WO2023097816A1 - 主轴结构、发电机及发电机装配方法 - Google Patents

Abstract

一种主轴结构、发电机及发电机装配方法。该主轴结构，包括第一主轴(10)、第二主轴(20)以及拉杆螺栓(30)；所述第一主轴(10)沿轴向贯通开设有拉杆孔(11)；所述第二主轴(20)沿轴向开设有螺栓孔(211)；所述拉杆螺栓(30)沿轴线依次分为端盖部(31)、拉杆部(32)以及螺栓部(33)。通过重新设计，使发电机主轴分为第一主轴(10)以及第二主轴(20)，且第一主轴(10)与第二主轴(20)可以通过拉杆螺栓(30)固定连接。

Description

主轴结构、发电机及发电机装配方法

相关申请

本申请要求2021年11月30日申请的，申请号为202111448124.2，发明名称为“主轴结构、发电机及发电机装配方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及发电机相关领域，特别是涉及一种主轴结构、发电机及发电机装配方法。

背景技术

发电机主轴一端通常伸出于发电机外壳，且末端安装有连接盘，发电机通过连接盘与驱动装置连接，以使得主轴转动能够为驱动装置提供能源；

但是为减少发电机主轴直接暴露于外界的长度，增加发电机工作稳定性，连接盘与发电机外壳之间的距离通常较短(小于30mm)，从而导致在进行连接盘与驱动装置的连接时，需要将手或扳手伸入连接盘与发电机外壳之间的狭窄间隙，以拧紧螺栓完成固定，从而导致安装过程较为困难，安装效率较低；

由于发电机外壳的出风孔大多开设于外壳侧壁靠近连接盘的一端，因此目前大多会扩大其中一个出风孔，使得安装人员能够通过该出风孔将手或扳手伸入至发电机外壳内，进而完成连接盘上螺栓的拧紧作业，每次仅能完成一枚螺栓的拧紧，且拧紧后需要转动主轴至下一枚螺栓与该出风孔对应，安装效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对发电机连接盘与驱动装置之间安装困难的问题，提供一种便于连接盘与驱动装置安装的主轴结构、发电机及发电机装配方法。

本申请首先提供一种主轴结构，包括第一主轴、第二主轴以及拉杆螺栓；所述第一主轴沿轴向贯通开设有拉杆孔；所述第二主轴沿轴向开设有螺栓孔；所述拉杆螺栓沿轴线依次分为端盖部、拉杆部以及螺栓部，所述拉杆部与所述螺栓部的直径均小于所述拉杆孔，所述端盖部的直径大于所述拉杆孔，所述螺栓部能够与所述螺栓孔的侧壁螺纹连接。

上述主轴结构，通过对主轴结构的重新设计，使得发电机主轴分为第一主轴以及第二 主轴，且第一主轴与第二主轴可以通过拉杆螺栓进行固定连接，因此，能够将原先直接通过发电机整体与驱动装置连接的安装方式，更改为先将第二主轴与驱动装置连接，再将第二主轴与发电机主体连接的两步式安装，其中每一步安装过程，操作者均有充足的空间进行操作，且无其他零部件进行干扰，大大减少了发电机与驱动装置连接安装的难度，增加了操作者的安装效率。

在其中一个实施例中，所述第二主轴包括坡面段，所述坡面段呈圆台形且沿轴向设置，圆台的截面直径向远离所述第二主轴中心点的方向减小，所述螺栓孔开设于所述坡面段；所述第一主轴开设有与所述坡面段对应的坡面孔，所述拉杆孔与所述坡面孔连通。

如此设置，通过坡面段远离第二主轴中心点的一端与坡面孔开口处之间的直径差值，能够便于坡面段插入坡面孔内，减少安装难度，且坡面孔的内侧壁能够起到导向作用。

在其中一个实施例中，所述坡面段的圆台倾斜角度为80°～82°。

如此设置，在保证第一主轴与第二主轴间仍能够传递一定扭矩的前提下，通过减小圆台倾斜角度，增加了圆台顶面与底面的直径差值，进而达到便于第一主轴与第二主轴装配的效果。

在其中一个实施例中，所述第二主轴还包括端盖段，所述第一主轴的一端固设有端部，所述坡面孔开设于所述端部，所述端部的直径与所述端盖段的直径相同。

在其中一个实施例中，所述端盖段以所述第二主轴的中轴线为中心周向均布开设有多个安装孔。

如此设置，使得第二主轴与驱动装置的安装过程、以及第一主轴与第二主轴的安装过程，两者相对独立，不会互相影响，进一步降低了安装难度。

在其中一个实施例中，所述第一主轴远离所述坡面孔一侧的端面，以所述拉杆孔的中轴线为中心周向均布开设有多个固定孔。

如此设置，使得拉杆螺栓的端盖部能够通过螺栓与第一主轴固定，以使得第一主轴转动时，扭力能够通过拉杆螺栓传递至第二主轴，以保证第一主轴与第二主轴之间能够正常有效的传递扭力。

在其中一个实施例中，所述拉杆孔沿所述第一主轴的中轴线开设，所述螺栓孔沿所述第二主轴的中轴线开设。

如此设置，当坡面段完全插入坡面孔后，第一主轴的中轴线与第二主轴的中轴线恰好处于同一直线，进而保证发电机主轴转动时的同心度。

本申请第二方面提供一种发电机，包括上述任一实施例的发电机主轴结构。

本申请还提供一种发电机装配方法，采用上述发电机，所述发电机装配方法包括如下 步骤：

a1)，将第二主轴与连接板通过螺栓连接；

a2)，将第一主轴安装至发电机主体，完成安装过程中除风扇罩盖以及连接板以外的所有安装步骤，安装完成后所述第一主轴的一端伸出于所述发电机主体外；

b)，将所述连接板与驱动装置通过螺栓连接；

c)，将所述第一主轴的拉杆孔与所述第二主轴的螺栓孔对齐后，使用所述拉杆螺栓，完成所述第一主轴与所述第二主轴之间的安装连接；

d)，在所述第一主轴伸出侧的所述发电机主体的端面上，将所述风扇罩盖与所述发电机主体通过螺栓连接。

在其中一个实施例中，步骤c包括：

c1)，将所述第二主轴的坡面段撞击插入所述第一主轴的坡面孔；

c2)，从所述第一主轴位于所述发电机主体外的一端，通过所述拉杆孔插入拉杆螺栓，至所述拉杆螺栓的螺栓部进入所述螺栓孔；

c3)，转动所述拉杆螺栓，直至所述拉杆螺栓的端盖部与所述第一主轴紧密贴合，且所述第二主轴与所述第一主轴紧密贴合。

附图说明

图1为本申请第一主轴与第二主轴装配后正视方向的剖视结构示意图；

图2为本申请拉杆螺栓正视方向的剖视结构示意图；

图3为本申请第一主轴正视方向的剖视结构示意图；

图4为本申请第二主轴正视方向的剖视结构示意图；

图5为图4右视方向的结构示意图；

图6为本申请的发电机装配方法的流程示意图；

图7为本申请的发电机装配方法的部分步骤的流程示意图。

主要元件符号说明：10、第一主轴；11、拉杆孔；12、坡面孔；13、端部；14、固定孔；20、第二主轴；21、坡面段；211、螺栓孔；22、端盖段；221、安装孔；30、拉杆螺栓；31、端盖部；32、拉杆部；33、螺栓部。

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请首先提供一种主轴结构，请结合图1和图2所示，包括第一主轴10、第二主轴20以及拉杆螺栓30；第一主轴10沿轴向贯通开设有拉杆孔11；第二主轴20沿轴向开设有螺栓孔211；拉杆螺栓30沿轴线依次分为端盖部31、拉杆部32以及螺栓部33，拉杆部32与螺栓部33的直径均小于拉杆孔11，端盖部31的直径大于拉杆孔11，螺栓部33能够与螺栓孔211的侧壁螺纹连接。

本申请中，发电机主轴分为第一主轴10以及第二主轴20，且第一主轴10与第二主轴20可以通过拉杆螺栓30进行固定连接，其中，第一主轴10正常安装于发电机主体内，第二主轴20负责与驱动装置连接，并在连接完成后，通过将第一主轴10与第二主轴20固定连接，完成驱动装置与发电机之间的安装；

上述安装过程可分为两步：

第一步为第二主轴20与驱动装置的连接，在进行该连接时：首先将第二主轴20的一端与连接板固定连接；其次，再将连接板固定至驱动装置上，从而使得第二主轴20、连接板以及驱动装置三者相对固定；由于在该固定过程中，使用者有充足的空间进行安装操作，无其他零部件阻挡安装，因此，该安装过程较为简单；

第二步为第一主轴10与第二主轴20的固定连接，在进行该固定连接时：首先，将第二主轴20的另一端(未与连接板固定的一端)插入发电机主体至端面贴合，并将第一主轴10的拉杆孔11与第二主轴20的螺栓孔211对齐；其次，将拉杆螺栓30从拉杆孔11远离所述第二主轴20的一端插入，直至拉杆螺栓30插入至螺栓孔211内；最后，转动拉杆螺栓30，在螺纹连接作用下，拉杆螺栓30与第二主轴20之间会相互靠近，直至拉杆螺栓30的端盖部31与第一主轴10紧密贴合，且第二主轴20与第一主轴紧密贴合；

从而完成第一主轴10与第二主轴20之间的相对固定，在上述过程中，由于第一主轴10远离所述第二主轴20的一端需要安装外置风扇，因此该部分第一主轴10位于发电机主体之外，且位于远离驱动装置的一侧；从而使得在进行插入拉杆螺栓30并转动实现螺纹连接的操作时，操作空间较大，且无其他零部件干扰，安装过程较为简单。

综上所述，本申请通过对主轴结构的重新设计，将原先直接通过发电机整体与驱动装置连接的安装方式，更改为先将第二主轴20与驱动装置连接，再将第二主轴20与发电机主体连接的两步式安装，其中每一步安装过程，操作者均有充足的空间进行操作，且无其他零部件进行干扰，大大减少了发电机与驱动装置连接安装的难度，增加了操作者的安装效率。

本文中的固定连接，指螺纹连接、焊接或其他常用的固定方式，本申请在此不做限定。

此外，在上述第一主轴10与第二主轴20的安装过程中，当拉杆螺栓30与螺栓孔211的侧壁螺纹连接，并转动拉杆螺栓30时，在螺纹连接作用下，拉杆螺栓30与第二主轴20之间会产生相互靠近的趋势，且由于第一主轴10此时被固设于发电机主体内，可视为相对固定；而第二主轴20固设于驱动装置，同样可视为相对固定；

因此在螺纹连接过程，拉杆螺栓30会相对于第一主轴10向靠近第二主轴20的方向移动，直至端盖部31与第一主轴10的一侧端面抵接紧贴，此时，第一主轴10的一端与端盖部31紧贴，而第一主轴10的另一端在第二主轴20插入时即与第二主轴20紧贴，因此，此状态下，第一主轴10可视为被第二主轴20与拉杆螺栓30的端盖部31夹紧，第一主轴10、第二主轴20以及拉杆螺栓30中的任意一者均无法相对于其余两者发生任意方向的移动；

而由于第一主轴10与第二主轴20紧抵，因此第一主轴10与第二主轴20的接触面存在一定摩擦力，从而使得第一主轴10转动时的扭力能够通过摩擦力传递至第二主轴20；

摩擦力的大小取决于第一主轴10与第二主轴20接触面的压力以及接触面的摩擦系数，因此，为获得更大的传递效率，可以增加第一主轴10与第二主轴20接触面的压力或者增加接触面的摩擦系数，本申请在此不作限定。

此外，拉杆部32的直径小于拉杆孔11的直径，因此，在第二主轴20通过螺纹连接带动拉杆螺栓30转动时，无论第一主轴10与拉杆螺栓30的转速是否存在差值，由于拉杆螺栓30的拉杆部32与拉杆孔11之间无接触，自然不会产生摩擦，从而避免因摩擦力导致阻碍拉杆螺栓30转动，或导致拉杆螺栓30与第二主轴20之间螺纹连接松动的情况发生。

在一些实施例中，第一主轴10与第二主轴20的接触位置、或第一主轴10与拉杆螺栓30的接触位置设置有扭力传递结构，扭力传递结构可以为卡接结构、键合结构等常见 结构，以更好的满足从第一主轴10到第二主轴20的扭力传递需求。

在图3和图4所示的实施例中，第二主轴20包括坡面段21，坡面段21呈圆台形且沿轴向设置，圆台的截面直径向远离第二主轴20中心点的方向减小，螺栓孔211开设于坡面段21；第一主轴10开设有与坡面段21对应的坡面孔12，拉杆孔11与坡面孔12连通。

由于坡面段21的圆台截面直径向远离第二主轴20中心点的方向减小，且坡面孔12与坡面段21对应，因此，坡面孔12的开口处为直径最大处，且横截面直径向靠近第一主轴10中心的方向减小，以保证坡面段21插入后能够贴合；

而由于坡面段21远离第二主轴20中心点的一端为直径最小处，坡面孔12开口处为直径最大处，因此，在第二主轴20插入第一主轴10的过程中，坡面段21能够较为简单的插入坡面孔12内，碰撞几率较小，便于安装；且坡面孔12的内侧壁能够起到导向作用，以保证坡面段21完全插入坡面孔12后，坡面孔12与坡面段21的中轴线恰好处于同一直线。

在图3和图4所示的实施例中，拉杆孔11和坡面孔12均沿第一主轴10的中轴线开设，螺栓孔211沿第二主轴20的中轴线开设，因此，在坡面孔12的导向作用下，当坡面段21完全插入坡面孔12后，第一主轴10的中轴线与第二主轴20的中轴线恰好处于同一直线，进而保证发电机主轴转动时的同心度。

在一些实施例中，坡面段21的圆台倾斜角度为80°～82°；当相配合的两锥面的在受到一定外力的情况下，金属表面产生的微小弹性变形在两者间产生了摩擦力，使之可以传递或承受一定的扭矩；为保证两锥面间的扭力传递效果，锥面所在圆台或圆锥的倾斜角度通常大于82°；

本申请中，通过将坡面段21的圆台倾斜角度设计为80°～82°，使得第一主轴10与第二主轴20间仍能够传递一定扭矩，且通过减小圆台倾斜角度，使得圆台顶面与底面的直径差值增加，从而使得坡面段21远离第二主轴20中心点的一端与坡面孔12开口处的直径差值增加，进而达到便于第一主轴10与第二主轴20装配的效果。

在图2和图3所示的实施例中，第一主轴10远离坡面孔12一侧的端面，以拉杆孔11的中轴线为中心周向均布开设有多个固定孔14；从而使得拉杆螺栓30的端盖部31能够通过螺栓与第一主轴10固定，以使得第一主轴10转动时，扭力能够通过拉杆螺栓30传递至第二主轴20，即保证在坡面段21的圆台倾斜角度减小后，第一主轴10与第二主轴20之间仍能够正常传递扭力。

在图4所示的实施例中，第二主轴20还包括端盖段22，第一主轴10的一端固设有端部13，坡面孔12开设于端部13，端部13的直径与端盖段22的直径相同。

在图5所示的实施例中，端盖段22以第二主轴20的中轴线为中心周向均布开设有多个安装孔221，安装孔221开设于第二主轴20远离坡面段21侧的端面，以使得连接板能够螺栓连接至端盖段22远离坡面段21侧的端面，从而使得第二主轴20与驱动装置的安装过程、以及第一主轴10与第二主轴20的安装过程，两者相对独立，不会互相影响，进一步降低了安装难度。

可选的，安装孔221开设有六个。

本申请第二方面提供一种发电机，包括上述任一实施例的发电机主轴结构。

针对上述的发电机，本申请还提供了一种发电机装配方法，请参考图6所示，该发电机装配方法可以包括如下步骤：

a1)，将第二主轴20与连接板通过螺栓连接；

a2)，将第一主轴10安装至发电机主体，完成安装过程中除风扇罩盖以及连接板以外的所有安装步骤，安装完成后第一主轴10的一端伸出于发电机主体外；

b)，将连接板与驱动装置通过螺栓连接；

c)，将第一主轴10的拉杆孔11与第二主轴20的螺栓孔211对齐后，使用拉杆螺栓30，完成第一主轴10与第二主轴20之间的安装连接；

d)，在第一主轴10伸出侧的发电机主体的端面上，将风扇罩盖与发电机主体通过螺栓连接。

在本申请的一个实施例中，请参考图7所示，在步骤c中，还可以包括步骤：

c1)，将第二主轴20的坡面段21撞击插入第一主轴10的坡面孔12；

c2)，从第一主轴10位于发电机主体外的一端，通过拉杆孔11插入拉杆螺栓30，至拉杆螺栓30的螺栓部33进入螺栓孔211；

c3)，转动拉杆螺栓30，直至拉杆螺栓30的端盖部31与第一主轴10紧密贴合，且第二主轴20与第一主轴10紧密贴合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1. 一种主轴结构，其特征在于，包括第一主轴、第二主轴以及拉杆螺栓；

   所述第一主轴沿轴向贯通开设有拉杆孔；

   所述第二主轴沿轴向开设有螺栓孔；

   所述拉杆螺栓沿轴线依次分为端盖部、拉杆部以及螺栓部，所述拉杆部与所述螺栓部的直径均小于所述拉杆孔，所述端盖部的直径大于所述拉杆孔，所述螺栓部能够与所述螺栓孔的侧壁螺纹连接。
2. 根据权利要求1所述的主轴结构，其特征在于，所述第二主轴包括坡面段，所述坡面段呈圆台形且沿轴向设置，圆台的截面直径向远离所述第二主轴中心点的方向减小，所述螺栓孔开设于所述坡面段；所述第一主轴开设有与所述坡面段对应的坡面孔，所述拉杆孔与所述坡面孔连通。
3. 根据权利要求2所述的主轴结构，其特征在于，所述坡面段的圆台倾斜角度为80°～82°。
4. 根据权利要求3所述的主轴结构，其特征在于，所述第二主轴还包括端盖段，所述第一主轴的一端固设有端部，所述坡面孔开设于所述端部，所述端部的直径与所述端盖段的直径相同。
5. 根据权利要求4所述的主轴结构，其特征在于，所述端盖段以所述第二主轴的中轴线为中心周向均布开设有多个安装孔。
6. 根据权利要求2所述的主轴结构，其特征在于，所述第一主轴远离所述坡面孔一侧的端面，以所述拉杆孔(11)的中轴线为中心周向均布开设有多个固定孔。
7. 根据权利要求1所述的主轴结构，其特征在于，所述拉杆孔沿所述第一主轴的中轴线开设，所述螺栓孔沿所述第二主轴的中轴线开设。
8. 一种发电机，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的发电机主轴结构。
9. 一种发电机装配方法，其特征在于，采用权利要求8中所述的发电机，所述发电机装配方法包括如下步骤：

   a1)，将第二主轴与连接板通过螺栓连接；

   a2)，将第一主轴安装至发电机主体，完成安装过程中除风扇罩盖以及连接板以外的所有安装步骤，安装完成后所述第一主轴的一端伸出于所述发电机主体外；

   b)，将所述连接板与驱动装置通过螺栓连接；

   c)，将所述第一主轴的拉杆孔与所述第二主轴的螺栓孔对齐后，使用所述拉杆螺栓， 完成所述第一主轴与所述第二主轴之间的安装连接；

   d)，在所述第一主轴伸出侧的所述发电机主体的端面上，将所述风扇罩盖与所述发电机主体通过螺栓连接。
10. 根据权利要求9所述的发电机装配方法，其特征在于，步骤c包括：

    c1)，将所述第二主轴的坡面段撞击插入所述第一主轴的坡面孔；

    c2)，从所述第一主轴位于所述发电机主体外的一端，通过所述拉杆孔插入拉杆螺栓，至所述拉杆螺栓的螺栓部进入所述螺栓孔；

    c3)，转动所述拉杆螺栓，直至所述拉杆螺栓的端盖部与所述第一主轴紧密贴合，且所述第二主轴与所述第一主轴紧密贴合。

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