一种无轴推进器的制作方法

本发明涉及推进器技术领域，具体为一种无轴推进器。

背景技术：

现有的推进器大都是通过电机输出轴带动螺旋桨叶片转动，起到推进的作用。近年来，随着世界各国之间贸易的加强，海上货运量增加，船舶数量、吨位也随之提升。但随着船舶大型化的发展，传统船舶推进系统已经逐渐显现出它的劣势，无法更好地满足工作要求。在传统推进系统中，主机、推进轴系、螺旋桨等是不可或缺的装置，而随着主机单机功率的增大，其体积也随之增大，推进轴系长度更是增至几十米甚至百米，部分船舱被占用，导致空间利用率低下。同时，由于推进轴系长度的增加，结构日趋复杂，在能量传递过程中损耗增大，传递效率降低，增加了船舶的设计难度和建造成本。这些缺陷导致人们逐渐将目光转向更加先进的无轴推进系统。

综合现有技术方案，现有的推进器主要存在以下三点缺点：

(1)随着主机单机功率的增大，其体积也随之增大，推进轴系长度更是增至几十米甚至百米，部分船舱被占用，导致空间利用率低下；

(2)由于推进轴系长度的增加，结构日趋复杂，增加了船舶的设计难度与维护成本；

(3)由于推进轴系长度的增加和密封系统的存在，在能量传递过程中损耗增大，传递效率降低，增加了使用成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种无轴推进器，从而占用空间小，提高了空间利用率，而且结构紧凑，减少了传动过程中的磨损，能量利用率高，润滑效果和散热效果均比较好，降低了装置的结构复杂性，从而降低了实际的使用成本，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无轴推进器，包括外壳、转子和两个端盖，所述外壳内部固定安装有定子和三个霍尔传感器，所述转子包括叶片、永磁体和圆环，所述叶片固定安装在圆环内部，所述永磁体通过胶粘的方式按照n极和s极交替镶嵌在圆环上凹槽的内部，所述定子包括硅钢片组合体和线圈，所述线圈均匀致密缠绕在硅钢片组合体上的凹槽中形成单个绕组，所述定子由若干个单个绕组串联在外壳内壁上，所述霍尔传感器和线圈的线路均通过接线口汇总连接在一起，并且均通过接线口与外界进行连接通信；

作为本发明一种优选的技术方案，所述圆环的两侧均设有镶嵌凹槽，且在镶嵌凹槽内部设有轴承，两个所述端盖内侧均设有与镶嵌凹槽对应的封闭凹槽，且端盖通过固定螺栓连接固定在外壳上，所述轴承设在端盖内侧的封闭凹槽内。

作为本发明一种优选的技术方案，所述霍尔传感器关于外壳中心呈120°角对称固定在外壳上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述线圈和霍尔传感器外表面均涂有防腐防漏电涂层。

作为本发明一种优选的技术方案，所述圆环和单个绕组之间设有绕组缓冲间隙，且绕组缓冲间隙的宽度为3-5mm。

作为本发明一种优选的技术方案，所述硅钢片组合体由若干个硅钢片单体通过叠压和轴向冲压而成。

作为本发明一种优选的技术方案，相邻所述的单个绕组之间设有循环水槽，所述循环水槽沿着外壳的轴线方向分布在外壳的内壁上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述外壳、转子、定子和端盖表面均为锥面，且外壳、转子、定子和端盖的锥度均相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将电机与推进器集成为一体，使得推进器的体积大大减小，从而占用空间小，提高了空间利用率，而且结构紧凑，减少了传动过程中的磨损，能量利用率高，而且结构简洁，易于安装与维护，由于减少了实际的传动过程和传动结构，因此减少了振动与噪声，通过与海水直接接触，润滑效果和散热效果均比较好，而且还可以省略了庞大、复杂的润滑和冷却系统，降低了装置的结构复杂性，从而降低了实际的使用成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明外观结构示意图；

图中：1-外壳；2-转子；3-端盖；4-定子；5-霍尔传感器；6-接线口；7-轴承；8-绕组缓冲间隙；

201-叶片；202-永磁体；203-圆环；204-镶嵌凹槽；

301-封闭凹槽；

401-硅钢片组合体；402-线圈；403-单个绕组；404-循环水槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例：

如图1和图2所示，本发明提供了一种无轴推进器，包括外壳1、转子2和两个端盖3，所述外壳1内部固定安装有定子4和三个霍尔传感器5，所述霍尔传感器5关于外壳1中心呈120°角对称固定在外壳1上，用于检测转子2的运动状态，所述转子2包括叶片201、永磁体202和圆环203，叶片201与以往的叶片不同，是以传统叶片为基础，在叶片201外边缘增加了一个圆环203，叶片201通过铸造、焊接或螺纹连接的方式与圆环203组成一体化结构，并且在203圆环上留有可以镶嵌永磁体的空腔，所述叶片201固定安装在圆环203内部，若干对所述永磁体202通过胶粘的方式按照n极和s极交替镶嵌在圆环203上凹槽的内部，从而使得叶片201、永磁体202和圆环203直接固定连接形成一体化结构。

所述定子4包括硅钢片组合体401和线圈402，所述硅钢片组合体401由若干个硅钢片单体通过叠压和轴向冲压而成，所述线圈402均匀致密缠绕在硅钢片组合体401上的凹槽中形成单个绕组403，所述定子4由若干个单个绕组403串联在外壳1内壁上，所述霍尔传感器5和线圈402的线路均通过接线口6汇总连接在一起，并且均通过接线口6与外界进行连接通信。

所述圆环203和单个绕组403之间设有绕组缓冲间隙8，且绕组缓冲间隙8的宽度为3-5mm。

所述圆环203的两侧均设有镶嵌凹槽204，且在镶嵌凹槽204内部设有轴承7，所述镶嵌凹槽204用于轴承7的安装与定位，两个所述端盖3内侧均设有与镶嵌凹槽204对应的封闭凹槽301，且端盖301通过固定螺栓连接固定在外壳1上，所述轴承7设在端盖3内侧的封闭凹槽301内，所述轴承7通过过渡配合固定于端盖3上的封闭凹槽301内部，所述转子2则通过圆环203上的镶嵌凹槽204固定在轴承7上，这样，使得整个推进器成为一个整体。

优选的是，所述线圈402和霍尔传感器5外表面均涂有防腐防漏电涂层，包括其它的组件外表面均经过了表面的防腐防漏电处理，因此在本发明中，装置中的转子2和定子4之间无密封装置，水流可以直接进入推进器的内部，在润滑轴承7的同时，还能够起到冷却整个系统的作用；相邻所述的单个绕组403之间设有循环水槽404，所述循环水槽404沿着外壳1的轴线方向分布在外壳1的内壁上，沿着外壳1轴线方向分布的循环水槽404更加便于水流的进入，从而达到以活动水润滑和冷却的作用。

进一步优选的是，所述外壳1、转子2、定子4和端盖3表面均为锥面，且外壳1、转子2、定子4和端盖3的锥度均相同，便于整个装置的一体化组装和运转的稳定性。

在本发明中，所述锥面指的是与锥形相同的外表面形状，也就是具有弧面结构的表面。

本发明的具体工作原理：当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以交流绕组通入交流电产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势，从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩，正向电磁转矩企图使转子正转；反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转。

综上所述，本发明的主要特点在于：本发明整体外形为扁圆柱形，在该推进器中，将传统电机的定子、转子、外壳进行了重新设计，打破了常规的思维方式和推进模式，去掉了电机的输出轴部分，将电机与推进器集成为一体，从而大大减小了实际使用体积，使得推进器的体积大大减小，从而占用空间小，提高了空间利用率，而且结构紧凑，充分利用电机，减少了传动过程中的磨损，能量利用率高，进行模块化的设计，结构简洁，易于安装与维护，由于减少了实际的传动过程和传动结构，因此减少了振动与噪声，增强隐蔽性，通过与海水直接接触，润滑效果和散热效果均比较好，而且还可以省略了庞大、复杂的润滑和冷却系统，降低了装置的结构复杂性，从而降低了实际的使用成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。