CN209786950U - 一种超导飞轮主轴定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超导飞轮主轴定位装置。定位装置包括安装在超导飞轮主机上方的真空密封腔体、嵌入设置在真空密封腔体内的径向定位机构和位于真空密封腔体一侧的电机。径向定位机构包括滑轨、位于滑轨下方且与滑轨滑动配合的左滑块与右滑块、依次穿过左滑块与右滑块且与左滑块与右滑块均螺纹配合的螺杆、分别安装在左滑块与右滑块底部的左导杆与右导杆、套设在左导杆上且与左导杆间隙配合的左夹块以及套设在右导杆上且与右导杆间隙配合的右夹块。电机的输出轴与螺杆的一端相连。左夹块和右夹块上分别开设有一夹紧槽。本实用新型能够对超导飞轮的主轴进行可靠、精准、快速的径向定位，有效减少飞轮主轴在非工作状态时因轴向移动带来的径向位移。

Description

一种超导飞轮主轴定位装置

技术领域

本实用新型涉及高温超导飞轮储能系统技术领域，具体涉及一种超导飞轮主轴定位装置。

背景技术

随着新能源领域的发展，储能技术已成为世界性的研究课题。众多储能技术中，飞轮储能以功率大、效率高、寿命长、储能密度大、清洁无污染等优点受到国内外的高度重视。超导飞轮储能技术前景广阔，但超导飞轮运行过程中的稳定性及可靠性仍有待提高。超导飞轮储能装置在场冷条件下运行时，由于超导块材的钉扎作用需要捕获磁通，所以，转子主轴要求完成轴向上下移动，而在转子主轴上下移动过程中需要对主轴上端部施加径向约束，以防止上下移动时产生径向偏移。为此，需设计一套可靠精准的径向定位装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超导飞轮主轴定位装置，该定位装置能够对现有的立式超导飞轮的主轴进行可靠、精准、快速的径向定位，有效减少飞轮主轴在非工作状态时因轴向移动带来的径向位移。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种超导飞轮主轴定位装置，包括安装在超导飞轮主机上方的真空密封腔体、嵌入设置在真空密封腔体内的径向定位机构和位于真空密封腔体一侧的电机；所述径向定位机构包括滑轨、位于滑轨下方且与滑轨滑动配合的左滑块与右滑块、依次穿过左滑块与右滑块且与左滑块与右滑块均螺纹配合的螺杆、分别安装在左滑块与右滑块底部的左导杆与右导杆、套设在左导杆上且与左导杆间隙配合的左夹块以及套设在右导杆上且与右导杆间隙配合的右夹块；所述电机的输出轴与螺杆的一端相连；所述左夹块和右夹块上分别开设有一夹紧槽。

进一步的，所述真空密封腔体的外侧壁上安装有磁流体密封件；所述磁流体密封件上设有连接轴，所述连接轴的一端通过第一联轴器与电机的输出轴相连，另一端通过第二联轴器与螺杆相连；所述磁流体密封件通过法兰安装在真空密封腔体上。

进一步的，所述滑轨的左右两端底部分别安装有一支撑架；所述支撑架的底部安装有轴承座；所述轴承座上嵌入安装有角接触球轴承；所述螺杆的两端分别贯穿安装到两个角接触球轴承中。

进一步的，所述滑轨上安装有与超导飞轮的主轴同轴设置的定位销。

进一步的，所述滑轨左右两端的底部分别安装有一挡位块。

进一步的，所述左滑块与右滑块对称设置，二者的顶部分别设有一与定位销相适应的定位槽。

进一步的，所述螺杆的中段外周壁上设有螺纹；所述左滑块与右滑块上分别开设有一带螺纹的螺杆安装孔，且左滑块上的螺杆安装孔的螺纹与右滑块的螺杆安装孔的螺纹相反。

由以上技术方案可知，本实用新型能够对现有的立式超导飞轮的主轴进行可靠、精准、快速的径向定位，有效减少飞轮主轴在非工作状态时因轴向移动带来的径向位移。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图一；

图2是本实用新型的结构示意图二；

图3是径向定位机构的结构示意图。

其中：

1、真空密封腔体，2、磁流体密封件，3、第一联轴器，4、第二联轴器，5、电机，6、飞轮主机，7、主轴，8、螺杆，9、滑轨，10、角接触球轴承，11、挡位块，12、支撑架，13、轴承座，14、左滑块，15、右滑块，16、左导杆，17、左夹块，18、右夹块，19、定位销，20、右导杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1-图3所示的一种超导飞轮主轴定位装置，包括安装在超导飞轮主机上方的真空密封腔体1、嵌入设置在真空密封腔体1内的径向定位机构和位于真空密封腔体1一侧的电机5。如图1所示，电机5位于真空密封腔体1外侧的左侧。所述径向定位机构包括滑轨9、位于滑轨9下方且与滑轨9滑动配合的左滑块14与右滑块15、依次穿过左滑块14与右滑块15且与左滑块14与右滑块15均螺纹配合的螺杆8、安装在左滑块14底部的左导杆16、安装在右滑块15底部的右导杆19、套设在左导杆16上且与左导杆16间隙配合的左夹块17以及套设在右导杆19上且与右导杆19间隙配合的右夹块18。所述电机5的输出轴与螺杆8的一端相连；所述左夹块17和右夹块18上分别开设有一夹紧槽。优选的，所述夹紧槽为V型，左夹块和右夹块上的夹紧槽分别从主轴的左右两侧将主轴7夹紧。两个V型的夹紧槽围成一个横截面为菱形的通槽，该通槽的中心线与主轴的中心线重合。所述滑轨9的底部开设有T型槽，左滑块14与右滑块15的顶部均安装在T型槽中，且与T型槽滑动配合。所述滑轨9通过螺栓安装在真空密封腔体1的顶部下方。

进一步的，所述真空密封腔体1的外侧壁上安装有磁流体密封件2；所述磁流体密封件2上设有连接轴，所述连接轴的一端通过第一联轴器3与电机5的输出轴相连，另一端通过第二联轴器4与螺杆8相连；所述磁流体密封件2通过法兰安装在真空密封腔体1上。所述磁流体密封件2的连接轴可以随电机5的输出轴一同旋转，进而带动螺杆8转动。

进一步的，所述滑轨9的左右两端底部分别安装有一支撑架12；所述支撑架12的底部安装有轴承座13；所述轴承座13上嵌入安装有角接触球轴承10；所述螺杆8的两端分别贯穿安装到左右两侧的两个轴承座13上的角接触球轴承10中。两个角接触轴承10，使螺杆8在电机5的驱动下可以转动。轴承座13对角接触球轴承10起到支撑作用。支撑架12，用于连接轴承座和滑轨。

进一步的，所述滑轨9上安装有与超导飞轮的主轴7同轴设置的定位销19。所述定位销19起到定位的作用，确保主轴7位置的准确性。

进一步的，所述滑轨9左右两端的底部分别安装有一挡位块11。所述挡位块，起到限位的作用，使左滑块和右滑块在一定的行程范围内运动。

进一步的，所述左滑块14与右滑块15对称设置，二者的顶部分别设有一与定位销19相适应的定位槽。但左右滑块运动至定位销处时，通过两个定位槽从定位销的左右两侧将定位销包裹住，这样能够使主轴的轴向中心线与定位销的中心线重合，确保主轴轴向位置的准确性。在主轴运动的过程中，左夹块与右夹块将主轴位置，对主轴起到限位的作用，且左夹块与右夹块围成的通槽的中心线与定位销的中心线、主轴的轴向中心线重合，能够有效避免主轴在轴向运动时发生径向位移。

进一步的，所述螺杆8的中段外周壁上设有螺纹；所述左滑块14与右滑块15上分别开设有一带螺纹的螺杆安装孔，且左滑块14上的螺杆安装孔的螺纹与右滑块15的螺杆安装孔的螺纹相反。螺杆8分别与左滑块14、右滑块15螺纹配合，当螺杆8在电机5的带动下转动时，套设在螺杆8上的左滑块14和右滑块15会沿左右方向发生移动。电机5的转动方向不同，左滑块14和右滑块15的运动方向就不同。螺杆8上的螺纹是同一方向的，通过使左滑块14与右滑块15上的螺纹的方向不同，从而在螺杆8转动时，能够使左滑块14和右滑块15同时向中间靠近，或者同时向两边运动，从而夹紧主轴7或者松开主轴7。

上述超导飞轮主轴定位装置的使用方法为：

（1）当超导飞轮的主轴7由工作状态转入非工作状态时，主轴7将离开工作位置向上移动；电机5启动，电机5的输出轴通过磁流体密封件2的连接轴带动螺杆8转动，螺杆8将转动转换为直线运动，带动左滑块14及通过左导杆16与左滑块14相连的左夹块17向右移动，同时带动右滑块15及通过右导杆20与右滑块15相连的右夹块18向左移动；当左滑块14与右滑块15均移动至定位销19处时，电机5停止工作，左夹块17和右夹块18将主轴7夹紧，从而完成对主轴7的定位和夹紧动作；由外部动力机构驱动主轴7沿其轴向向上移动，在主轴7与左夹块17、右夹块18之间的摩擦力的作用下，左夹块17沿左导杆16向上移动，右夹块18沿右导杆20向上移动，主轴7进入非工作位置（高位置）。

（2）当超导飞轮的主轴7由非工作状态转入工作状态时，即主轴7将进入工作位置，外部动力机构的驱动力消失，主轴7在自身重力作用下自动下降，在主轴7与左夹块17、右夹块18之间的摩擦力的作用下，左夹块17沿左导杆16向下移动，右夹块18沿右导杆20向下移动；当主轴7下降至工作位置时，电机启动，通过磁流体密封件2的连接轴带动螺杆8转动，此时螺杆8的转动方向与步骤（1）中的螺杆8的转动方向相反，螺杆8将转动转换为直线运动，带动左滑块14及通过左导杆16与左滑块14相连的左夹块17向左移动，同时带动右滑块15及通过右导杆20与右滑块15相连的右夹块18向右移动，此时左夹块17和右夹块18同时松开主轴7，主轴7进入工作位置（低位置），电机5停止工作。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超导飞轮主轴定位装置，其特征在于：包括安装在超导飞轮主机上方的真空密封腔体、嵌入设置在真空密封腔体内的径向定位机构和位于真空密封腔体一侧的电机；所述径向定位机构包括滑轨、位于滑轨下方且与滑轨滑动配合的左滑块与右滑块、依次穿过左滑块与右滑块且与左滑块与右滑块均螺纹配合的螺杆、分别安装在左滑块与右滑块底部的左导杆与右导杆、套设在左导杆上且与左导杆间隙配合的左夹块以及套设在右导杆上且与右导杆间隙配合的右夹块；所述电机的输出轴与螺杆的一端相连；所述左夹块和右夹块上分别开设有一夹紧槽。

2.根据权利要求1所述的一种超导飞轮主轴定位装置，其特征在于：所述真空密封腔体的外侧壁上安装有磁流体密封件；所述磁流体密封件上设有连接轴，所述连接轴的一端通过第一联轴器与电机的输出轴相连，另一端通过第二联轴器与螺杆相连；所述磁流体密封件通过法兰安装在真空密封腔体上。

3.根据权利要求1所述的一种超导飞轮主轴定位装置，其特征在于：所述滑轨的左右两端底部分别安装有一支撑架；所述支撑架的底部安装有轴承座；所述轴承座上嵌入安装有角接触球轴承；所述螺杆的两端分别贯穿安装到两个角接触球轴承中。

4.根据权利要求1所述的一种超导飞轮主轴定位装置，其特征在于：所述滑轨上安装有与超导飞轮的主轴同轴设置的定位销。

5.根据权利要求1所述的一种超导飞轮主轴定位装置，其特征在于：所述滑轨左右两端的底部分别安装有一挡位块。

6.根据权利要求4所述的一种超导飞轮主轴定位装置，其特征在于：所述左滑块与右滑块对称设置，二者的顶部分别设有一与定位销相适应的定位槽。

7.根据权利要求1所述的一种超导飞轮主轴定位装置，其特征在于：所述螺杆的中段外周壁上设有螺纹；所述左滑块与右滑块上分别开设有一带螺纹的螺杆安装孔，且左滑块上的螺杆安装孔的螺纹与右滑块的螺杆安装孔的螺纹相反。