机组件还包括：
档圈和多个密封耐磨环；以及
布置在所述承载鞍组件和所述轴之间的轴承，其中，所述档圈、所述密封耐磨环和所述转子沿所述轴固定所述轴承。
可选地，所述档圈、所述密封耐磨环和所述转子固定所述轴承的内圈，并且所述轴承的外圈固定所述承载鞍组件。
可选地，所述转子呈盘状，并且所述定子在轴向上面向所述转子。
可选地，所述第一部分在所述轴的上侧安装到所述车厢转向架，并且所述第二部分在所述轴的下侧通过螺钉连接到所述第一部分。
在根据本公开的承载鞍组件和轴端发电机组件中，承载鞍组件包括第一部分和第二部分，第一部分被构造成用于安装到车厢转向架，第二部分连接到第一部分，并且发电机的定子可以安装到第一部分和第二部分两者上(或者安装到第一部分和第二部分两者上)，因此，定子和发电机可以稳定地安装到车厢转向架。
参考附图，根据示例性实施方式的以下描述，本公开的其他特征将变得明显。
附图说明
图1A示意性地示出了发电机安装位置的前面，而图1B从侧面示意性地示出了安装结构，其中轴箱被部分地剖开以暴露转子安装位置。
图2A示意性地示出了假想的发电机安装位置的前面，而图2B从侧面示意性地示出了假想的安装结构，其中承载鞍被部分地剖开以暴露转子安装位置。
图3A和3B以立体图示意性地示出了本公开的第一实施方式中的铁路轴端发电机组件。
图4A、4B和4C示意性地示出了图3A和3B中的铁路轴端发电机组件，其中省略了一些构件以示出发电机组件的内部结构。
图4D示意性地示出了发电机组件的沿发电机组件的轴的轴向的截面。
图5A和5B以立体图示意性地示出了本公开的第二实施方式中的铁路轴端发电机组件。
附图标记列表
1轴箱
11螺纹孔
2轴
21螺纹孔
4转子
5定子
6承载鞍
61螺纹孔
200轴
210螺纹孔
220大径部
400转子
410基板
420磁铁
430螺钉
500定子
510端盖
520螺钉
530定子主体
540环形凸起
550通孔
610第一部分
611中间部
612、613端部
614凹槽
615、616凸起
617螺纹孔
620第二部分
621中间部
622、623端部
625、625凸起
627螺纹孔
630螺钉
640连接杆
650螺钉
710档圈
720第一密封耐磨环
730轴承
731内圈
732外圈
733滚动体
740第二密封耐磨环
具体实施方式
以下参考附图详细描述本公开的优选示例性实施方式。
在本公开中，提供了将轴端发电机安装到没有轴箱结构的车厢转向架上的解决方案。在用于铁路轴端发电机的本安装结构中，传统的承载鞍被修改为承载鞍组件。这种新设计可实施轴端发电机，而无需改变车厢转向架设计。
第一实施方式
如图3A和3B所示，该实施方式的轴端发电机组件具有承载鞍组件。承载鞍组件具有分割结构，包括：i)通过修改传统承载鞍而获得的第一部分610，其中该第一部分610可以通过形成在其上的凹槽614(参见图4C)安装到车厢转向架，例如，以与传统承载鞍类似的方式安装到车厢转向架；以及ii)经由螺钉630连接到第一部分610的第二部分620。第一部分610和第二部分620一起形成用于安装轴端发电机的定子的基座。
在该实施方式中，第一部分610是上侧部分并且可以支撑转向架有效载荷，第二部分是下侧部分并且不支撑转向架有效载荷。然而，本公开不限于此，第一部分610和第二部分620也可以分别是右侧部分和左侧部分。第一和第二部分610、620也可以在其他方向上彼此分开。
两个部分610和620可以由诸如钢等的金属制成，并形成足够坚固以安装轴端发电机的承载鞍组件。
具体而言，第一部分610具有沿轴200的轴向延伸的长度，轴200的一部分被承载鞍组件包围。第一部分610在轴200的周向上具有中间部611和两个端部612和613。用于螺钉630的螺纹孔形成在端部612和613中。
第二部分620具有与第一部分610类似的结构，并且它们一起在360°上围绕轴200。第二部分620在轴200的周向上具有中间部621和两个端部622和623。在端部622和623中形成通孔。
螺钉630穿过通孔并拧入螺纹孔中以将第一部分610和第二部分620固定在一起。
第一部分610和第二部分620可以绕过轴200相同的范围，或者第一部分610和第二部分620可以在不同的范围围绕轴200。
该轴端发电机组件还包括发电机，该发电机具有通过螺钉520安装到承载鞍组件的定子500。还有通过螺钉520安装到承载鞍组件的端盖510，以便封闭承载鞍组件和/或定子500的轴向端部。如图4A和4B所示，螺钉520穿过定子500中的通孔550并且拧到第一和第二部分610、620中的螺纹孔617、627中。
显然，螺钉520的数量不限于图中所示的数量。该数量优选为三个或更多个，并且螺钉520应安装到第一部分610和第二部分620两者，使得定子500在轴200的上侧和下侧均被固定。
第一部分610和定子500之间的安装点与第二部分620和定子500之间的安装点可以对称地布置。可选地，定子500和承载鞍组件之间的安装点可以以相同的间隔围绕轴200布置。
图4A至4C示出了轴端发电机组件的进一步细节。在图4A中，省略了端盖510和定子500以示出发电机的转子400，在图4B中，仅示出了定子500，在图4C中，还省略了转子400。
如图4A中可见，转子400具有基板410和附接到基板410的多个磁铁420。转子400通过螺钉430安装在轴200的端面上。
在未示出的一个示例中，磁铁420可以附接到形成在基板410中的槽，其中槽尤其可以具有燕尾结构，并且可以防止磁铁420在轴向上与基板410分离。
如图4B所示，定子500可以包括：在轴向上面向转子400的定子主体530；以及从定子主体530的径向外侧部分延伸的环形凸起540。环形凸起540围绕转子400的至少一部分(参见图4D)。
在图4C中，示出了在轴200中形成的螺纹孔210，螺纹孔210用于通过螺钉430将转子400紧固在轴200上。
图4D示出了发电机组件的沿轴向的截面。如图4D所示，第一部分610和第二部分620通过轴承730安装到轴200。轴承730具有：安装到轴200的内圈731；安装到第一部分610和第二部分620的外圈732；以及位于内圈731和外圈732之间的滚动体733。
第一部分610具有位于轴向两端的两个半环形凸起615、616。突起615、616朝向轴200的径向内侧延伸。轴承730的外圈732适配于两个突起615、616之间的空间，因此外圈732在轴向上固定第一部分610。
类似于第一部分610地，第二部分620具有位于轴向两端的两个半环形凸起625、626，因此轴承730的外圈732在轴向上固定第二部分620。
档圈710和第一密封耐磨环720安装到轴200，并且档圈710和轴承730的内圈731在轴向上夹住第一密封耐磨环720。第二密封耐磨环740介于轴承730的内圈731和转子400之间，使得档圈710、第一密封耐磨环720、第二密封耐磨环740和转子400在轴向上固定轴承730的内圈7 31。
应该注意的是，档圈710的位置由轴200通过轴200的大径部220限定。档圈710、第一密封耐磨环720、第二密封耐磨环740和轴承730可以是现有技术中使用的那些。
显然，第一部分610和第二部分620具有相似的结构，并且它们原则上可以彼此替换。
然而，为了容易地组装螺钉630(例如，参见图3A)，具有用于螺钉630的通孔的第二部分620用作下部，使得存在足够的空间用于紧固螺钉630。
第二实施方式
图5A和5B示意性地示出了本公开的第二实施方式中的轴端发电机组件。在图5A和5B中，省略了发电机组件的一些构件以清楚地显示结构。
该实施方式具有与第一实施方式类似的概念，下面仅描述它们之间的差异。
如图5A和5B所示，承载鞍组件具有分割结构，包括：i)通过修改传统承载鞍而获得的第一部分610，其中该第一部分610可以通过形成在其上的凹槽614安装到车厢转向架，并且该第一部分610支撑转向架有效载荷；以及ii)连接到第一部分610的第二部分620，其中该第二部分620不支撑转向架有效负载。第一部分610和第二部分620具有类似的结构，并且可以彼此替换。
代替在第一实施方式中在360°上围绕轴200，在该实施方式中，第一部分610和第二部分620各自以小于180°的方式围绕轴200，因此它们彼此不直接接触。
在该实施方式中，第一部分610和第二部分620通过长金属板形式的四个连接杆640彼此连接。每个连接杆640通过螺钉650连接第一部分610和第二部分620，使得四个连接杆640配置在轴200的两个相反侧并且在每侧配置两个连接杆640。可选地，连接杆640可以从第一部分610或第二部分620延伸，也就是说，连接杆640和第一部分或第二部分可以形成为单件(单个部件)。
在该实施方式中，可以减小第一部分610和/或第二部分620的重量。
提供具有分割结构的承载鞍组件以代替具有单件结构的传统承载鞍，这使得轴端发电机能够实现而不改变车厢转向架设计。由于定子500可以在轴200的上侧和下侧安装在承载鞍组件上，因此定子500和发电机可以稳定地安装在车厢转向架上。第一和第二实施方式的机械安装特性与“轴箱安装”相当。
虽然已经参考示例性实施方式描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以包含所有这些变型和等同结构和功能。
(1)例如，本公开不限于铁路轴端发电机，并且本公开的解决方案和概念也可以应用于其他类似的应用。
(2)轴端发电机不限于盘式发电机，也可以是转子位于定子内侧或在周向上环绕定子的传统发电机。
(3)在第一实施方式中，第一部分610和第二部分620可以通过诸如螺栓、紧固结构、铆钉、箍及其组合等的其他构件彼此连接。
第二部分620的两个端部622、623可以通过相同的构件或不同的构件连接到第一部分610的两个端部612、613。例如，端部622可以通过诸如钩和凹陷等的紧固结构连接到端部612，端部623可以通过螺钉或螺栓连接到端部613。
类似地，在第二实施方式中，连接杆640可以通过诸如螺栓、紧固结构、铆钉及其组合等的其他构件安装到第一部分610和/或第二部分620。
(4)如第一实施方式所示，第一部分610和第二部分620可以彼此直接连接，这意味着在第一部分610和第二部分620之间没有其他构件。
如第二实施方式所示，第一部分610和第二部分620可以彼此间接连接，这意味着诸如连接杆或连接构件(未示出)或间隔构件(未示出)等的其他构件位于第一部分610和第二部分620之间。
(5)定子500可以通过诸如螺栓、紧固结构、铆钉及其组合之类等的其他构件安装到承载鞍组件。定子500可以通过相同或不同的构件安装到第一部分610和第二部分620。

Claims (20)

1.一种承载鞍组件，其包括被构造成用于安装到车厢转向架的第一部分和连接到所述第一部分的第二部分，
其中，所述第一部分和所述第二部分被构造成一起形成用于安装发电机的定子的基座。
2.根据权利要求1所述的承载鞍组件，其中，所述第一部分和所述第二部分以它们的端部彼此接触的方式彼此连接。
3.根据权利要求1或2所述的承载鞍组件，其中，所述第一部分和所述第二部分通过以下构件中的至少一者彼此连接：螺钉、螺栓、紧固结构、铆钉和箍。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的承载鞍组件，其中，所述第一部分和所述第二部分通过连接杆彼此连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的承载鞍组件，其中，所述连接杆与所述第一部分或所述第二部分形成为单件，所述连接杆从所述第一部分朝向所述第二部分延伸，或者从所述第二部分朝向所述第一部分延伸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的承载鞍组件，其中，所述连接杆通过以下构件中的至少一者安装到所述第一部分和/或所述第二部分：螺钉、螺栓、紧固结构和铆钉。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的承载鞍组件，其中，所述第一部分和所述第二部分彼此直接连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的承载鞍组件，其中，所述第一部分和所述第二部分彼此间接连接。
9.一种轴端发电机组件，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的承载鞍组件，其中，所述发电机组件还包括安装到轴的一端的转子和安装到所述第一部分和所述第二部分两者的定子。
10.根据权利要求9所述的发电机组件，其中，所述定子安装到所述承载鞍组件的轴向端面。
11.根据权利要求9或10所述的发电机组件，其中，所述定子通过以下构件中的至少一者安装到所述承载鞍组件：螺钉、螺栓、紧固结构和铆钉。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的发电机组件，其中，所述定子在所述端面的四角安装到所述承载鞍组件。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的发电机组件，其中，所述定子通过相同或不同的构件安装到所述第一部分和所述第二部分。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的发电机组件，其中，所述第一部分和所述定子之间的安装点的数量与所述第二部分和所述定子之间的安装点的数量相同。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的发电机组件，其中，所述第一部分和所述定子之间的安装点以及所述第二部分和所述定子之间的安装点对称地布置。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的发电机组件，其中，所述定子和所述承载鞍组件之间的安装点以相同的间隔围绕所述轴布置。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的发电机组件，其中，所述发电机组件还包括：
档圈和多个密封耐磨环；以及
布置在所述承载鞍组件和所述轴之间的轴承，其中，所述档圈、所述密封耐磨环和所述转子沿所述轴固定所述轴承。
18.根据权利要求9至17中任一项所述的发电机组件，其中，所述档圈、所述密封耐磨环和所述转子固定所述轴承的内圈，并且所述轴承的外圈固定所述承载鞍组件。
19.根据权利要求9至18中任一项所述的发电机组件，其中，所述转子呈盘状，并且所述定子在轴向上面向所述转子。
20.根据权利要求9至19中任一项所述的发电机组件，其中，所述第一部分在所述轴的上侧安装到所述车厢转向架，并且所述第二部分在所述轴的下侧通过螺钉连接到所述第一部分。
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