CN215772764U - 一种转子轴承支承结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子轴承支承结构，其适用于由动力源带动发电的发电机，发电机包括外壳体，外壳体内设有具有转动轴的转子、具有定子绕组的定子，转动轴的前端与动力源的输出轴相连接，外壳体与动力源的壳体相连接，转子与定子绕组平行设置，转动轴后端与外壳体之间设有拆卸式轴承，所述拆卸式轴承包括设置在外壳体上的外圈，可拆卸地设置在转动轴上的转动体，所述转动体适配在所述外圈内。本实用新型使发电机的转动轴可同时适应轻负载和重负载两种情形，确保发电机始终可正常运转，同时最大限度地降低发电机的制造成本。

Description

一种转子轴承支承结构

技术领域

本实用新型涉及发电机制造技术领域，具体涉及一种转子轴承支承结构。

背景技术

为了应对意外停电等情况，人们通常会准备采用柴油发电机作用备用电源。柴油发电机通常包括发电机、为发电机提供动力的柴油机，其中的发电机包括定子、设置在转动轴上的转子，柴油机的输出轴连接转动轴。当柴油机工作时，即可带动转子转动，从而使定子线圈产生电流向外输出。

现有的柴油发电机中的发电机部分通常作为柴油机的负载存在，其自身只是向外输出电力，但不会同时向外输出动力，因此，发电机作为柴油机的负载，其转动轴的负载——尤其是径向的负载较小，因此，人们在制造时通常会省去转动轴上的轴承，以降低发电机的制造成本，并方便装配。也就是说，此时的转动轴更多地时依靠柴油机的输出轴支承定位的。但是，当遇到发电机的转动轴负载较大时（例如，发电机需要直接带动某个负载转动时），上述结构的转动轴会因为负载较大而产生晃动、震动等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种转子轴承支承结构，使发电机的转动轴可同时适应轻负载和重负载两种情形，确保发电机始终可正常运转，同时最大限度地降低发电机的制造成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种转子轴承支承结构，其适用于由动力源带动发电的发电机，发电机包括外壳体，外壳体内设有具有转动轴的转子、具有定子绕组的定子，转动轴的前端与动力源的输出轴相连接，外壳体与动力源的壳体相连接，转子与定子绕组平行设置，转动轴后端与外壳体之间设有拆卸式轴承，所述拆卸式轴承包括设置在外壳体上的外圈，可拆卸地设置在转动轴上的转动体，所述转动体适配在所述外圈内。

与现有技术相类似地，发电机包括外壳体，外壳体内设有具有转动轴的转子、具有定子绕组的定子，转动轴的前端与动力源的输出轴相连接。当动力源的输出轴带动转子转动时，即可产生并输出电流。需要说明的是，动力源可以是柴油机、汽油机或其它类似的设备。

我们知道，现有的发电机通常需要在转动轴和定子之间设置轴承，以便在转动轴带动转子转动时使定子可稳固支撑，实现定子相对转子保持不动而定位。而本实用新型的转动轴一端是与输出相连接的，因此，该端转动轴可得到输出轴的支撑。而定子和动力源的壳体相连接，也就是说，设置在转动轴上的转子通过动力源和定子实现相对中心定位，继而可取消转动轴与定子之间的轴承，一方面有利于降低成本，另一方面方便装配和后期的维护。

当发电机具有其它负载时，转动轴的另一端通过拆卸式轴承有效支撑，从而避免转动轴的晃动。需要说明的是，所述拆卸式轴承包括设置在外壳体上的外圈、套设在转动轴上并且可拆卸地设置在外圈内的转动体，其中的滚动体即构成类似轴承的滚珠、滚柱和保持架。从而使拆卸式轴承可承受较大的负载。当然，转动体可采用与外圈不同的润滑、耐磨材料。

也就是说，当发电机用于负载减小的场合时，我们可拆除转动体，既可消除转动轴转动时与轴承之间的摩擦阻力，同时可降低发电机的制造、使用成本。

作为优选，所述外圈包括一个球形的转动内腔，所述转动体呈圆环状，转动体的内孔与转动轴适配，转动体的外圆周面为与球形空腔适配的球面，在外圈远离输出轴一侧端面上设有矩形的安装槽，所述安装槽的宽度不小于转动体的厚度，安装槽向球形空腔内延伸，安装槽的深度至少越过球形空腔的球心，球形空腔的球心位于所述安装槽深度方向的中心线上，安装槽的长度不小于球形空腔的直径。

当我们需要使用拆卸式轴承时，可将圆环形的转动体厚度方向放进外圈的安装槽内，当转动体在安装槽内的深度到达转动体的球心与外圈的球形的转动内腔重合时，可将转动体围绕直径转动90度，此时转动体的外球面与球形的转动内腔适配，可避免转动体从球形的转动内腔中向外脱出，接着我们将转动轴插接在转动体的内孔中即可实现拆卸式轴承对转动轴的支撑。

需要说明的是，转动体的内孔与转动轴之间可采用间隙配合，以方便转动轴插接在转动体的内孔中。

作为优选，转动体的内孔为正多边形孔，相应地，转动轴的端部也应为正多边形，既方便加工制造，又便于转动轴和转动体内孔的插接。

作为优选，所述外壳体上设有连接孔，外圈与连接孔螺纹连接。

在本方案中，外圈与外壳体为分体结构，从而方便外壳体、外圈的加工制造，螺纹连接则方便外圈与外壳体的装配连接。

作为优选，在外圈与连接孔之间设有骑缝螺钉。

骑缝螺钉可有效地阻止外圈相对外壳体连接孔的转动，从而避免外圈从外壳体的连接孔尚自行脱落。

作为优选，所述定子包括靠近输出轴一端的前端定子、远离输出轴一端的后端定子，所述前端定子和后端定子均包括半壳体、设置在半壳体内的定子绕组，前端定子和后端定子的半壳体开口相对设置并用螺钉连接构成所述外壳体，在前端定子和后端定子的定子绕组之间设有转子空隙，外壳体前端与动力源相连接，设置在转动轴上的转子可转动地位于所述转子空隙内。

在本方案中，发电机采用组装式结构，其中的前端定子、后端定子分别位于转子的前后两侧。此时中间的转子可同时对前端定子和后端定子形成磁场，当转子转动时，前端定子和后端定子可同时切割磁力线和发电，在相同发电量的基础上，可有效的缩小发电机的外形尺寸。此外，由前端定子、转子、后端定子拼接构成的发电机方便用户根据不同的使用场合实时装配。

特别是，本实用新型的定子外壳体和动力源相连接，并且动力源的输出轴与转动轴相连接。也就是说，设置在转动轴上的转子通过动力源和定子实现相对中心定位，继而可取消转动轴与定子之间的轴承，一方面有利于降低成本，另一方面方便装配和后期的维护

作为优选，所述动力源包括与前端定子的半壳体螺钉连接的接口板，转动轴的中部和前端分别设有连接法兰，输出轴与前端的连接法兰螺钉连接，所述转子与中部的连接法兰螺钉连接。

接口板可设置在柴油机之类的动力源壳体上，既方便与动力源的连接，又方便与前端定子的半壳体相连接，从而方便用户将发电机与柴油机之类的动力源组装连接。也就是说，客户可将本实用新型的发电机与已有的柴油机之类的动力源相连接，从而极大地扩展发电机的使用场景。

特别是，转动轴上设有两个连接法兰，从而便于和动力源的输出轴相连接，并且方便与转子的组装，进而可方便地实现前端定子、后端定子、转子的快捷组装。

作为优选，所述半壳体包括端面圆环、一体连接在端面圆环内外边缘柱形的内侧壁和外侧壁，两个半壳体的外侧壁对接在一起，两个半壳体的内侧壁相对设置，从而构成容纳转动轴的安装内孔。

由于半壳体为由端面圆环、柱形的内外侧壁构成的环形桶装结构，因此，当两个半壳体相对地拼接组装在一起时，可形成一个基本封闭的环柱形空腔，以用于安装定子绕组、转子，特别是，环柱形空腔的内孔中可用于布置转动轴，从而有效地避免定子绕组、转子因长期使用而污染。

因此，本实用新型具有如下有益效果：使发电机的转动轴可同时适应轻负载和重负载两种情形，确保发电机始终可正常运转，同时最大限度地降低发电机的制造成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是外圈与外壳体的连接结构示意图。

图3是转动轴与输出轴的连接结构示意图。

图中：1、动力源 11、输出轴 2、外壳体 3、转子 31、转动轴 311、连接法兰 4、定子41、前端定子 411、半壳体 412、定子绕组 42、后端定子 43、转子空隙 5、外圈 51、转动内腔 52、安装槽 6、转动体 7、骑缝螺钉 8、接口板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种转子轴承支承结构，其适用于由动力源1带动发电的发电机，在本实施例中，动力源为柴油机，发电机包括外壳体2，外壳体内设有具有转动轴31的转子3、具有定子绕组的定子4，转子与定子绕组平行设置，转动轴的前端与动力源的输出轴11同轴连接，转动轴后端与外壳体之间设有拆卸式轴承，外壳体与动力源的壳体相连接。

我们知道，现有的发电机通常需要在转动轴和定子之间设置轴承，以便在转动轴带动转子转动时使定子可稳固支撑，实现定子相对转子保持不动而定位。而本实用新型中发电机的外壳体和柴油机的壳体相连接，并且柴油机的输出轴与转动轴相连接。也就是说，设置在转动轴上的转子通过柴油机和定子实现相对中心定位，继而可取消转动轴与定子之间的轴承，一方面有利于降低成本，另一方面方便装配和后期的维护。

此外，当发电机需要提供额外的转矩带动其它装置工作时，转动轴会承受一定的径向负载，由于发电机包括拆卸式轴承，因而可对转动轴的后端形成可靠的支撑。当然，在发电机用于径向负载减小的场合（例如，纯纯作为发电机用）时，发电机可不包括拆卸式轴承，以降低发电机的制造、使用成本。或者，发电机可去除可拆卸轴承，以降低制造成本。

优选地，所述拆卸式轴承包括设置在外壳体上的外圈5、套设在转动轴上的转动体6，转动体适配在外圈内。当转动轴连同转动体相对外圈转动时，滚动体可起到类似轴承的滚珠（或滚柱）和保持架的作用。和现有轴承的滚珠（滚柱）相比较，滚动体在降低摩擦阻力的前提下，可承受更大的径向支撑力。当然，转动体可采用与外圈不同的润滑、耐磨材料，例如，粉末冶金。特别是，当用户将发电机用于径向负载较小的场合时，可方便地拆除滚动体，以完全消除拆卸式轴承对转子形成的摩擦阻力，同时有利于延长拆卸式轴承的使用寿命。

作为一种优选方案，如图1、图2所示，所述外圈包括一个球形的转动内腔51，所述转动体呈圆环状，转动体的内孔与转动轴适配，转动体的外圆周面为与球形空腔适配的球面。也就是说，转动体可以看成是一个球体被对称于球心的两个平行平面切去球冠的剩余部分，然后在中心处设置与转动轴适配的内孔。此外，在外圈远离输出轴一侧端面上设有矩形的安装槽52，也就是说，安装槽设置在发电机外壳体上且朝向外壳体的外侧。另外，所述安装槽的宽度不小于转动体的厚度，安装槽向球形空腔内延伸，安装槽的深度至少越过球形空腔的球心，球形空腔的球心位于所述安装槽深度方向的中心线上，安装槽的长度不小于球形空腔的直径，优选地，安装槽宽度侧壁与球形空腔相切。

当我们需要使用拆卸式轴承时，可将圆环形的转动体以厚度方向从发电机外壳体的外侧放进外圈的安装槽内，也就是说，此时转动体的轴线与转动轴的轴向相垂直。当转动体在安装槽内的深度到达转动体的球心与外圈的球形的转动内腔重合时，可将转动体围绕直径转动90度，此时转动体的外球面与球形的转动内腔适配，从而可避免转动体从球形的转动内腔中以及安装槽内向外脱出，接着，我们将转动轴插接在转动体的内孔中，即可实现拆卸式轴承对转动轴的支撑。

需要说明的是，转动体的内孔与转动轴之间可采用间隙配合，以方便转动轴插接在转动体的内孔中。当然，在外圈的端面因设置与转动内腔同轴的连接孔，所述转动轴通过连接孔后与转动体相连接。

进一步地，转动体的内孔可为正六边形孔，相应地，转动轴的端部也应为正六边形，既方便加工制造，又便于转动轴和转动体内孔的插接。

为方便外圈的加工和装配，外圈与外壳体可采用分体结构，我们可在外壳体上设置螺纹连接孔，外圈与连接孔螺纹连接，从而方便外壳体、外圈的加工制造，螺纹连接则方便外圈与外壳体的装配连接和拆卸。

优选地，我们还可在外圈与连接孔之间设置骑缝螺钉7，也就是说，骑缝螺钉一半在外圈上。另一半在外壳体上，从而可有效地阻止外圈相对外壳体连接孔的转动，从而避免外圈从外壳体的连接孔尚自行脱落。

为方便用户的使用，定子包括靠近柴油机输出轴一端的前端定子41、远离输出轴一端的后端定子42，所述前端定子和后端定子均包括半壳体411、设置在半壳体内的定子绕组412，前端定子和后端定子的半壳体开口相对设置并用螺钉连接构成所述外壳体，在前端定子和后端定子的定子绕组之间设有转子空隙43，外壳体前端与柴油机的壳体相连接，转子设置在转动轴上且可转动地位于所述转子空隙内，从而使发电机构成组装式结构，其中的前端定子、后端定子分别位于转子永磁圆盘的前后两侧。当中间的永磁圆盘转动时，可同时对前端定子和后端定子形成磁力线切割以发电，在相同发电量的基础上，可有效的缩小发电机的外形尺寸。也就是说，该发电机有连接在柴油机壳体上的前端定子、与前端定子螺钉连接的后端定子、位于前端定子和后端定子之间的转子拼接构成，从而极大地方便用户根据不同的使用场合实时装配。

为方便发电机与柴油机的装配连接，如图3所示，柴油机还包括与前端定子的半壳体螺钉连接的接口板8，转动轴的中部和前端分别设有连接法兰311，输出轴与前端的连接法兰螺钉连接，永磁圆盘与中部的连接法兰螺钉连接，既方便发电机与柴油机的连接装配，又方便与发电机自身的组装，便于用户本实用新型的发电机与已有的柴油机之类的动力源相连接，从而极大地扩展发电机的使用场景。

最后，所述半壳体包括端面圆环、一体连接在端面圆环内外边缘柱形的内侧壁和外侧壁，前端定子和后端定子的两个半壳体的外侧壁对接在一起，并通过螺钉相连接，两个半壳体的内侧壁相对设置，两个内侧壁的内孔即构成容纳转动轴的安装内孔。

当两个半壳体相对地拼接组装在一起时，可形成一个基本封闭的环柱形空腔，以用于安装定子绕组、转子的永磁圆盘，特别是，环柱形空腔的安装内孔中可用于布置转动轴，从而有效地避免定子绕组、转子的永磁圆盘因长期使用而污染。

当然，相对设置的两个半壳体的内侧壁之间因留有轴向间隙，该轴向间隙即构成转子空隙。

Claims (8)

1.一种转子轴承支承结构，其适用于由动力源带动发电的发电机，发电机包括外壳体，外壳体内设有具有转动轴的转子、具有定子绕组的定子，转动轴的前端与动力源的输出轴相连接，其特征是，外壳体与动力源的壳体相连接，转子与定子绕组平行设置，转动轴后端与外壳体之间设有拆卸式轴承，所述拆卸式轴承包括设置在外壳体上的外圈，可拆卸地设置在转动轴上的转动体，所述转动体适配在所述外圈内。

2.根据权利要求1所述的一种转子轴承支承结构，其特征是，所述外圈包括一个球形的转动内腔，所述转动体呈圆环状，转动体的内孔与转动轴适配，转动体的外圆周面为与球形空腔适配的球面，在外圈远离输出轴一侧端面上设有矩形的安装槽，所述安装槽的宽度不小于转动体的厚度，安装槽向球形空腔内延伸，安装槽的深度至少越过球形空腔的球心，球形空腔的球心位于所述安装槽深度方向的中心线上，安装槽的长度不小于球形空腔的直径。

3.根据权利要求2所述的一种转子轴承支承结构，其特征是，转动体的内孔为正多边形孔。

4.根据权利要求1所述的一种转子轴承支承结构，其特征是，所述外壳体上设有连接孔，外圈与连接孔螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种转子轴承支承结构，其特征是，在外圈与连接孔之间设有骑缝螺钉。

6.根据权利要求1或3所述的一种转子轴承支承结构，其特征是，所述定子包括靠近输出轴一端的前端定子、远离输出轴一端的后端定子，所述前端定子和后端定子均包括半壳体、设置在半壳体内的定子绕组，前端定子和后端定子的半壳体开口相对设置并用螺钉连接构成所述外壳体，在前端定子和后端定子的定子绕组之间设有转子空隙，外壳体前端与动力源相连接，设置在转动轴上的转子可转动地位于所述转子空隙内。

7.根据权利要求6所述的一种转子轴承支承结构，其特征是，所述动力源包括与前端定子的半壳体螺钉连接的接口板，转动轴的中部和前端分别设有连接法兰，输出轴与前端的连接法兰螺钉连接，所述转子与中部的连接法兰螺钉连接。

8.根据权利要求6所述的一种转子轴承支承结构，其特征是，所述半壳体包括端面圆环、一体连接在端面圆环内外边缘柱形的内侧壁和外侧壁，两个半壳体的外侧壁对接在一起，两个半壳体的内侧壁相对设置，从而构成容纳转动轴的安装内孔。

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